คุณสมบัติของอนุภาคมูลฐานที่มีประจุไฟฟ้า

โดยการถูวัตถุสองชิ้นที่ต่างกันเข้าด้วยกัน เช่นเดียวกับการเหนี่ยวนำ ร่างกายจะได้รับคุณสมบัติพิเศษคือไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้าและอนุภาคที่มีประจุ

การเรียนรู้ ร่างกายไฟฟ้า แสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าของพวกมันอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าอนุภาคของสารทั้งหมดประกอบด้วยคุณสมบัติทางกายภาพพิเศษที่เรียกว่าประจุไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้าแสดงลักษณะความสัมพันธ์ของอนุภาคกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของพวกมันเองและการมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก ประจุเป็นหนึ่งในคุณสมบัติเด่นของอนุภาคมูลฐานหลายชนิด ประจุไฟฟ้ามีสองประเภท: บวกและลบ.

อย่างที่คุณทราบ ร่างกายทั้งหมดในธรรมชาติประกอบด้วยอนุภาคที่ไม่ต่อเนื่อง อนุภาคเหล่านี้เรียกว่า มูลฐาน อนุภาคมูลฐานแต่ละชนิดมีลักษณะเฉพาะตัวที่แตกต่างจากคุณลักษณะของอนุภาคอื่น ลักษณะเหล่านี้รวมถึง: มวลนิ่ง, ประจุไฟฟ้า, สปิน, โมเมนต์แม่เหล็ก, อายุการใช้งาน ฯลฯ

อนุภาคมูลฐานเป็นส่วนหนึ่งของอะตอมและโมเลกุลของสสาร แต่ก็สามารถอยู่ในสถานะอิสระได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอนที่ประกอบกันเป็น "แก๊สอิเล็กตรอน" ในสายโลหะ อิเล็กตรอนของกระแสแคโทด ในหลอดสุญญากาศ เป็นต้น

อนุภาคมูลฐานที่มีประจุไฟฟ้าของสัญญาณต่างกันจะดึงดูดกัน และด้วยประจุของสัญญาณเดียวกันจะผลักกัน เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ จะสังเกตเห็นสนามแม่เหล็ก

พาหะนำประจุหลักในสสาร ซึ่งก็คืออนุภาคที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้า ได้แก่ อิเล็กตรอนที่มีประจุลบและโปรตอนที่มีประจุบวก พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของอะตอมของสารทั้งหมด โดยเป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลัก

ผลรวมของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าทั้งหมดถูกกำหนดโดยประจุของอนุภาคที่ประกอบกันเป็นอะตอมและสนามของพวกมัน ในการเชื่อมต่อนี้ ให้เราอาศัยโครงสร้างภายในของอะตอมเท่าที่จำเป็นต้องเข้าใจปรากฏการณ์ที่พิจารณาในวิศวกรรมไฟฟ้า

โครงสร้างของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี: โครงสร้างของอะตอม — อนุภาคมูลฐานของสสาร อิเล็กตรอน โปรตอน นิวตรอน

คุณสมบัติทางไฟฟ้าของร่างกาย

ของแข็งมักจะมีโครงสร้างผลึก: อะตอมของพวกมันถูกจัดเรียงในอวกาศในลำดับที่เข้มงวดในระยะห่างที่แน่นอนจากกันและกัน ก่อตัวเป็นโครงตาข่ายเชิงพื้นที่หรือคริสตัล แลตทิซไซต์ประกอบด้วยไอออนบวก

เนื่องจากระยะทางที่ค่อนข้างเล็ก อะตอมข้างเคียงจึงกระทำต่ออิเล็กตรอนของเวเลนต์เชลล์ของอะตอมที่กำหนด ซึ่งเป็นสาเหตุที่เวเลนซ์อิเล็กตรอนมีส่วนร่วมโดยตรงในการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนของแต่ละอะตอมกับอะตอมข้างเคียงที่อยู่รอบๆสิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าระดับพลังงานถูกแบ่งออกเป็นหลายระดับที่มีระยะห่างอย่างใกล้ชิดซึ่งก่อตัวเป็นโซนของสถานะพลังงานอิเล็กตรอนต่อเนื่อง

คุณสมบัติทางไฟฟ้าของร่างกายถูกกำหนดโดยโครงสร้างของโซนเหล่านี้และจำนวนของอิเล็กตรอนที่บรรจุในโซนตามหลักการกีดกัน ในโลหะที่มีตัวอย่างเช่น ทองแดง แถบเวเลนซ์จะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนครึ่งหนึ่ง ในขณะที่แถบพลังงานด้านล่างทั้งหมดจะถูกเติมจนเต็ม

การปรากฏตัวของโซนที่เต็มไปด้วยบางส่วนเป็นลักษณะของโลหะทั้งหมดเพื่อกระตุ้นเวเลนซ์อิเล็กตรอนของอะตอมที่แยกให้อยู่ในระดับที่สูงขึ้นจำเป็นต้องใช้พลังงานบางส่วนที่ไม่ต่อเนื่อง

ในโลหะ แถบการนำไฟฟ้าจะเต็มไปด้วยบางส่วน ดังนั้น อิเล็กตรอนในนั้นจึงครอบครองสถานะอิสระได้ง่าย และพลังงานเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอแล้วที่จะยกระดับอิเล็กตรอนไปสู่ระดับอิสระที่สูงขึ้นและสร้าง ไฟฟ้า.

เนื่องจากการนำไฟฟ้าในโลหะเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน จึงถูกเรียก การนำไฟฟ้า… การนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ถูกกำหนดโดยการมีอยู่ของไอออนบวกและลบที่เคลื่อนที่ได้ง่ายในสารละลายซึ่งโมเลกุลของตัวถูกละลายบางส่วนถูกย่อยสลาย การนำไฟฟ้านี้เรียกว่า การนำไอออนิก.

การนำไอออนิกที่มีนัยสำคัญเป็นลักษณะของเกลือบางชนิดในสถานะหลอมเหลวและ ก๊าซในสถานะแตกตัวเป็นไอออน... ก๊าซแตกตัวเป็นไอออนภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูง ไฟฟ้าแรงสูง ฯลฯ ก๊าซที่มีอิเล็กตรอนอิสระและโมเลกุลที่มีความหนาแน่นสูงในสถานะแตกตัวเป็นไอออนเรียกว่า พลาสมา.

ดูสิ่งนี้ด้วย: โลหะและไดอิเล็กทริก - อะไรคือความแตกต่าง?

กฎของคูลอมบ์

กฎของคูลอมบ์ (ค.ศ. 1785) เป็นกฎข้อแรกที่สร้างความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างค่าของประจุไฟฟ้าและการมีปฏิสัมพันธ์ กฎหมายนี้มีบทบาทและยังคงมีบทบาทสำคัญในการกำหนดหน่วยประจุและลักษณะแรงของสนามไฟฟ้าสถิต สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมดูที่นี่:กฎของคูลอมบ์และการประยุกต์ใช้ในงานวิศวกรรมไฟฟ้า