الکتریسیته چیست؟

الکتریسیته در همه جای زندگی ما دیده می شود، الکتریسیته خانه ها را روشن می کند ، غذای ما را می پزد ، نیروی لازم برای کامپیوتر ، تلویزیون و دیگر وسایل الکترونیکی را تامین می کند. الکتریسیته ی باتری ها ، چراغ قوه را در تاریکی روشن می کند و ماشین ما را به حرکت در می آورد.

می توانید کاری کنید تا بفهمید الکتریسیته تا چه اندازه مهم است. به سمت مدرسه یا خانه خود بروید و وسایل و ماشین های مختلفی که از الکتریسیته استفاده می کنند را بنویسید . از تعداد زیاد چیزهایی که ما هر روزه استفاده می کنیم و به الکتریسیته وابسته است متعجب خواهید شد.

 

اما الکتریسیته چیست ؟ از کجا آمده است؟ چطور کار می کند؟

 

قبل از این که همه این ها را بفیمهیم ، باید کمی درباره اتم ها و ساختار آن ها بدانیم.

همه مواد از اتم ها و اتم ها از ذرات کوچک تری  ساخته شده اند. سه ذره اصلی که اتم ها را می سازد پروتون ، الکترون و نوترون است.

الکترون ها به دور مرکز یا هسته اتم می چرخند همان طور که ماه به دور زمین می گردد. هسته از نوترون و پروتون تشکیل شده است.

الکترون ها شامل یک بار منفی و پروتون ها یک بار مثبت هستند ، نوترون ها خنثی هستند آن ها نه بار مثبت دارند نه بار منفی.

 

انواع مختلفی از اتم ها وجود دارد، هر یک از این انواع، یک عنصر است، اتم تنها قسمت سازنده عنصر است. 118 نوع عنصر شناخته شده وجود دارد، بعضی عناصر مانند اکسیژنی که ما با آن نفس می کشیم برای حیات ضروری است.

 

در هر اتم تعداد مشخصی الکترون ،پروتون و نوترون وجود دارد، اما معمولاً جدا از این که یک اتم چند ذره دارد، تعداد الکترون ها باید با تعداد پروتون ها برابر باشد. اگر تعداد الکترون ها و پروتون ها یکی باشد، اتم در تعادل و بسیار پایدارد است.

بنابراین، اگر یک اتم 6 پروتون داشته باشد، باید 6 الکترون نیز داشته باشد، عنصری با 6 پروتون و 6 الکترون، کربن نامیده می شود، کربن در خورشید، ستاره ها، ستاره های دنباله دار، اتمسفر بیشتر سیاره ها و مواد غذایی که می خوریم به مقدار زیادی وجود دارد، ذغال سنگ و الماس نیز از کربن ساخته شده است.

بعضی از اتم ها الکترون های خودشان را از دست داده اند. یک اتم که الکترون خود را از دست داده باشد، تعداد پروتون هایش بیشتر از الکترون ها و دارای بار مثبت است. یک اتم که الکترون بدست آورد ذرات منفی بیشتر و بار منفی دارد. یک اتم باردار یون نامیده می شود.

 

می توان الکترون ها را وادار کرد تا از یک اتم به اتم دیگر حرکت کنند. وقتی الکترون ها بین اتم ها حرکت می کنند، جریان الکتریسیته تشکیل می شود .

این زنجیره مانند خاموش کردن آتش بوسیله سطل در زمان های قدیم است. اما در این جا به جای منتقل کردن سطل از یک طرف به طرف دیگر ، هر شخص یک سطل دارد و فقط آب منتقل می شود (به این معنی که سطل خالی را به عنوان یون و سطل پر را به عنوان اتم خنثی و آب را به عنوان الکترون در نظر بگیریم. در رسانای فلزی یون ها منتقل نمی شوند بلکه الکترون ها منتقل می شوند) این کار خیلی به عبور جریان الکتریسیته شبیه است. در واقع بار از یک اتم به اتم دیگر منتقل می شود.

چون همه اتم ها دوست دارند در تعادل باشند. اتمی که نامتعادل شده است به دنبال الکترون آزادی می گردد تا جای خالی الکترون از دست رفته را پر کند. ما می گوییم که این اتم نامتعادل یک بار مثبت دارد چون تعداد زیادی پروتون دارد.

 

اما بار مثبت و منفی به الکتریسیته چه ربطی دارد؟

 

دانشمندان و مهندسان چندین راه برای تولید زیاد اتم مثبت و الکترون آزاد پیدا کرده اند. از آن جایی که اتم های مثبت دوست دارند تعادل داشته باشند، الکترون ها را به شدت جذب می کنند. الکترون ها نیز دوست دارند جزئی از یک اتم متعادل باشند، بنابراین آن ها نیز اتم های مثبت را جذب می کنند تا به تعادل برسند.

بنابر این هر چه اتم های مثبت یا الکترون های منفی بیشتری داشته باشید، جاذبه بین آن ها بیشتر است. چون بارهای مثبت و منفی، هم دیگر را جذب می کنند می توانیم کل جاذبه را "بار" بنامیم.

وقتی الکترون ها در بین اتم های ماده حرکت می کنند، یک جریان الکتریسیته تشکیل می شود. این چیزی است که در یک سیم اتفاق می افتد. الکترون ها از یک اتم به اتم دیگر منتقل شده و یک جریان الکتریکی از یک سر به سر دیگر بوجود می آید.    

 

الکتریسیته در بعضی مواد بهتر از مواد دیگر منتقل می شوند. مقاومت یک ماده  نشان می دهد که چقدر رسانای خوب جریان الکتریسیته است، هر چه مقاومت کمتر، رسانا بهتر. بعضی از مواد به شدت الکترون خود را نگه می دارند و الکترون ها در بین آن ها به سختی حرکت می کنند این مواد را عایق می نامیم. پلاستیک، لاستیک، لباس، شیشه و هوای خشک عایق های بسیار خوبی هستند و مقاومت بسیار بالا یی دارند.

مواد دیگری وجود دارند که الکترون های ضعیفی دارند، الکترون ها در بین آن ها به راحتی حرکت می کنند. این گونه مواد را رسانا گویند، اکثر فلزات مانند مس، آلومینیوم، یا استیل رساناهای خوبی هستند.

 

وقتی الکترون ها در بین اتم های ماده حرکت می کنند، یک جریان الکتریسیته تشکیل می شود.

 

کلمه الکتریسیته از کجا آمده است ؟

الکترون(Electrons)، الکتریسیته(electricity)، الکترونیک (electronic) و کلمات دیگری که با electr شروع می شوند از کلمه یونانی elecktor به معنی خورشید درخشان گرفته شده است. در یونان electron کلمه ای است که برای کهربا استفاده می شود.

 

کهربا سنگ قهوه ای طلایی بسیار زیبایی است که در نور خورشید برق نارنجی و زرد دارد. کهربا در واقع شیره فسیل شده درخت است. میلیون ها سال پیش حشرات در بین شیره درختان گیر افتادند. حشرات کوچکی که دایناسورها را نیش زده بودند در بدنشان خون با DNA دایناسورها است که حالا در کهربا فسیل شده است.

یونانی های قدیم کشف کردند که کهربا وقتی به خز یا اشیا دیگر مالیده می شود رفتار عجیبی از خود نشان می دهد. مانند جذب پر. آن ها نمی دانستند که چه چیزی باعث این پدیده می شود. اما آن ها یکی از مثال های الکتریسیته ساکن را کشف کردند.

کلمه لاتین الکتریک electricus به معنی تولید از کهربا بوسیله اصطکاک است.

بنابراین ما کلمه انگلیسی الکتریسیته electricity را از کلمات یونانی و لاتین که در مورد کهربا بود گرفته ایم.

 

مترجم: میثم امیری نائینی *** منبع : سایت تبیان