الکتریسیته چیست؟

الكتریسیته در همه جای زندگی ما دیده می شود، الكتریسیته خانه ها را روشن می كند ، غذای ما را می پزد ، نیروی لازم برای كامپیوتر ، تلویزیون و دیگر وسایل الكترونیكی را تامین می كند. الكتریسیته ی باتری ها ، چراغ قوه را در تاریكی روشن می كند و ماشین ما را به حركت در می آورد.

می توانید كاری كنید تا بفهمید الكتریسیته تا چه اندازه مهم است. به سمت مدرسه یا خانه خود بروید و وسایل و ماشین های مختلفی كه از الكتریسیته استفاده می كنند را بنویسید . از تعداد زیاد چیزهایی كه ما هر روزه استفاده می كنیم و به الكتریسیته وابسته است متعجب خواهید شد.

اما الكتریسیته چیست ؟ از كجا آمده است؟ چطور كار می كند؟

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

همه مواد از اتم ها و اتم ها از ذرات كوچك تری  ساخته شده اند. سه ذره اصلی كه اتم ها را می سازد پروتون ، الكترون و نوترون است.

الكترون ها به دور مركز یا هسته اتم می چرخند همان طور كه ماه به دور زمین می گردد. هسته از نوترون و پروتون تشكیل شده است.

الكترون ها شامل یك بار منفی و پروتون ها یك بار مثبت هستند ، نوترون ها خنثی هستند آن ها نه بار مثبت دارند نه بار منفی.

انواع مختلفی از اتم ها وجود دارد، هر یك از این انواع، یك عنصر است، اتم تنها قسمت سازنده عنصر است. 118 نوع عنصر شناخته شده وجود دارد، بعضی عناصر مانند اكسیژنی كه ما با آن نفس می كشیم برای حیات ضروری است.

در هر اتم تعداد مشخصی الكترون ،پروتون و نوترون وجود دارد، اما معمولاً جدا از این كه یك اتم چند ذره دارد، تعداد الكترون ها باید با تعداد پروتون ها برابر باشد. اگر تعداد الكترون ها و پروتون ها یكی باشد، اتم در تعادل و بسیار پایدارد است.

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

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

می توان الكترون ها را وادار كرد تا از یك اتم به اتم دیگر حركت كنند. وقتی الكترون ها بین اتم ها حركت می كنند، جریان الكتریسیته تشكیل می شود .

این زنجیره مانند خاموش كردن آتش بوسیله سطل در زمان های قدیم است. اما در این جا به جای منتقل كردن سطل از یك طرف به طرف دیگر ، هر شخص یك سطل دارد و فقط آب منتقل می شود (به این معنی كه سطل خالی را به عنوان یون و سطل پر را به عنوان اتم خنثی و آب را به عنوان الكترون در نظر بگیریم. در رسانای فلزی یون ها منتقل نمی شوند بلكه الكترون ها منتقل می شوند) این كار خیلی به عبور جریان الكتریسیته شبیه است. در واقع بار از یك اتم به اتم دیگر منتقل می شود.

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

اما بار مثبت و منفی به الكتریسیته چه ربطی دارد؟

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

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

وقتی الكترون ها در بین اتم های ماده حركت می كنند، یك جریان الكتریسیته تشكیل می شود. این چیزی است كه در یك سیم اتفاق می افتد. الكترون ها از یك اتم به اتم دیگر منتقل شده و یك جریان الكتریكی از یك سر به سر دیگر بوجود می آید.    

الكتریسیته در بعضی مواد بهتر از مواد دیگر منتقل می شوند. مقاومت یك ماده  نشان می دهد كه چقدر رسانای خوب جریان الكتریسیته است، هر چه مقاومت كمتر، رسانا بهتر. بعضی از مواد به شدت الكترون خود را نگه می دارند و الكترون ها در بین آن ها به سختی حركت می كنند این مواد را عایق می نامیم. پلاستیك، لاستیك، لباس، شیشه و هوای خشك عایق های بسیار خوبی هستند و مقاومت بسیار بالا یی دارند.

مواد دیگری وجود دارند كه الكترون های ضعیفی دارند، الكترون ها در بین آن ها به راحتی حركت می كنند. این گونه مواد را رسانا گویند، اكثر فلزات مانند مس، آلومینیوم، یا استیل رساناهای خوبی هستند.

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.