Як електроенергія передається на відстані

Електрику, як ми пам’ятаємо, це заряджені частинки іонів і електронів, а їх переміщення і буде характеризуватися, як передача електроенергії на відстань. Тому, в даній темі ми і буде з Вами розглядати різні можливості пересування цих електрично заряджених частинок. На відміну, наприклад, від звичайної водопровідної труби, що має порожнину усередині себе і, по якій, власне, проходить рідина, в сфері електрики принцип роботи зовсім інший.

Для початку давайте згадаємо структуру хімічних речовин, а точніше кажучи – електричного провідника (твердого тіла). Припустимо, у нас є мідний відрізок проводу. Розглядаючи його під мікроскопом, побачимо, що він складається з атомів, які, в свою чергу, представлені безліччю прилиплих один до одного нейронів і протонів (ядро атома), навколо якого по визначених орбітах носяться електрони з неймовірно великою швидкістю. Цих орбіт у атома кілька (в залежності від самого речовини), тобто, одні електрони обертаються на одній відстані від центру атома. Інші електрони розташовуються, трохи віддалившись від перших, а третє, ще далі і так далі. У різних хімічних речовин різну кількість складових самого ядра (кількість протонів і нейронів). Дана модель має назву – атомом речовини. Думаю, з цим ясно. Подібних атомів, у видимому неозброєним оком предмет, сила-силенна. Всі вони розташовуються один біля одного на відстані.

Тепер ближче до теми про передачі електроенергії на відстань. Ті електрони (негативно заряджені частинки), що найбільш віддалені від центру ядра атома, мають малими енергіями і здатні відірватися від свого атома. Після, вони можуть перейти до сусіднього атому, а від сусіднього, до наступного і т.д. Ці самовільні блукання електронів усередині речовини (це властиво металів), в нашому випадку це мідна жила проводу, має назву вільних електронів. Саме завдяки ним метали можуть проводити електрику.

Тепер давайте трохи торкнемося теми електричного опору речовини. І так, у нас є джерело електрики, припустимо звичайна батарейка. На ній є різниця потенціалів у вигляді надлишку електронів (на негативної клеми) і недолік електронів (на позитивної клеми). У місці надлишку, електрони тісняться і тим самим намагаються виштовхнути один одного, вони хочуть вийти і швидко перейти в те місце, де не буде такої тісноти. Цим місцем є позитивна клема, яка володіє деякою силою всмоктування всередину електронів.

У зв’язку з тим, що звичайне повітря не містить вільних електронів (про які ми говорили раніше), то і перехід електронів неможливий на позитивний полюс батареї. Але от якщо ми з Вами замкнемо різнойменні клеми батарейки струмопровідних провідником, то в результаті буде наступна – надлишок електронів почне переміщатися по дроту до плюса батарейки. Це буде являти собою вищеописані скачки електронів від одного атома до іншого. В результаті буде відбуватися передача електроенергії на відстань у вигляді переходу цих зарядів до позитивної клеми електричної батарейки.

Слід трохи уточнити. З курсів фізики відомо, що в твердих тілах струмопровідних речовин переміщатися можуть тільки електрони (негативно заряджені частинки), ну, а атоми стійко розташовуються на своєму місці в кристалічній решітці речовини. У рідинах і газах, даної кристалічної решітки не існує, і тому переміщатися можуть самі атоми, що називаються іонами. Іони можуть мати негативний або позитивний заряд через відсутніх або велич в них електронів. І щодо опору – оскільки електричні заряди рухаються в токопроводящем провіднику не по прямій лінії (і без перешкод), а з боку в сторони, перестрибуючи з атома на атом, то природна втрата енергії при цьому стрибку і буде характеризуватися як електричний опір матеріалу.

Більш докладніше про опір ще поговоримо в іншій статті, а для простого розуміння цього цілком достатньо. На закінчення даної статті слід підвести такий підсумок. Передача електроенергії на відстань являє собою, не що інше, як здатності заряджених частинок (в основному електронів), пересуватися в різних матеріалах і середовищах, що і дає нам можливість більш ефективного застосування електроенергії.

Посилання на основну публікацію