Електричен ток

Добре, сега ще говорим за понятието електрически ток. Историята започва с представата за заряд. Научихме, че има два вида заряд: положителен и отрицателен. Просто ще си направим два малки заряда, ето така. Знаем и че ако те са с противоположен знак, между тях ще има сили на привличане. А ако имат два еднакви знака, например два положителни заряда, тези заряди ще се отблъскват един друг. Това е основната идея в електростатиката. Същото се случва и с два отрицателни заряда. Те също се отблъскват. Еднаквите заряди се отблъскват, а различните се привличат. Това е една представа. Знаем какво са зарядите. А сега ни трябва място, където да получим заряд. Едно от местата, от които предпочитаме да получаваме заряд, е медта, медните проводници. Ето как изглежда един меден атом. Медният атом има ядро с няколко протона в него. Има и електрони, движещи се около него, електрони в орбити около ядрото. Ще нарисуваме електроните ето така. Около ядрото ще има орбити. Доста добри окръжности. И по тях ще има електрони. Малки минуси. Тук има натрупани електрони. Още по-навън също има електрони. Това е атом на медта, който изглежда интересно. Символът на медта е Cu, а атомното му число е 29. Това означава, че тук вътре има 29 протона, а отвън има 29 електрона. Оказва се, че при медта по най-външната орбита има само един електрон, ето този там. Това е електронът, който най-лесно може да бъде отнет от медта, за да участва в провеждането на електричен ток. Ако имам парче мед, всеки меден атом ще има възможността да допринесе с един, с ето този самотен електрон. Ако вземем друг елемент, като например среброто, той има същия тип електронна конфигурация – само с един външен електрон. Ето за това среброто и медта са толкова добри проводници. Сега ще построим един меден проводник. Ето нещо като меден проводник. Направен е от чиста мед. Пълен е с медни атоми. Ще пусна напрежение по него. Ето я нашата малка батерия. Това е минусът, а това – плюсът. И ще с свържем батерията с това. Какво се случва тук? В медта има цяла "банда" елекрони, които са свързани с атомите. Това е едно неутрално парче метал. Има еднакъв брой протони и електрони. Но тези електрони не са много стегнати. Затова ако сложа плюс ето тук, получавам тази ситуация тук, където плюсът привлича минуса. Така един електрон ще се отклони насам и ще се движи ето така. Това ще остави тази област положително заредена. Така че всички тези електрони ще започнат да се движат в тази посока. А в ето този край един електрон ще излезе от тази батерия, ще се придвижи тук, ще влезе тук и ще компенсира разликата. Така ако като цяло имам положителен заряд тук от електроните, които напускат и тръгват наляво, тази батерия ще ги попълни. А аз ще получа придвижване на заряда, на негативния заряд, в тази посока, ето така. Въпросът е как измервам това. Как измервам или давам числен израз на количеството неща, които се случват? Искаме да изразим с число количеството ток, който протича тук. Това, което правим, е мислено да сложим граница тук. Просто си я представи. Тя пресича изцяло медта. Ще застанем точно тук. Ще наблюдаваме точно тази граница тук долу. Докато наблюдаваме, ще преброим броя електрони, които минават от тук. Ще ни трябва хронометър и ще засечем времето. В общи линии това е отрицателен заряд и той се движи настрани. Това, което ще направим, е че в една точка точно тук просто ще преброим броя, който влиза на секунда. Така ще получим зарядите за секунда. Отрицателният заряд е това, което се движи. Това наричаме ток. То е същото като водата, която тече в една река. Идеята е същата. Сега ще създам различна ситуация, която също произвежда ток. Този път ще го направим с вода, вода и сол. Да начертаем тръба със солена вода, ето така. Ще си представим, че това е тръба, цялата пълна с вода. И тук ще сложа батерия. Да сложим още една батерия. Ще сложим проводника тук и тук. Това е положителният полюс на батерията, а това е отрицателният полюс на батерията. Водата е Н2О, а тя не провежда ток. Тук няма свободни електрони. Но аз ще направя следното: ще сложа малко готварска сол в нея. Това е обикновена сол, която слагаш на храната. Състои се от натрий, това е знака за натрия, и хлор, Cl е хлор. Натриевият хлорид е готварската сол. Ако поръсим малко сол във водата, това, което става е, че тези се разтварят и получаваме сумарен положителен заряд тук и сумарен отрицателен заряд върху хлора. Тук се носят натриеви частици с положителен знак и съвсем наблизо хлорни частици с отрицателен знак. Да изравним. Сега, когато потопя жиците на моята батерия в тази вода, ще стане следното: този положителен заряд тук от батерията ще привлече минусовите хлорни частици. Така хлорът ще се придвижи малко натам. А ето тук се случва същото нещо. Тук има минусов знак. Има минус от батерията. Той ще привлече това и също така ще отблъсне минусите на хлора. Така се получава движение на положителен заряд, +q, който се движи насам, и получаваме -q, който се движи насам. Как измерваме този ток? Как измерваме този ток? Ами, правим го както го направихме горе с медта. Мислено прекарваме граница тук. Заставаме тук и наблюдаваме зарядите, които минават покрай нас. Получаваме няколко натриеви частици, които се движат насам, и хлорни частици, които се движат насам. Точно както показахме тук. Натрий, който се движи насам. Така че, ще има положителни заряди, преминаващи през границата и отрицателни заряди, които преминават границата в противоположна посока. Ако взема сбора... Например, ако видя един натрий да преминава насам и един хлор да преминава насам, това прави два заряда, които преминават през границата. Надявам се, че това звучи смислено. Това прави два заряда, един, преминаващ насам и един, преминаващ насам. Тъй като те имат противоположни знаци, те се събират и сборът е два заряда. В този случай токът е равен на заряд в секунда.