Ledning av elektricitet i fasta ämnen, vätskor och människa
Ledning av elektricitet i fasta ämnen, vätskor och människa!
Alla ämnen består av atomer, som har laddade partiklar som heter elektroner och protoner. Du vet att el i alla former beror på avgifterna på dessa partiklar. När laddade partiklar rör sig ordentligt, får vi en elektrisk ström.
Konduktion i fasta ämnen:
Bland fasta ämnen är metaller bra ledare av el. I metaller är vissa elektroner inte särskilt tätt bundna till atomerna. De rör sig slumpmässigt i olika riktningar inom metallen.
När en spänning appliceras över en bit metall, rör dessa elektronerna på ett ordnat sätt i en riktning. Detta flöde av elektroner är strömmen i metallen. I de flesta andra fasta ämnen är elektroner tätt bundna till atomerna och är inte lätt tillgängliga för flöde. Så, de utför inte el bra.
Konduktion i vätskor:
Smält metall och kvicksilver (en flytande metall) leder elektricitet. Strömmen genom dem utgörs av flödet av elektroner. Andra vätskor leder el eftersom de har joner. Vad är joner? Under vissa förhållanden kan en atom förlora en eller flera elektroner, vilka läggs till en annan atom.
Atomen som förlorar en elektron (eller elektroner) har mer protoner än elektroner. Så blir det positivt laddat. Och atomen som får elektronerna har mer elektroner än protoner. Så blir det negativt laddat.
En atom eller en radikal som laddas genom att förlora eller få en eller flera elektroner kallas en jon:
Ioner som bär motsatta laddningar tenderar att locka till varandra och hålla fast vid varandra. Detta kan leda till bildandet av föreningar som kallas joniska föreningar. Till exempel kan en natriumatom förlora en elektron som erhålles av en kloratom. Således bildas en positivt laddad natriumjon (Na + ) och en negativt laddad kloridjon (Cl). Dessa förenas för att bilda den joniska föreningen NaCl.
På liknande sätt bildas kaliumjodid och kalciumoxid när deras motsatt laddade joner kommer ihop.
Några fler exempel på joner och de föreningar de bildar ges i tabell 11.1.
När en jonisk förening löses i vatten splittras den i dess komponentjoner. En vätska eller en fuktig pasta som har joner i den kallas en elektrolyt. När vanligt salt (NaCl) löses i vatten splittras det i Na + och Cl - joner. En lösning av vanligt salt är därför ett exempel på en elektrolyt. I allmänhet är syror och lösningar av salter och baser elektrolyter.
Joner är fritt att röra sig i en elektrolyt. När en spänning appliceras över elektroder placerade i elektrolyten börjar jonerna på ett ordnat sätt att röra sig. De positiva jonerna rör sig mot katoden (negativ elektrod) och de negativa jonerna rör sig mot anoden (positiv elektrod).
Deras flöde utgör en ström genom elektrolyten. Det är därför vätskor som har joner, såsom syror och lösningar av salter och baser, leder elektricitet. När en jonisk förening smälter, bryter den upp i joner, som strömmar när en spänning appliceras. Så, smältjoniska föreningar är också elektrolyter och leder elektricitet.
Nuvarande genom människokroppen:
Ibland berörs personer av misstag av elnätet eller en defekt elapparat vars yta är högspänd. Detta medför att en ström flyter genom kroppen till marken vilket ger en elektrisk chock. Svagheten hos chocken beror på strömmen av strömmen. Och hur stor strömmen beror på många saker, inklusive spänningen. Det beror också på om kroppen är torr eller våt.
Kranvatten, regnvatten och svett innehåller upplösta ämnen som hjälper till att leda elektricitet. Så när kroppen är våt, är den ström som passerar genom den större än den ström som skulle ha gått igenom den om den var torr. En spänning på cirka 100 volt ger en stickande känsla om kroppen är torr och personen har på sig skor. Det kan dock orsaka allvarliga brännskador eller till och med död om kroppen är våt och personen är barfota.
