В прошлом уроке мы узнали, что электричество — это движение свободных электронов по проводнику. Но почему эти электроны вообще могут двигаться? Что заставляет их покидать привычные места и бежать в одну сторону? Чтобы это понять, нужно познакомиться с понятием заряд.
Каждый электрон несёт отрицательный заряд. Это можно представить как особую «метку» или «знак», который всегда одинаков у всех электронов. У ядра атома, наоборот, есть положительный заряд. Эти заряды ведут себя как магниты: разноимённые заряды (плюс и минус) притягиваются, а одноимённые (два плюса или два минуса) — отталкиваются.
В стабильном, нейтральном электрическом состоянии эти заряды уравновешивают друг друга внутри атома. Как ранее мы рассматривали модель Углерода, где одинаковое количество положительно заряженных частиц, протонов и отрицательно заряженных частиц, электронов. Это дает суммарный электрический заряд равный нулю:
В этом состоянии, когда на каждый Протон можно найти один Электрон, атом находится на своем самом низком энергическом уровне - основное состояние атома.
Именно из-за этого электроны держатся возле ядра — их тянет к положительному заряду (Напомним, что Ядро состоит из положительно заряженных протонов и нейтронов, которые имеют нулевой заряд, то есть в сумме "+"). Но в металлах внешние электроны связаны с ядром слабо, поэтому они могут «гулять» по материалу.
Когда на концах проводника скопление разноименных зарядов, электроны начинают ощущать, что с одной стороны их «тянут» плюсы, а с другой «подталкивают» минусы. Результат — дружное движение в одном направлении.
Если вернуться к нашей аналогии с трубкой и шариками, то заряды — это как условные «правила движения» для шариков. Плюс — это «притягивающий магнит» в одном конце трубки, а минус — «отталкивающий магнит» в другом конце. Шарики-электроны не просто катятся сами по себе, а движутся, потому что их тянут и толкают одновременно. Давайте немного перерисуем иллюстрацию из прошлого урока. За место направления толчка, мы нарисуем "+" и "-", то есть зададим правило для движения шариков (свободных электронов) от "-" к "+".
Важно помнить, что электроны всегда бегут к положительному заряду, а само направление «тока» в схемах по историческим причинам рисуют в противоположную сторону. Это иногда путает новичков, но в работе техники важнее понимать именно поведение электронов.
Таким образом, заряд — это фундаментальное свойство частиц, которое определяет, как они взаимодействуют друг с другом. Электроны двигаются, потому что их притягивают плюсы и отталкивают минусы.
Спасибо за внимание!
Следующая часть: https://dzen.ru/a/aPalc-g9v3s4H0Ig
P.S.
Кажется невероятным, что вся мощь современного компьютера строится на таких простых принципах? На моем курсе «Как работает компьютер. Просто о сложном» я покажу, как это знание делает вас не просто пользователем, а уверенным «повелителем» любой техники https://stepik.org/a/249383. Специально для Дзен действует промокод на 20%: DZEN20.
