Prąd elektryczny - film z polskimi napisami

W porządku, teraz będziemy rozmawiać o idei prądu elektrycznego. Historia rozpoczyna się od ładunków. Nauczyliśmy się, że są ich dwa rodzaje, pozytywny i negatywny. Narysujemy tylko te dwa małe ładunki. Wiemy, że jeśli mają przeciwne znaki, to będzie między nimi siła przyciągania. A jeśli mają dwa podobne znaki, tutaj są dwa pozytywne ładunki, to będą odpychać się nawzajem. Więc to jest podstawowy pomysł na elektrostatykę i tak samo dzieje się przy dwóch ujemnych ładunkach. Również się odpychają. Więc podobne ładunki odpychają się, a różne przyciągają. Tak to wygląda. Mamy zamysł ładunków. Teraz potrzebujemy czegoś skąd pobierzemy ładunki. Jednym z takich miejsc jest jest miedź, miedziane druty. Atom miedzi wygląda tak. Atom miedzi ma jądro z kilkoma protonami wewnątrz, oraz posiada elektrony krążące wokół, elektrony na orbitach na zewnątrz. Więc narysujemy elektrony tak. Będą orbity wokół jądra. Całkiem dobre koła. W których będą elektrony. Małe znaki minusa. W tym ułożone są elektrony. Elektrony są nawet dalej. Ten atom miedzi wygląda całkiem fajnie. Miedź, symbolem miedzi jest Cu, a jego liczba atomowa to 29. To oznacza, że wewnątrz jest 29 protonów, a na zewnątrz 29 elektronów. Okazuje się, podobnie jak zbieg okoliczności dla miedzi, że ostatnia orbita o tu ma tylko jeden elektron, ten tutaj, to jest ten, którego najłatwiej odciągnąć od miedzi i kazać mu brać udział w przewodzeniu, w prądzie elektrycznym. Jak będę miał kawałek miedzi, każdy atom miedzi będzie mieć możliwość wniesienia jednego, tego samotnego elektronu. Jeśli spojrzymy na inny element, jak na przykład srebro, srebro ma to samo rozłożenie elektronów, gdzie tylko jeden jest tutaj. Dlatego własnie srebro i miedź są takimi dobrymi przewodnikami. Teraz zbudujemy, zbudujmy miedziany kabel. Tu jest jakiś miedziany kabel. Stworzony ze stałej miedzi. Pełny atomów miedzi. Dołożę jeszcze napięcie da tego. To jest nasza mała bateria. To jest znak minusa, a to plusa. I przyłączymy baterię do tego. Co się tutaj dzieje? Wewnątrz tej miedzi jest cała masa elektronów, które są związane z atomami. To jest neutralny kawałek metalu. Jest tyle samo protonów i elektronów, ale te elektrony są trochę luźne. Więc jeśli dam tutaj plusa, tutaj jest taka sytuacja, gdzie plus przyciąga minus. Więc elektron będzie wędrować w tę stronę i iść tak dalej. To sprawi, że w tym obszarze zostaną tylko pozytywne ładunki. Więc te wszystkie elektrony zaczną poruszać się w tym kierunku. I na końcu, tutaj, elektrony wyjdą z tej baterii, przemieszczą się tutaj, wejdą do metalu i uzupełnią różnicę. Jeśli miałbym tutaj tylko pozytywne ładunki, a ujemne opuściłyby metal i poruszały się w lewo, to ta bateria uzupełniła by to. A teraz chcę otrzymać całkowity ruch ładunku, ujemnego ładunku, w tym kierunku, jak tutaj. Pytanie brzmi, w jaki sposób to zmierzę? W jaki sposób to zmierzę lub nadam liczbę tej ilości rzeczy, która idzie dalej? Więc chcemy określić to ilościowo, chcemy przypisać numer do ilości przechodzącego prądu. To co teraz robimy, to wyobrażamy sobie, że stawiamy tutaj w poprzek granicę. Po prostu to sobie wyobraź. Przecina ona całą drogę przez miedź. Wiemy, że będziemy stali tutaj. Będziemy patrzyli dokładnie na tę granicę. To, co zamierzamy robić podczas patrzenia, to liczenie liczby elektronów, które tędy przechodzą. Będziemy mieć też stoper, którym zmierzymy czas. Więc, w zasadzie to dostaniemy, to jest ładunek, ujemny ładunek, przesuwa się w bok. To co będziemy robić w tym małym punkcie, o tutaj, to liczyć liczbę elektronów, która tędy przechodzi w ciągu sekundy. Otrzymamy ilość ładunków na sekundę. To będą przechodzące ujemne ładunki. To własnie nazywamy prądem. Tak samo jak prąd wody w rzecze. To jest to samo wyobrażenie. Teraz przedstawię inną sytuację, w której również wykorzystywany jest prąd. Tym razem przy pomocy wody, wody i soli. Narysujmy rurkę ze słoną wodą, w ten sposób. Będziemy udawać, że to rurka, która jest wypełniona wodą. Dołożę tutaj również baterię, dodajmy kolejną baterię, oraz przymocujemy do niej przewód. Przymocujemy do niej przewód. To jest dodatnia strona baterii, a to jest ujemna strona baterii. Woda to jest H2O i nie przewodzi prądu. Nie ma tutaj wolnych elektronów. To, co zamierzam zrobić, to dodać do tego soli kuchennej. To jest zwyczajna sól, którą dodajesz do jedzenia. Jest stworzona z sodu, to jest symbol sodu, i chloru, Cl to chlor. Chlorek sodu to sól kuchenna. Jeśli dosypiemy trochę soli kuchennej do wody, to ona rozpuści się i dostaniemy całkowicie dodatni ładunek sodu i całkowicie ujemny ładunek chloru. Tutaj mamy unoszące się wokół atomy sodu z dodatnim znakiem i blisko nich atomy chloru z ujemnym znakiem, bardzo blisko Niech ich będzie parzyście. Teraz, kiedy zanurzę przewody w tej wodzie, co się stanie, to ten dodatni ładunek, dodatni ładunek ten tutaj z baterii zacznie przyciągać ujemne atomy chloru. Więc atomy chloru będą poruszać się troszkę tą drogą. A tutaj dzieje się to samo. Znajduje się tutaj ujemny znak. To jest minus od baterii. Będzie przyciągać to i będzie również odpychać ujemne atomy chloru. Otrzymamy ruch całkowity pozytywnego ładunku, dodatnie q idące w tę stronę oraz ujemne q w tę stronę. Jak zmierzymy ten prąd? Jak my zmierzymy ten prąd? Więc zrobimy to w ten sposób jak przy miedzi. Wyobraźmy sobie tutaj granicę. Stoimy tutaj i patrzymy na przechodzące przez nią ładunki. Zauważymy przechodzące atomy sodu tą stroną i przechodzące atomy chloru tamtą stroną. Tak jak pokazaliśmy tutaj. Na idący tędy. Więc będą przechodzić przez tę granicę dodatnie ładunki i ujemne, ale w przeciwnym kierunku. Jeśli to zsumujemy, na przykład, jeśli zobaczę, że atom sodu przechodzi tędy i atom chloru też, to jest to równoważne dwóm ładunkom przechodzącym przez granicę. Mam nadzieję, że rozumiecie. To jest równe dwóm ładunkom. Jeden idzie tędy, a drugi tędy, ponieważ mają różne znaki. Sumują się i tworzą dwa ładunki. W tym przypadku, prąd jest równy, jeszcze raz, ładunkom na sekundę.