Materyal na Singil sa Elektrisidad
Pakimasdan ang isa sa mga bagay sa paligid mo. Kung sisirain mo ang isang bagay, halimbawa isang bato, ang bato ay mabibiyak sa ilang mas maliliit na piraso. Kung ang bato ay madurog muli, ang bato ay magiging mas maliliit pa. Paano kung ang mga piraso ng bato ay madurog muli? Siyempre, ang mga piraso ng bato ay dinudurog at nagiging mas maliliit pa. Maaari bang hatiin ang mga bato sa mas maliliit na piraso hanggang sa maging walang hanggan ang mga ito? Ipinapakita ng katotohanan na ang anumang bagay, kung hahatiin sa mas maliliit na piraso, ay darating sa isang punto kung saan ang pinakamaliit na bahagi ng bagay ay hindi na maaaring hatiin pa sa mas maliliit na piraso. Ang pinakamaliit na bahagi ng isang bagay na hindi na maaaring hatiin pa ay tinatawag na atomo. Kaya ang atomo ay ang pinakamaliit na bahagi ng bawat materya sa sansinukob.
Kargadong Elektrisidad sa mga Atom
Ang mga atomo ay binubuo ng mga electron, proton, at neutron. Ang mga proton at neutron ang bumubuo sa atomic nucleus, na may sukat na humigit-kumulang 10-15 metro . Ang mga electron ay matatagpuan sa labas ng nucleus at umiikot dito tulad ng mga planeta na umiikot sa araw. Kung ipagpapalagay na ang diyametro ng isang atomo ay ilang kilometro, ang nucleus ay halos kasinglaki ng isang bola ng bilyar, na may mga electron na matatagpuan sa loob ng nucleus, na umaabot sa distansya na humigit-kumulang 10-10 metro . Sa pagitan ng nucleus at ng isang electron ay may walang laman na espasyo.
Ang mga electron na may negatibong karga ay matatagpuan sa mga gilid ng atomo, at ang mga proton na may positibong karga ay matatagpuan sa nucleus. Upang mapanatili ang mga electron na umiikot sa nucleus at hindi makatakas mula sa atomo, ang positibong karga na nucleus ay dapat magdulot ng puwersang pang-akit sa mga electron. Ang puwersang ito, na nagpapanatili sa mga electron na umiikot sa nucleus at pumipigil sa mga ito na makatakas, ay tinatawag na puwersang elektrikal.
Sa kabaligtaran, sa loob ng atomic nucleus ay may mga positibong karga na proton, kaya natural silang nagtataboy sa isa't isa dahil pareho ang kanilang karga. Upang mapanatiling magkakasama ang mga proton sa atomic nucleus at maiwasan ang kanilang paghihiwalay mula sa atom, dapat silang pagdugtungin ng isang puwersa. Ang puwersang nagtutulak sa mga proton sa atomic nucleus ay tinatawag na nuclear force.
Ang masa ng isang proton ay halos kapareho ng masa ng isang neutron. Humigit-kumulang 99,9% ng masa ng isang atomo ay nakakonsentra sa nucleus, habang ang mga electron ay may napakaliit na masa. Ang masa ng isang electron (m e ) = 9,1093897 x 10 -31 kg, ang masa ng isang neutron (m n ) = 1,6749286 x 10 -27 kg, at ang masa ng isang proton (m p ) = 1,6726231 x 10 -27 kg.
Dami ng Singil sa Elektrisidad
Ang mga electron ay may negatibong karga, ang mga proton ay may positibong karga, at ang mga neutron ay neutral sa kuryente. Ang mga proton at neutron na bumubuo sa atomic nucleus ay binubuo ng mga quark, na may mga karga na humigit-kumulang 1/3 at humigit-kumulang 2/3 beses kaysa sa mga electron. Ang mga quark ang pinakamaliit na particle na bumubuo sa mga atomo, ngunit sa ngayon, ang mga quark ay hindi pa natagpuang umiiral nang mag-isa bilang mga particle.
Ang magnitude ng electron charge o proton charge ang pangunahing yunit ng charge. Ang magnitude ng electric charge ng isang bagay ay multiple ng electron charge o proton charge. Ito ay tinatawag na quantized charge . Halimbawa, kung ang pinakamaliit na denominasyon ng pera na ginagamit natin ay 100 rupiah, ang halaga ng pera ng isang tao ay ipinapahayag sa multiple ng pinakamaliit na pera, katulad ng 100 rupiah. Halimbawa, ang halaga ng aking pera ay 100.000 at ang 100.000 na ito ay maaaring hatiin sa 100. Magiging kakaiba kung ang halaga ng aking pera ay 100.002 dahil walang denominasyon na 2 rupiah. Gayundin, ang halaga ng charge ng isang bagay. Ang halaga ng charge ng isang electron ay -e at ang halaga ng charge ng isang proton ay +e. Ang halaga ng charge ng isang bagay ay multiple ng e o 1,60 x 10 -19 Coulomb at maaaring ipahayag sa pamamagitan ng Q = ±Ne. Q = dami ng karga, ± ay kumakatawan sa uri ng karga, N = integer, e = 1,60 x 10 -19 Coulomb.
Kargadong Elektrisidad sa mga Bagay
Kung ang isang atom ay may parehong bilang ng mga electron sa mga proton, ang kabuuang karga ng kuryente sa atom ay zero, at ang atom ay neutral, ibig sabihin ay wala itong karga ng kuryente. Ang bilang ng mga proton o electron sa isang neutral na atom ay tinatawag na atomic number (Z) . Kung mas marami ang mga electron kaysa sa mga proton, ang atom ay may negatibong karga. Sa kabaligtaran, kung mas kaunti ang mga electron kaysa sa mga proton, ang atom ay may positibong karga. Ang mga atom na may negatibong karga ay tinatawag na mga negatibong ion , habang ang mga atom na may positibong karga ay tinatawag na mga positibong ion . Ang proseso ng pagsipsip o pagpapalabas ng mga electron mula sa isang atom ay tinatawag na ionization . Kapag sinabi nating may karga ang isang atom, ang ibig nating sabihin ay ang kabuuang karga o net charge. Halimbawa, ang isang atom ay may 10 electron at 7 proton. Ang atom na ito ay may negatibong karga dahil mayroon itong 3 labis na negatibong karga na electron. Kaya ang net charge ng atom na ito ay 3, at ang uri ng atomic charge ay negatibo. Ang mga numerong 3, 7, 10 ay mga halimbawa lamang upang mas madaling maunawaan. Sa katotohanan, ang dami ng karga ng kuryente ng isang bagay ay multiple ng karga ng electron o karga ng proton.
Kung ang isang bagay ay may kasing dami ng mga electron gaya ng mga proton, ang bagay ay neutral o walang kargadong elektrikal. Kung ang isang bagay ay may mas maraming electron kaysa sa mga proton, ang bagay ay may negatibong karga, sa kabaligtaran, kung ang isang bagay ay may mas kaunting electron kaysa sa mga proton, ang bagay ay may positibong karga. Ang isang bagay na sa simula ay neutral ay maaaring gawing negatibong karga sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga electron sa bagay, samantalang ang isang bagay ay maaaring gawing positibo ang karga sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga electron sa bagay.
