Ledning af elektricitet i faste stoffer, væsker og menneskekroppen
Ledning af elektricitet i faste stoffer, væsker og menneskekroppe!
Alle stoffer består af atomer, som har ladede partikler kaldet elektroner og protoner. Du ved, at elektricitet i alle former skyldes ladningerne på disse partikler. Når ladede partikler bevæger sig ordentligt, får vi en elektrisk strøm.
Ledning i faste stoffer:
Blandt faste stoffer er metaller gode ledere af elektricitet. I metaller er nogle elektroner ikke meget tæt bundet til atomer. De bevæger sig tilfældigt i forskellige retninger inden for metallet.
Når en spænding påføres over et stykke metal, bevæger disse elektroner på en ordnet måde i en retning. Denne strøm af elektroner er strømmen i metallet. I de fleste andre faste stoffer er elektroner tæt bundet til atomer og er ikke let tilgængelige til at strømme. Så de fører ikke elektricitet godt.
Ledning i væsker:
Smeltet metal og kviksølv (et flydende metal) udfører elektricitet. Strømmen igennem dem udgøres af strømmen af elektroner. Andre væsker fører elektricitet, fordi de har ioner. Hvad er ioner? Under nogle omstændigheder kan et atom miste en eller flere elektroner, som føjes til et andet atom.
Atomet, der mister en elektron (eller elektroner) har flere protoner end elektroner. Så bliver det positivt ladet. Og atomet, der vinder elektronerne, har flere elektroner end protoner. Så bliver det negativt ladet.
Et atom eller en radikal, der bliver ladet ved at miste eller vinde en eller flere elektroner kaldes en ion:
Ioner med modsatte ladninger har tendens til at tiltrække og holde fast på hinanden. Dette kan føre til dannelsen af forbindelser kaldet ioniske forbindelser. For eksempel kan et natriumatom miste en elektron, som opnås med et chloratom. Således dannes en positivt ladet natriumion (Na + ) og en negativt ladet chloridion (Cl). Disse kommer sammen til dannelse af den ioniske forbindelse NaCl.
Tilsvarende dannes kaliumjodid og calciumoxid, når deres modsatrettede ioner kommer sammen.
Nogle flere eksempler på ioner og de forbindelser, de danner, er angivet i tabel 11.1.
Når en ionforbindelse opløses i vand, opdeles den i dets komponentioner. En væske eller en fugtig pasta, der har ioner i den kaldes en elektrolyt. Når almindeligt salt (NaCl) opløses i vand, opdeles det i Na + og Cl - ioner. En opløsning af almindeligt salt er derfor et eksempel på en elektrolyt. Syrer og opløsninger af salte og baser er generelt elektrolytter.
Ionerne er fri til at bevæge sig i en elektrolyt. Når en spænding påføres over elektroder anbragt i elektrolytten, begynder ionerne på en ordnet måde at bevæge sig. De positive ioner bevæger sig mod katoden (negativ elektrode), og de negative ioner bevæger sig mod anoden (positiv elektrode).
Deres strøm udgør en strøm gennem elektrolytten. Det er derfor, at væsker, der har ioner, såsom syrer og opløsninger af salte og baser, udfører elektricitet. Når en ionforbindelse smelter, bryder den op i ioner, der strømmer, når der anvendes en spænding. Så er smeltet ioniske forbindelser også elektrolytter og udfører elektricitet.
Nuværende gennem menneskekroppen:
Nogle gange rører man ved et uheld strømmen eller et elektrisk apparat, hvis overflade er ved højspænding. Dette får en strøm til at strømme gennem kroppen til jorden, hvilket giver et elektrisk stød. Stødens sværhedsgrad afhænger af størrelsen af strømmen. Og hvor stor strømmen er, afhænger af mange ting, herunder spændingen. Det afhænger også af om kroppen er tør eller våd.
Kranvand, regnvand og sved indeholder opløste stoffer, som hjælper med at føre strøm. Så når kroppen er våd, er den strøm, der passerer gennem den, større end den strøm, der ville have passeret det, hvis den var tør. En spænding på ca. 100 volt giver en prikkende fornemmelse, hvis kroppen er tør og personen har påklædning. Men det kan producere alvorlige forbrændinger eller endog døden, hvis kroppen er våd, og personen er barfodet.
