Inleiding Die doel van hierdie hoofstuk is om die basiese beginsels van elektrisiteit te beskryf met spesifieke verwysing na basiese atoomteorie, Ohm se wet, seriestroombane, parallelstroombane, kombinasiestroombane, spesifieke weerstand en temperatuurkoëffisiënt. Hierdie hoofstuk behandel basiese begrippe, aangevul met diagramme, sketse en berekeninge waar nodig.
Die teorie van stroomvloei
Struktuur van die atoom Alle materiale bestaan uit verskillende kombinasies atome wat molekules van die betrokke materiaal vorm. Daar bestaan slegs sowat 100 verskillende soorte atome en hulle word elemente genoem.
Die atoom kan met ons sonnestelsel vergelyk word. Die atoom bevat ’n positief gelaaide kern ("son") en negatief gelaaide elektrone ("planete") wat om die kern draai. In alle atome wentel die negatief gelaaide elektrone om hulle positief gelaaide kern op afstande wat geweldig groot is vergeleke met die afmetings van die kerne en van die elektrone self.
Die atoomkern self bevat ’n aantal deeltjies (partikels) wat elk ’n positiewe lading dra, die protone, asook ’n aantal ander deeltjies sonder lading, die neutrone, wat ons, elektries gesien, kan ignoreer. Die getal protone in die kern is presies gelyk aan die getal elektrone wat om die kern draai, met die gevolg dat die atoom in normale toestande elektries gebalanseer of neutraal is.
So lyk dit ... elektron (-)
proton (+) neutron (0)
K baan L baan
Valensie-elektrone Figuur 3.1: Tweedimensionele voorstelling van die silikon (14)-atoom
Energievlakke Wat betref die silikon-atoom is dit duidelik sigbaar dat die elektrone wat wentel rondom die kern op ’n besondere manier rondom die kern gerangskik is. Die bane waarin hulle wentel, word ook energievlakke genoem. Hoe nader die energievlak aan die kern is, hoe sterker is die kern se aantrekkingkrag op die atome in daardie energievlak en hoe verder van die kern, hoe swakker. Die energievlak wat die verste van die kern is, ook bekend as die buiteband, word die valensieband genoem en die elektrone daarin die valensie-elektrone. Die getal elektrone in die valensieband sal bepaal of die materiaal ’n geleier, isolator of halfgeleier is.