’n Atoom met minder as vier valensie-elektrone word ’n geleier genoem; ’n atoom met presies agt valensie-elektrone is ’n isolator, en ’n atoom met presies vier valensie-elektrone is ’n halfgeleier.
Elektriese stroom Alle atome word bymekaar gehou deur sterk aantrekkingskragte tussen die kern en sy elektrone. Elektrone in die atoom se buitenste baan word egter minder sterk deur die kern aangetrek as dié waarvan die wentelbane nader aan die kern is.
Hierdie buitenste elektrone word so swak aangetrek deur die kern dat hulle maklik uit hulle baan verplaas kan word en dan na willekeur tussen die ander elektrone kan ronddwaal.
Sulke elektrone word vry elektrone genoem. Dit is die beweging van vry elektrone wat ’n elektriese stroom vorm.
Alle materiale kan in drie elektriese kategorieë verdeel word. ’n Materiaal is óf ’n geleier óf ’n niegeleier óf dit lê iewers tussenin en word ’n halfgeleier genoem. ’n Geleier is ’n materiaal wat stroom toelaat om relatief ongehinderd daardeur te vloei. Voorbeelde van geleiers sluit goud, silwer, koper, aluminium en lood in. ’n Niegeleier is ’n materiaal wat geen stroom toelaat om daardeur te vloei nie. Voorbeelde van niegeleiers sluit porselein, glas, rubber en PVC in.
Elektriese ladings Elektrone wat uit hulle wentelbane gedwing is, laat ’n elektrontekort agter in die atome wat hulle verlaat het en ’n elektronoorskot op die punt waar hulle tot rus kom. ’n Materiaal met ’n tekort aan elektrone raak positief gelaai en word ’n positiewe ioon genoem, en een met ’n oorskot elektrone raak negatief gelaai en word ’n negatiewe ioon genoem.
Die ampère (A) Gegewe ’n positiewe lading op die een kant van ’n koperdraad en ’n negatiewe lading op die ander kant, sal elektrone van een atoom na ’n naasliggende atoom beweeg in die algemene rigting van die positiewe lading. Hierdie beweging van vry elektrone in dieselfde algemene rigting met die draad langs word elektriese stroom genoem. Die eenheid wat die stroom aandui wat deur ’n geleier vloei, is die “ampère”. Wanneer ’n stroom van een ampere deur ’n geleier vloei, beteken dit dat sowat 6,26 × 1018
elektrone per sekonde verby enige punt op die geleier vloei. Met
ander woorde, 1 coulomb (C) is die vloei van 1 ampère (A) verby ’n gegewe punt in 1 sekonde (t).
Q = I × t (coulomb)
of I = Q ampère t
Voorbeeld: Bereken die lading wat vloei as ’n stroom van 4 A in 30 sekondes by ’n gegewe punt in ’n stroombaan verbyvloei.
Q = I × t = 4 × 30 = 120 coulomb
Stroomteorieë Jy het nou net geleer dat volgens die moderne elektronteorie elektriese stroom altyd die beweging van elektrone van negatief na positief is. Hierdie teorie is ’n bewese feit en is eers onlangs geïmplementeer. Hierdie vloeirigting van die stroom word ook beskryf as ’n vloei van elektrone.
43
3
Coulomb 1 coulomb (C) is die vloei van 1 ampère (A) verby ’n gegewe punt in 1 sekonde (t).