الکتریسیته

برق اصلی یا برق شهری، شبکه برق، برق خانگی و برق دیواری، یا در برخی از مناطق کانادا، برق آبی، یک منبع تغذیه الکتریکی با جریان متناوب (AC) همه منظوره است. این شکل برقی است که از طریق شبکه برق در بسیاری از نقاط جهان به خانه ها و مشاغل تحویل داده می شود. مردم از این الکتریسیته برای تغذیه وسایل روزمره مانند لوازم خانگی، تلویزیون و لامپ ها با وصل کردن آنها به پریز برق استفاده می کنند.

باتری منبع انرژی الکتریکی است که از یک یا چند سلول الکتروشیمیایی با اتصالات خارجی برای تامین انرژی دستگاه های الکتریکی تشکیل شده است. هنگامی که باتری در حال تامین برق است، ترمینال مثبت آن کاتد و ترمینال منفی آن آند است. پایانه ای که علامت منفی دارد، منبع الکترون هایی است که از طریق یک مدار الکتریکی خارجی به سمت ترمینال مثبت جریان می یابد. هنگامی که یک باتری به یک بار الکتریکی خارجی متصل می شود، یک واکنش ردوکس، واکنش دهنده های پرانرژی را به محصولات کم انرژی تبدیل می کند و اختلاف انرژی آزاد به عنوان انرژی الکتریکی به مدار خارجی تحویل می شود. از لحاظ تاریخی اصطلاح "باتری" به طور خاص به دستگاهی اطلاق می شود که از سلول های متعدد تشکیل شده است. با این حال، استفاده از دستگاه‌هایی که از یک سلول تشکیل شده‌اند تکامل یافته است.

ولتاژ که با نام‌های فشار الکتریکی، کشش الکتریکی یا اختلاف پتانسیل (الکتریکی) نیز شناخته می‌شود، اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه است. در یک میدان الکتریکی ساکن، مربوط به کار مورد نیاز در هر واحد بار برای حرکت یک بار آزمایشی بین دو نقطه است. در سیستم بین المللی واحدها، واحد مشتق شده برای ولتاژ ولت نامیده می شود.

الکترواستاتیک شاخه ای از فیزیک است که بارهای الکتریکی را در حالت سکون (الکتریسیته ساکن) مطالعه می کند. از زمان های کلاسیک، مشخص شده است که برخی از مواد مانند کهربا، ذرات سبک وزن را پس از مالش جذب می کنند. کلمه یونانی برای کهربا، ἤλεκτρον (ḗlektron)، بنابراین منبع کلمه «الکتریسیته» بود. پدیده های الکترواستاتیک از نیروهایی که بارهای الکتریکی بر یکدیگر وارد می کنند ناشی می شوند. چنین نیروهایی با قانون کولن توصیف می شوند.

پروتون یک ذره زیراتمی پایدار، نماد P، H+ یا 1H+ با بار الکتریکی مثبت +1 e (بار اولیه) است. جرم آن کمی کمتر از جرم یک نوترون و 1836 برابر جرم یک الکترون (نسبت جرم پروتون به الکترون) است. پروتون‌ها و نوترون‌ها، هر کدام با جرم تقریباً یک واحد جرم اتمی، به طور مشترک به عنوان "نوکلئون" (ذرات موجود در هسته‌های اتمی) شناخته می‌شوند.

الکترون (e-یاβ-) ذره ای زیر اتمی با بار الکتریکی منفی یک بنیادی است. الکترون‌ها به نسل اول خانواده ذرات لپتون تعلق دارند،  و عموماً تصور می‌شود که ذرات بنیادی هستند زیرا هیچ مؤلفه یا زیرساخت شناخته‌شده‌ای ندارند. جرم الکترون تقریباً 1/1836 جرم پروتون است. خواص مکانیکی کوانتومی الکترون شامل یک تکانه زاویه ای ذاتی (اسپین) با یک مقدار نیم صحیح است که در واحدهای ثابت پلانک کاهش یافته، ħ بیان می شود. مطابق با اصل طرد پائولی، هیچ دو الکترونی نمی توانند حالت کوانتومی یکسانی را اشغال کنند. مانند همه ذرات بنیادی، الکترون ها هم خواص ذرات و هم امواج را از خود نشان می دهند: آنها می توانند با ذرات دیگر برخورد کنند و مانند نور می توانند پراش شوند. مشاهده خواص موجی الکترون‌ها با آزمایش‌ها آسان‌تر از سایر ذرات مانند نوترون‌ها و پروتون‌ها است، زیرا الکترون‌ها جرم کمتری دارند و بنابراین طول موج دو بروگلی برای انرژی معین بیشتر است.

الکتریسیته مجموعه ای از پدیده های فیزیکی مرتبط با حضور و حرکت ماده است که دارای خاصیت بار الکتریکی است. الکتریسیته با مغناطیس مرتبط است، هر دو بخشی از پدیده الکترومغناطیس هستند، همانطور که توسط معادلات ماکسول توضیح داده شده است. پدیده های رایج مختلفی به الکتریسیته مربوط می شود، از جمله رعد و برق، الکتریسیته ساکن، گرمایش الکتریکی، تخلیه الکتریکی و بسیاری دیگر.