ไฟฟ้าคืออะไร (什么是力量)

อุปกรณ์ไฟฟ้าที่อยู่รอบๆ ตัวเรา ไม่ว่าจะเป็น อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ภายในบ้าน อุปกรณ์สำนักงาน ตลอดจนเครื่องมือ เครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรม ล้วนแต่ต้องอาศัยพลังงานจากไฟฟ้าทั้งสิ้น ดังนั้น เราควรมาทำความเข้าใจเกี่ยวกับไฟฟ้าให้มากยิ่งขึ้น

ไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร (电力产生的)

วัตถุ ประกอบด้วยอะตอมจำนวนมาก แล้ว "อะตอมคืออะไร" คำถามนี้ต้องเกิดขึ้นแน่นอน
อะตอมเป็นอนุภาคที่มีขนาดเล็กมากๆ เส้นผ่าศูนย์กลางประมาณหนึ่งในร้อยล้านเซนติเมตร อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอน โดยอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียส จำนวนอิเล็กตรอนของอะตอมแต่ละชนิดจะแตกต่างกัน จึงทำให้คุณสมบัติของอะตอมนั้นๆ แตกต่างกันไปด้วย 

ภายในนิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน จำนวนโปรตอนจะเท่ากับจำนวนของอิเล็กตรอน ทั้งอิเล็กตรอนและโปรตอนเป็นอนุภาคที่มีไฟฟ้า อิเล็กตรอนมีไฟฟ้าลบและปริมาณไฟฟ้าลบของอิเล็กตรอนของอะตอมใดๆ จะมีขนาดเท่ากันหมด ส่วนโปรตอนมีไฟฟ้าบวกและปริมาณไฟฟ้าบวกของโปรตอน 1 ตัวจะเท่ากับปริมาณไฟฟ้าลบของอิเล็กตรอน  1 ตัว อิเล็กตรอนหมุนรอบนิวเคลียสของอะตอมด้วยวงจรที่แน่นอน เป็นเพราะมีแรงดึงดูดระหว่างไฟฟ้าบวกของโปรตอนและไฟฟ้าลบของอิเล็กตรอน ด้วยแรงดึงดูดนี้เองที่ทำให้อิเล็กตรอนติดอยู่กับอะตอม อิเล็กตรอนจึงหลุดไปจากอะตอมไม่ได้ แต่อิเล็กตรอนตัวที่อยู่วงโคจรนอกสุดซึ่งห่างจากนิวเคลียสมากมีแรงดึงดูดน้อย เมื่อมีอิทธิพลจากภายนอกเข้ามารบกวน อิเล็กตรอนจึงหลุดพ้นจากวงโคจรนั้นได้ และสามารถเคลื่อนไหวอย่างอิสระระหว่างอะตอมได้ ซึ่งทำให้เกิดปรากฏการณ์ต่างๆ ทางไฟฟ้า วัตถุใดที่มีอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมาก จะมีคุณสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้า แต่ถ้ามีจำนวนน้อยจะมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า

วัตถุทุกชนิดประกอบด้วยอะตอมที่มีไฟฟ้า ดังนั้น วัตถุทุกชนิดควรมีไฟฟ้าด้วย ภายในอะตอมของวัตถุนั้นมีปริมาณไฟฟ้าบวกและลบเท่ากัน แรงกระทำจากไฟฟ้าบวกและไฟฟ้าลบจึงหักล้างกันพอดี สภาพเช่นนี้เรียกว่า สภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า (ทั้งไฟฟ้าบวกและไฟฟ้าลบยังคงมีอยู่ในจำนวนที่เท่ากัน)

เหตุการณ์ที่แสดงให้เห็นชัดเจนว่าวัตถุมีไฟฟ้า คือ การเกิดไฟฟ้าสถิตย์ เช่น เมื่อเรานำวัตถุสองชนิดมาถูกัน จะเกิดไฟฟ้าสถิตย์ขึ้น อธิบายได้ว่า อิเล็กตรอนอิสระที่อยู่ภายในวัตถุชนิดหนึ่งเคลื่อนไหวรุนแรงมากขึ้นจนสามารถหลุดพ้นจากแรงยึดเหนี่ยวของนิวเคลียสของอะตอมและกระโดดไปอยู่ในวัตถุอีกชนิดหนึ่ง อิเล็กตรอนในวัตถุชนิดแรกมีจำนวนลดลง จึงแสดงความเป็นไฟฟ้าบวกออกมา ในขณะเดียวกันวัตถุที่ได้รับอิเล็กตรอนอิสระจะทำให้มีไฟฟ้าลบมากกว่า จึงแสดงความเป็นไฟฟ้าลบออกมา

โดยทั่วไป การที่วัตถุเกิดไฟฟ้าขึ้นเรียกว่า วัตถุนั้นมีประจุไฟฟ้า ประจุไฟฟ้ามีทั้งประจุบวกและประจุลบ ประจุไฟฟ้าแสดงถึงปริมาณไฟฟ้า มีหน่วยเป็น คูลอมบ์ (Coulomb)