همه اجسام در طبيعت از مواد مختلفي ساخته شده اند كه اين مواد مركب نيز از چندين ماده مختلف و هر يك از اين مواد مختلف نيز ازعناصر مختلف ديگري تشكيل شده اند . به عنوان مثال يك ماده مختلف مانند فلز مفرغ از دو عنصر مس و قلع تشكيل شده اند كه اين دو عنصر مس و قلع از اين ساده تر نمي شوند و فقط ميتوان آن را به مولكولهاي مس و قلع تقسيم نمود بنابراين مي توان گفت كه عناصرشكل ساده شده همه مواد هستند كه قابل تقسيم شدن نيستند و فقط ميتوان آن را به مولكولهاي كوچكتر همان عنصر تقسيم كرد پس عناصرخود نيز از قطعات كوچكتري به نام مولكول ساخته شده كه توسط چشم غير قابل مسلح قابل ديدن نيستند و اگر بخواهيم مولكول را نيز به قطعات ريزتري تقسيم كنيم به اتم مي رسيم كه جزء ريزتر مولكول مي باشد و اتمها دراين مبحث بيشتر مورد بررسي هستند چرا كه داراي اجزاي ريزتري به نام الكترون – پروتون – نوترون مي باشند. الكترون نسبت به دو جزء ديگر بيشتر مورد توجه مي باشد زيرا كه بر اثر اثرات و جابجائي آن جريان الكتريسيته برقرار مي گردد، به همين دليل به اين جريان ، جريان الكتريسيته گفته شد چرا كه از حركت الكترونها نشات گرفته شده است ولازم است قبل از شروع مبحث اكتريسيته نگاهي اجمالي تر به اين سه جزء اتم بيندازيم .
نوترون :
مركزي ترين و سنگين ترين جزء اتم است كه به عنوان مركز ثقل اتم عمل ميكند و در جريان الكتريسيته اهميت چنداني ندارد و داراي بار الكتريكي خنثي مي باشد
پروتون :
مانند گوشتي اطراف پروتون را فرا گرفته است و با نوترون هسته را تشكيل مي دهند و از نوترون سبكتر است و به دليل اينكه داراي بار الكتريكي مثبت مي باشد باعث نگاه داشتن الكترونها در اطراف هسته مي شوند ومقدار نيروي جاذبه مثبت آن باعث رسانا شدن و نارسانا شدن عنصر مي شود
الكترون :
سبكترين جزء اتم مي باشند كه در لايه هاي خاصي (اوربيتال ) به دور هسته اتم ميگردند و داراي بار منفي مي باشند وتوسط نيروي مثبت هسته كه توسط پروتون بر آن اعمال مي شود در اطراف هسته باقي مي مانند و به دليل چرخشي كه به دور خود انجام مي دهند مانع جذب آن توسط پروتونها مي شوند در عين حالي كه داراي كمترين وزن مي باشند ولي ا زنظر حجم داراي حجمي تقريبا 1873 برابر پروتون هستند و بيشتر مسائل موجود الكتريسيته بر اساس رفتار الكترون توجيه مي شود .
اگر بخواهيم اتم را به چيزي تشبيه كنيم مي توانيم از منظومه شمسي نام ببريم كه در آن خورشيد نماد هسته اتم مي باشد و سياره ها يي كه به دور آن مي چرخند همانند الكترونها مي باشند كه همزمان كه به دور خورشيد مي چرخند به دورخود نيز گردش دارند .
مواد هادي و نيمه رسانا و عايق :
دورترين لايه نسبت به هسته را لايه والانس يا لايه ظرفيت مي نامند كه تعداد الكترونهاي موجود در آن لايه ، مواد هادي و نيمه هادي و عايق رامشخص مي كند
مواد هادي :
اگرتعداد الكترونها در لايه والانس 1 تا 3 الكترون باشد ماده موجود رسانا مي باشد.
ماده نيمه رسانا :
اگر تعداد الكترونها در لايه والانس 4 الكترون باشد ماده موجود نيمه رسانا مي باشد .
مواد عايق :
اگر تعداد الكترونها در لايه والانس 5 تا 8 الكترون باشد ماده موجود عايق مي باشد .
نكته :
در طبيعت مواد صددرصد عايق و رسانا وجود ندارد.
مدار الكتريكي :
اگر ما در جايي تجمع الكترون و در جايي ديگر نبود الكترون داشته باشيم (كه از آن تحت عنوان حفره نام برده مي شود) داشته باشيم و ماده رسانايي باعث ارتباط بين الكترونها و حفره ها شوند الكترونها از محل تجمع اكترونها به سمتي كه فاقد الكترون است (كه تحت عنوان حفره نام برده شد ) حركت ميكنند كه همين عمل سبب جريان يافتن الكترونها مي شود
براي درك بهتر اين مطلب به مثال باطري توجه نماييد
اگر ما يك باطري داشته باشيم يك سمت اين باطري مثبت و سمت ديگر منفي مي باشد كه قسمتي كه داراي پلاريته مثبت است داراي حفره هستيم و قسمتي كه داراي پلاريته منفي است داراي تجمع اكترون مي باشد و وقتي ما لامپي را به اين دو پلاريته ميزنيم الكترونها به دليل رسانا بودن لامپ از سمت تجمع الكترونها حركت مي كنند تا به سمتي كه حفره وجود دارد برسند و چون در بين را از لامپ عبور ميكنند باعث روشن شدن آن مي شوند و به سمت حفرها مي رسند و وقتي كه همه الكترونها حركت كردند و به سمت حفره ها رفتند و جاي حفرها پر شد در اين حالت چون ديگر الكتروني براي حركت كردن نمانده است در اين لحظه لامپ خاموش شده و باطري به اصطلاح تمام شده است (آموزش مكانيك شارژ شده است ) .
اين ارتباط بين الكترونها و حفره هاي موجود در يك منبع كه باعث كار كردن مصرف كننده مي شود را مدار الكتريكي مي گويند كه شكل زير يك شكل بسيار ساده يك منبع الكتريكي را نشان مي دهد .
نكته : در حالت علمي و تئوري حركت الكترونها از منفي به مثبت مي باشند ولي به صورت قراردادي براي توجيه بسياري از مسائل الكترونيك حركت حفره ها را از مثبت به منفي ميگيرند.
بيشتر مشكلاتي كه ممكن است براي يك مدار الكتريكي اتفاق بيفتد عبارت است : قطعي – برق دزدي – اتصال كوتاه شدن مدار است كه فقط ممكن است كه شكل حادث شدن آن تغيير كند مثلا ر يكي با سوختن سيم كشي و ديگري با روشن نشدن مصرف كننده و ديگري با دشارژشدن منبع تغذيه همراه باشد .و فقط تشخيص آن ممكن است در مدار مشكل ويا وقت گير باشد.
پس از شناخت مدار الكتريكي نيز است كه با سه كميت بسيار مهم كه در مدارات الكتريكي بسيار تاثير گذار هستند آشنا شويم كه عبارت است از : اختلاف پتانسيل – شدت جريان – مقاومت الكتريكي
منبع : اموزش مكانيك و برق خودرو از مبتدي تا پيشرفته (مهندس حسين ذوالفقاري)