Znajdują się trzy sposoby na elektryzowanie ciała, lub co jest tym samym, powodują niewielką nierównowagę w ładunkach elektrycznych, tak że obiekt uzyskuje ładunek netto. Te formy elektryzacji to pocieranie, indukcja i kontakt..
Starożytni Grecy zauważyli, że bursztyn, skamieniały sok z drzewa, był w stanie przyciągać włosy lub kawałki włókien po potarciu skórzaną szmatką. Z tego powodu materiał był na krótki czas naelektryzowany.
Inne materiały również mają tę interesującą właściwość, takie jak szkło, plastik i niektóre kamienie szlachetne..
Na przykład, gdy oddzielasz ubrania tuż po wyjęciu z suszarki, wylatują iskry, wskazując, że pranie zostało w jakiś sposób naelektryzowane po odwirowaniu w bębnie. A jeśli będziemy energicznie czesać włosy plastikowym grzebieniem, przyciągną one kawałki papieru..
Zdarza się również, że podczas przesuwania się po siedzeniu samochodu odczuwalne jest nieprzyjemne szarpnięcie przy dotknięciu klamki lub karoserii.
Zjawiska te mają swój początek w cząstkach subatomowych: protonach - z ładunkiem dodatnim -, neutronach - bez ładunku - i elektronach - z ładunkiem ujemnym.-.
Zwykle substancje są w stanie obojętnym, ponieważ atomy mają taką samą liczbę protonów jak elektrony. Ale pocierając niektóre wełną, jedwabiem lub futrem, są w stanie przyciągać lub odpychać inne materiały..
A jeśli naładowane elektrycznie ciało zetknie się z drugim obiektem lub zbliży się do niego, jest w stanie oddać lub odebrać ładunki, pozostawiając drugi obiekt równie naelektryzowany. Zobaczmy, jak to się dzieje.
Indeks artykułów
Elektryzowanie przez tarcie polega na pocieraniu jednego materiału o drugi, tak więc jeden z nich wychwytuje lub oddaje elektrony, pozostawiając oba z pewnym ładunkiem netto.
Elektrony, chociaż są przyłączone do jądra atomowego złożonego z protonów i neutronów, mają dobrą ruchliwość, a te najbardziej zewnętrzne mogą w niektórych przypadkach zostać nawet odłączone. Oczywiście w tym celu należy wykonać pewną ilość pracy, która będzie zależeć od rodzaju materiału..
Czesanie włosów plastikowym grzebieniem uwalnia elektrony we włosach i trafia do plastiku, pozostawiając go z nadmiarem.
Możemy też spróbować przetrzeć sztaby szklane lub ebonitowe ściereczkami jedwabnymi. Elektrony są uwalniane ze szkła i przechodzą na jedwab, który łatwo je przyjmuje.
Teraz, gdy zbliżamy się do dwóch szklanych prętów potartych jedwabną tkaniną, można to zaobserwować odpychają. Z drugiej strony, pocierając ebonitowy lub plastikowy pręt futrem królika i przybliżając szkło przetarte jedwabiem, obserwujemy, że przyciągają.
To samo dzieje się podczas eksperymentowania z innymi materiałami: niektóre przyciągają się po potarciu, a inne odpychają. W każdym razie jest to spowodowane nadmiarem lub wadą elektronów.
Oznacza to, że istnieją dwa rodzaje ładunków elektrycznych. Kiedy dwa ciała mają różne rodzaje ładunków, przyciągają się. Ale jeśli mają ten sam typ, odpychają.
Benjamin Franklin (1706-1790) przeprowadził wiele takich eksperymentów i zasugerował nazwę dodatnia energia elektryczna która nabywa szkło przetarte jedwabiem, a nazwa innego rodzaju ładunku została zmieniona ujemna energia elektryczna.
Należy zauważyć, że podczas procesów ładowania nie jest on ani tworzony, ani niszczony. Obserwujemy, że obciążenie przechodzi z jednego materiału na drugi, dlatego możliwe jest ustalenie zasada zachowania ładunku elektrycznego, jako podstawowa zasada fizyki.
Jest to analogiczne do sytuacji, gdy mówimy, że energia nie jest tworzona ani niszczona, ale przekształcana. W ten sam sposób ustalono, że ładunek elektryczny nie jest tworzony ani niszczony, jest tylko przenoszony z jednego ciała do drugiego..
Innym ważnym faktem jest to, że gdy następuje przeniesienie elektronów z jednego materiału do drugiego, zawsze następuje to w całych ilościach, ponieważ elektrony nie są frakcjonowane.
W związku z tym wyciągnięto wniosek, że ładunek elektryczny jest kwantowany, będący kwant ładunek - najmniejszy możliwy ładunek - ładunek elektronu, oznaczony symbolem i i znak ujemny:
e = -1,6 x 10 -19 kulomb.
Kulomb, w skrócie C, jest jednostką ładunku elektrycznego w międzynarodowym układzie SI.
Obiekt naładowany, powiedzmy, przez nadmiar elektronów, ma n razy tę wartość w ładunku ujemnym. Z drugiej strony, osoba z defektem elektronu ma ładunek n.e z pozytywny znak.
Bez względu na to, jak mocno są pocierane, metalowe przedmioty nie nabierają ładunku netto poprzez pocieranie.
Ale metalowa kula jest naelektryzowana, gdy naładowany sztywny pręt z tworzywa sztucznego lub gumy jest zbliżony z jednej strony i nietknięty, podczas gdy jest dotykany palcem z przeciwnej strony..
W ten sposób ładunek ujemny przejdzie z kuli do ciała człowieka. Następnie palec jest cofany, a pręt jest odsunięty, dzięki czemu kula pozostaje z dodatnim ładunkiem netto.
Eksperyment działa niezależnie od tego, czy pręt ma ładunek dodatni czy ujemny, ale kula musi być wykonana z metalu, ponieważ jeśli jest zrobiona ze szkła, nie można jej w ten sposób ładować..
Wynika to z bardzo interesującej właściwości: elektrony w metalu mają większą ruchliwość niż elektrony w szkle lub plastiku..
Jak widzieliśmy, materiały różnie reagują na elektryfikację. Bursztyn, plastik, szkło i sztywna guma należą do grupy zwanej izolatory, podczas gdy metale i roztwory soli są kierowców.
W przewodnikach co najmniej jeden z najbardziej zewnętrznych elektronów atomu ma zdolność odłączania się i poruszania w materiale.
Dlatego też, jeśli środek wykona niezbędną pracę, elektrony mogą poruszać się w uporządkowany sposób w metalowych drutach lub w słonej wodzie, tworząc w ten sposób prąd elektryczny..
Należy zauważyć, że istnieje również duża różnorodność materiałów o pośrednim zachowaniu, które są nazywane półprzewodniki, bardzo ważne w produkcji urządzeń elektronicznych.
Ładunek elektryczny przepływa między dwoma stykającymi się bezpośrednio przedmiotami. Jeśli w jednym jest nadmiar elektronów, część przejdzie do drugiego obiektu. A jeśli z drugiej strony wystąpi wada, jeden z obiektów może oddać elektrony drugiemu, pozostawiając ciała z ładunkami o tym samym znaku..
Na przykład, dotykając metalowej kuli wcześniej naładowanym plastikowym prętem, część nadmiarowych elektronów z pręta przechodzi bezpośrednio do kuli..
W ten sposób metalowa kula została naładowana przez bezpośredni kontakt, rozprowadzając nadmiar ładunku między nimi, zawsze przestrzegając zasady zachowania ładunku..
Możemy również stykać się z dwiema naładowanymi metalowymi kulkami, umieszczonymi w izolujących wspornikach. Jeśli kule są identyczne, ładunek zostanie równo podzielony między nie.
Jeszcze bez komentarzy