Czy możliwe jest ładowanie z elektryzacją cierną. Wyjaśnienie zjawisk elektrycznych (Grebenyuk Yu.V.)

Już w starożytności wiedziano, że jeśli pociera się bursztynem wełnę, zaczyna przyciągać do siebie lekkie przedmioty. Później tę samą właściwość znaleziono w innych substancjach (szkło, ebonit itp.). Zjawisko to nazywa się elektryfikacja, a ciała zdolne do przyciągania do siebie innych obiektów po potarciu są naelektryzowane. Zjawisko elektryfikacji wyjaśniono na podstawie hipotezy o istnieniu ładunków, które nabywa naelektryzowane ciało.

Proste eksperymenty dotyczące elektryfikacji różnych ciał ilustrują następujące przepisy.

• Istnieją dwa rodzaje ładunków: dodatnie (+) i ujemne (-). Dodatni ładunek powstaje, gdy szkło pociera się o skórę lub jedwab, a ujemny $ - $, gdy bursztyn (lub ebonit) pociera się o wełnę.
• Ładunki (lub naładowane ciała) oddziałują ze sobą. Jak opłaty odpychają, w przeciwieństwie do $ - $ przyciąga.

Stan naelektryzowania można przenieść z jednego ciała na drugie, co wiąże się z przenoszeniem ładunku elektrycznego. W takim przypadku na ciało można przenieść większy lub mniejszy ładunek, to znaczy ładunek ma wielkość. Podczas elektryzowania przez tarcie oba ciała zyskują ładunek, jeden $ - $ dodatni, a drugi $ - $ negatywny. Należy podkreślić, że bezwzględne wartości ładunków ciał naelektryzowanych tarciem są sobie równe, co potwierdzają liczne eksperymenty.

Wyjaśnienie, dlaczego ciała są naelektryzowane (tj. naładowane) podczas tarcia, stało się możliwe po odkryciu elektronu i zbadaniu struktury atomu. Jak wiadomo, wszystkie substancje składają się z atomów, które z kolei składają się z cząstek elementarnych $ - $ ujemnie naładowanych elektronów, dodatnio naładowanych protonów i cząstek neutralnych $ - $ neutronów. Elektrony i protony są nośnikami elementarnych (minimalnych) ładunków elektrycznych. Protony i neutrony (nukleony) tworzą dodatnio naładowane jądro atomu, wokół którego krążą ujemnie naładowane elektrony, których liczba jest równa liczbie protonów, tak że atom jako całość jest elektrycznie obojętny. W normalnych warunkach ciała składające się z atomów (lub cząsteczek) są elektrycznie obojętne. Jednak w procesie tarcia część elektronów, które opuściły swoje atomy, może przemieszczać się z jednego ciała do drugiego. W tym przypadku ruch elektronów nie przekracza odległości międzyatomowych. Ale jeśli po tarciu ciała zostaną odłączone, zostaną naładowane: ciało, które oddało część swoich elektronów, będzie naładowane dodatnio, a ciało, które je pozyskało, $ - $ ujemnie.

Tak więc ciała są naelektryzowane, to znaczy otrzymują ładunek elektryczny, gdy tracą lub nabywają elektrony. W niektórych przypadkach elektryfikacja wynika z ruchu jonów. W takim przypadku nie powstają nowe ładunki elektryczne. Istnieje tylko podział istniejących ładunków między ciałami elektryzującymi: część ładunków ujemnych jest przenoszona z jednego ciała na drugie.

W trakcie tej lekcji będziemy nadal poznawać „wieloryby”, na których stoi elektrodynamika - ładunki elektryczne. Przestudiujemy proces elektryfikacji, zastanowimy się, na jakiej zasadzie ten proces się opiera. Porozmawiajmy o dwóch rodzajach opłat i sformułujmy dla nich prawo zachowania.

W ostatniej lekcji wspomnieliśmy już o wczesnych eksperymentach w elektrostatyce. Wszystkie opierały się na pocieraniu jednej substancji o drugą i dalszym oddziaływaniu tych ciał z drobnymi przedmiotami (drobinki kurzu, skrawki papieru...). Wszystkie te eksperymenty opierają się na procesie elektryfikacji.

Definicja.Elektryfikacja- separacja ładunków elektrycznych. Oznacza to, że elektrony z jednego ciała przechodzą do drugiego (rys. 1).

Ryż. 1. Separacja ładunków elektrycznych

Do czasu odkrycia teorii dwóch zasadniczo różnych ładunków i elementarnego ładunku elektronu uważano, że ładunek jest rodzajem niewidzialnej superlekkiej cieczy, a jeśli jest na ciele, to ciało ma ładunek i nawzajem.

Pierwsze poważne eksperymenty z elektryfikacją różnych ciał, jak już wspomniano w poprzedniej lekcji, przeprowadził angielski naukowiec i lekarz William Hilbert (1544-1603), ale nie mógł elektryzować metalowych ciał i uważał, że elektryfikacja metali było niemożliwe. Okazało się to jednak nieprawdą, co później udowodnił rosyjski naukowiec Pietrow. Jednak kolejny ważniejszy krok w badaniach elektrodynamiki (a mianowicie odkrycie odmiennych ładunków) dokonał francuski naukowiec Charles Dufay (1698-1739). W wyniku swoich eksperymentów ustalił obecność, jak je nazywał, ładunków szkła (tarcie szkła o jedwab) i żywicy (bursztyn o futro).

Jakiś czas później sformułowano następujące prawa (ryc. 2):

1) podobne zarzuty są wzajemnie odpychane;

2) przeciwne ładunki są wzajemnie przyciągane.

Ryż. 2. Interakcja podopiecznych

Oznaczenia ładunków dodatnich (+) i ujemnych (-) wprowadził amerykański naukowiec Benjamin Franklin (1706-1790).

Przyjęło się nazywać dodatnim ładunkiem, który tworzy się na szklanej pałeczce po potarciu papierem lub jedwabiem (ryc. 3), a ujemnym na hebanowej lub bursztynowej pałce po potarciu futrem (ryc. 4).

Ryż. 3. Dodatni ładunek

Ryż. 4. Ujemny ładunek

Odkrycie elektronu przez Thomsona w końcu pozwoliło naukowcom zrozumieć, że podczas elektryfikacji do ciała nie dociera żaden płyn elektryczny i nie jest dodawany żaden ładunek z zewnątrz. Następuje redystrybucja elektronów, jako najmniejszych nośników ładunku ujemnego. W regionie, w którym przybywają, ich liczba staje się większa niż liczba dodatnich protonów. W ten sposób pojawia się nieskompensowany ładunek ujemny. Odwrotnie, w rejonie, z którego wyjeżdżają, brakuje ładunków ujemnych, niezbędnych do zrekompensowania tych dodatnich. W ten sposób obszar jest naładowany dodatnio.

Ustalono nie tylko obecność dwóch różnych rodzajów ładunków, ale także dwie różne zasady ich interakcji: wzajemne odpychanie dwóch ciał naładowanych tymi samymi ładunkami (tego samego znaku) i odpowiednio przyciąganie przeciwnie naładowanych ciał .

Elektryfikacji można dokonać na kilka sposobów:

• tarcie;
• przez dotyk;
• cios;
• przewodnictwo (poprzez wpływ);
• naświetlanie;
• oddziaływanie chemiczne.

Elektryfikacja przez tarcie i elektryfikacja przez kontakt

Gdy szklany pręt pociera się o papier, pręt jest naładowany dodatnio. W kontakcie z metalowym stojakiem kij przenosi ładunek dodatni na papierowego sułtana, a jego płatki odpychają się nawzajem (ryc. 5). To doświadczenie sugeruje, że oskarżenia o tej samej nazwie są od siebie odpychane.

Ryż. 5. Elektryzowanie przez dotyk

W wyniku tarcia o futro ebonit uzyskuje ładunek ujemny. Przynosząc ten patyk do papierowego sułtana, widzimy, jak przyciągają się do niego płatki (patrz ryc. 6).

Ryż. 6. Przyciąganie odmiennych opłat

Elektryfikacja przez wpływy (przewodnictwo)

Stawiamy władcę na stojaku z sułtanem. Po naelektryzowaniu szklanego pręta zbliż go do linijki. Tarcie między linijką a stojakiem będzie niewielkie, dzięki czemu można zaobserwować interakcję naładowanego ciała (kija) i ciała, które nie ma ładunku (linijka).

W każdym eksperymencie dokonywano separacji ładunków, nie pojawiały się nowe ładunki (ryc. 7).

Ryż. 7. Redystrybucja opłat

Tak więc, jeśli przekazaliśmy ładunek elektryczny ciału w jakikolwiek z powyższych sposobów, oczywiście musimy w jakiś sposób oszacować wielkość tego ładunku. W tym celu stosuje się urządzenie elektrometryczne, które zostało wynalezione przez rosyjskiego naukowca M.V. Łomonosow (ryc. 8).

Ryż. 8. Śr. Łomonosow (1711-1765)

Elektrometr (ryc. 9) składa się z okrągłej puszki, metalowego pręta i lekkiego pręta, który może obracać się wokół poziomej osi.

Ryż. 9. Elektrometr

Podając ładunek do elektrometru, w każdym przypadku (zarówno dla ładunków dodatnich, jak i ujemnych) ładujemy zarówno pręt, jak i strzałę tymi samymi ładunkami, w wyniku czego strzała jest odchylana. Ładunek jest szacowany na podstawie kąta ugięcia (rys. 10).

Ryż. 10. Elektrometr. Kąt ugięcia

Jeśli weźmiesz szklany pręt naelektryzowany i dotkniesz go do elektrometru, strzałka będzie się odchylać. Oznacza to, że do elektrometru został przekazany ładunek elektryczny. W trakcie tego samego eksperymentu z prętem ebonitowym ładunek ten jest kompensowany (rys. 11).

Ryż. 11. Kompensacja ładowania elektrometru

Skoro już wskazano, że nie powstaje żaden ładunek, a jedynie następuje redystrybucja, sensowne jest sformułowanie prawa zachowania ładunku:

W układzie zamkniętym algebraiczna suma ładunków elektrycznych pozostaje stała(rys. 12). Układ zamknięty to układ ciał, z których nie wypływają ładunki i do których nie wchodzą naładowane ciała lub naładowane cząstki.

Ryż. 13. Prawo zachowania ładunku

To prawo przypomina prawo zachowania masy, ponieważ ładunki istnieją tylko razem z cząstkami. Opłaty są bardzo często nazywane przez analogię ilość energii elektrycznej.

Prawo zachowania ładunków nie zostało do końca wyjaśnione, ponieważ ładunki pojawiają się i znikają tylko w parach. Innymi słowy, jeśli rodzą się ładunki, to tylko dodatnie i ujemne jednocześnie i równe co do wielkości.

W następnej lekcji zajmiemy się bardziej szczegółowo ilościowymi ocenami elektrodynamiki.

Bibliografia

1. Tichomirowa S.A., Yavorskiy B.M. Fizyka (poziom podstawowy) - M .: Mnemosina, 2012.
2. Gendenshtein LE, Dick Yu.I. Fizyka klasa 10. - M .: Ileksa, 2005.
3. Kasjanow V.A. Fizyka klasa 10. - M .: Drop, 2010.

1. Portal internetowy „youtube.com” ()
2. Portal internetowy „abcport.ru” ()
3. Portal internetowy „planeta.edu.tomsk.ru” ()

Zadanie domowe

1. P. 356: nr 1-5. Kasjanow V.A. Fizyka klasa 10. - M .: Drop. 2010.
2. Dlaczego igła elektroskopu odchyla się pod wpływem naładowanego ciała?
3. Jedna kulka jest naładowana dodatnio, druga ujemnie. Jak zmieni się masa kulek, gdy się zetkną?
4. * Przyłóż naładowany metalowy pręt do kuli naładowanego elektroskopu, nie dotykając go. Jak zmieni się ugięcie strzały?

Zjawiska związane z elektrycznością mają dość powszechny charakter. Jednym z najbardziej obserwowalnych zjawisk jest elektryfikacja ciał. Tak czy inaczej, każda osoba musiała radzić sobie z elektryfikacją. Czasami nie zauważamy wokół nas elektryczności statycznej, a czasami jej manifestacja jest wyraźna i dość zauważalna.

Na przykład właściciele samochodów w pewnych okolicznościach zauważyli, jak ich samochód nagle zaczął "szok". Zwykle dzieje się tak przy wysiadaniu z pojazdu. W nocy można nawet zauważyć iskrzenie między ciałem a dotykającą go dłonią. Wyjaśnia to elektryfikacja, o której będziemy rozmawiać w tym artykule.

Definicja

W fizyce elektryfikacja nazywana jest procesem, w którym następuje redystrybucja ładunków na powierzchniach odmiennych ciał. W takim przypadku na ciałach gromadzą się naładowane cząstki o przeciwnych znakach. Ciała naelektryzowane mogą przenosić część nagromadzonych naładowanych cząstek na inne obiekty lub środowisko w kontakcie z nimi.

Naładowane ciało przenosi ładunki w bezpośrednim kontakcie z neutralnymi lub przeciwnie naładowanymi przedmiotami lub przez przewodnik. W miarę postępu redystrybucji wzajemne oddziaływanie ładunków elektrycznych jest zrównoważone, a proces przelewania ustaje.

Ważne jest, aby pamiętać, że gdy ciała są naelektryzowane, nie powstają nowe cząstki elektryczne, ale redystrybuowane są tylko istniejące. Podczas elektryfikacji działa prawo zachowania ładunku, zgodnie z którym suma algebraiczna ładunków ujemnych i dodatnich jest zawsze równa zeru. Innymi słowy, liczba ładunków ujemnych przeniesionych do innego ciała podczas elektryfikacji jest równa liczbie pozostałych naładowanych protonów o przeciwnym znaku.

Wiadomo, że nośnikiem elementarnego ładunku ujemnego jest elektron. Z drugiej strony protony mają pozytywne znaki, ale cząstki te są mocno związane siłami jądrowymi i nie mogą swobodnie poruszać się podczas elektryfikacji (z wyjątkiem krótkotrwałego uwalniania protonów w procesie niszczenia jąder atomowych, na przykład w różnych akceleratory). Ogólnie atom jest zwykle elektrycznie obojętny. Elektryfikacja może zakłócić jego neutralność.

Jednak pojedyncze elektrony z chmury otaczającej jądra wieloprotonowe mogą opuścić swoje odległe orbity i swobodnie poruszać się między atomami. W takich przypadkach powstają jony (czasami nazywane dziurami), które mają ładunki dodatnie. Zobacz schemat na ryc. 1.

Ryż. 1. Dwa rodzaje opłat

W ciałach stałych jony są wiązane siłami atomowymi i, w przeciwieństwie do elektronów, nie mogą zmienić swojej pozycji. Dlatego tylko elektrony są nośnikami ładunku w ciałach stałych. Dla jasności rozważymy jony jako po prostu naładowane cząstki (abstrakcyjne ładunki punktowe), które zachowują się tak samo jak cząstki o przeciwnym znaku - elektronach.

Ryż. 2. Model atomu

Ciała fizyczne w warunkach naturalnych są elektrycznie obojętne. Oznacza to, że ich oddziaływania są zrównoważone, to znaczy liczba dodatnio naładowanych jonów jest równa liczbie ujemnie naładowanych cząstek. Jednak elektryfikacja organizmu zaburza tę równowagę. W takich przypadkach elektryfikacja jest przyczyną zmiany równowagi sił kulombowskich.

Warunki występowania elektryfikacji ciał

Zanim przejdziemy do określenia warunków elektryzowania ciał, skupmy uwagę na interakcji ładunków punktowych. Rysunek 3 przedstawia schemat tej interakcji.

Ryż. 3. Oddziaływanie naładowanych cząstek

Rysunek pokazuje, że podobnie nazwane ładunki punktowe odpychają, podczas gdy przeciwne przyciągają. W 1785 r. siły tych interakcji zbadał francuski fizyk O. Coulomb. Słynny mówi: dwa stacjonarne ładunki punktowe q 1 i q 2, między którymi odległość wynosi r, działają na siebie z siłą:

F = (k * q 1 * q 2) / r 2

Współczynnik k zależy od wyboru systemu pomiarowego i właściwości medium.

Wychodząc z faktu, że siły kulombowskie działają na ładunki punktowe, które mają odwrotnie proporcjonalną zależność od kwadratu odległości między nimi, przejaw tych sił można zaobserwować tylko na bardzo małych odległościach. W praktyce oddziaływania te przejawiają się na poziomie wymiarów atomowych.

Tak więc, aby doszło do naelektryzowania ciała, konieczne jest zbliżenie go jak najbliżej innego naładowanego ciała, czyli dotknięcie go. Następnie pod działaniem sił kulombowskich część naładowanych cząstek przesunie się na powierzchnię naładowanego obiektu.

Ściśle mówiąc, podczas elektryfikacji poruszają się tylko elektrony, które są rozprowadzane po powierzchni naładowanego ciała. Nadmiar elektronów tworzy pewien ładunek ujemny. Jonom przypisuje się powstanie ładunku dodatniego na powierzchni odbiorcy, z którego elektrony przepłynęły do ​​naładowanego obiektu. W tym przypadku bezwzględne wartości ładunków na każdej z powierzchni są równe, ale ich znaki są przeciwne.

Elektryzacja ciał obojętnych z odmiennych substancji jest możliwa tylko wtedy, gdy jedno z nich ma bardzo słabe wiązania elektronowe z jądrem, podczas gdy drugie, przeciwnie, jest bardzo silne. W praktyce oznacza to, że w substancjach, w których elektrony obracają się po odległych orbitach, część elektronów traci wiązania z jądrami i słabo oddziałuje z atomami. Dlatego podczas elektryfikacji (bliski kontakt z substancjami), w której manifestują się silniejsze wiązania elektronowe z jądrami, następuje przepływ wolnych elektronów. Zatem obecność słabych i silnych wiązań elektronowych jest głównym warunkiem elektryfikacji ciał.

Ponieważ jony mogą poruszać się również w kwaśnych i zasadowych elektrolitach, elektryfikacja cieczy jest możliwa poprzez redystrybucję własnych jonów, jak ma to miejsce w przypadku elektrolizy.

Metody elektryzowania ciał

Istnieje kilka metod elektryfikacji, które można warunkowo podzielić na dwie grupy:

1. Uderzenie mechaniczne:
   • elektryfikacja przez kontakt;
   • elektryfikacja przez tarcie;
   • elektryfikacja przy uderzeniu.
2. Wpływ sił zewnętrznych:
   • pole elektryczne;
   • ekspozycja na światło (efekt fotoelektryczny);
   • wpływ ciepła (termopary);
   • reakcje chemiczne;
   • ciśnienie (efekt piezoelektryczny).

Ryż. 4. Metody elektryfikacji

Najczęstszym sposobem elektryzowania ciał w przyrodzie jest tarcie. Najczęściej tarcie powietrza występuje, gdy wchodzi w kontakt z substancjami stałymi lub ciekłymi. W szczególności w wyniku takiego naelektryzowania powstają wyładowania atmosferyczne.

Elektryfikacja cierna jest nam znana od szkoły. Mogliśmy zaobserwować małe hebanowe patyczki naelektryzowane przez tarcie. Ujemny ładunek pałeczek ocieranych o wełnę określa nadmiar elektronów. W tym przypadku tkanina wełniana jest naładowana dodatnią elektrycznością.

Podobny eksperyment można przeprowadzić ze szklanymi prętami, ale należy je przetrzeć jedwabiem lub tkaniną syntetyczną. Jednocześnie w wyniku tarcia naelektryzowane pręty szklane są naładowane dodatnio, a tkanina ujemnie. W przeciwnym razie nie ma różnicy między elektrycznością szkła a ładunkiem ebonitu.

Aby naelektryzować przewodnik (na przykład metalowy pręt), musisz:

1. Zaizoluj metalowy przedmiot.
2. Dotknij go dodatnio naładowanym ciałem, takim jak szklany pręt.
3. Przenieś część ładunku na ziemię (uziemij jeden koniec pręta na krótki czas).
4. Wyjmij naładowany drążek.

W takim przypadku ładunek na pręcie jest równomiernie rozłożony na jego powierzchni. Jeśli metalowy przedmiot ma nieregularny kształt, nierówny kształt, koncentracja elektronów będzie większa w wybrzuszeniach, a mniejsza w zagłębieniach. Kiedy ciała są rozdzielane, następuje redystrybucja naładowanych cząstek.

Właściwości ciał zelektryfikowanych

• Przyciąganie (odpychanie) małych przedmiotów jest oznaką elektryfikacji. Dwa ciała o tej samej nazwie przeciwdziałają (odpychają), a różne znaki przyciągają. Ta zasada jest podstawą działania elektroskopu - urządzenia do pomiaru ilości ładunku (patrz ryc. 5).

Ryż. 5. Elektroskop

• Nadmiar ładunków zaburza równowagę w oddziaływaniu cząstek elementarnych. Dlatego każde naładowane ciało stara się pozbyć swojego ładunku. Często temu uwolnieniu towarzyszy wyładowanie piorunowe.

Zastosowanie w praktyce

• oczyszczanie powietrza za pomocą filtrów elektrostatycznych;
• malowanie elektrostatyczne powierzchni metalowych;
• produkcja futra syntetycznego poprzez przyciąganie naelektryzowanego włosia do podłoża tkaniny itp.

Szkodliwe efekty:

• wpływ wyładowań statycznych na wrażliwe produkty elektroniczne;
• zapłon oparów paliw i smarów z wyładowań.

Sposoby walki: uziemienie pojemników z paliwem, praca w odzieży antystatycznej, narzędzia uziemiające itp.

Filmy oprócz tematu

Dlaczego nie obserwujemy elektrycznych sił przyciągania i odpychania między ciałami wokół nas? W końcu wszystkie ciała składają się z atomów, a atomy z cząstek z ładunkami elektrycznymi.

Powodem jest to, że atomy na ogół są obojętne. Całkowity ładunek ujemny wszystkich elektronów w atomie jest równy dodatniemu ładunkowi jądra. Całkowity ładunek atomu wynosi zero. A ponieważ atom jest obojętny, cząsteczka również jest obojętna. A ciało złożone z atomów lub cząsteczek jest również neutralne; nie ma ładunku elektrycznego.

Weź szklany pręt i potrzyj go mocno kawałkiem suchego jedwabiu. W tym przypadku część elektronów zostaje oderwana od cząsteczek szkła i trafia do cząsteczek jedwabiu. Następuje tak zwana jonizacja niektórych cząsteczek szkła, ich przemiana z cząstek obojętnych w cząstki naładowane elektrycznie - jony. Cząsteczki szkła, które straciły jeden lub więcej elektronów, nie są już obojętne. Dodatni ładunek jąder w takiej cząsteczce jest większy niż ładunek ujemny pozostałych w niej elektronów. Cząsteczka jest naładowana dodatnio - jest to jon dodatni. Atom lub cząsteczka, która przechwyciła jeden lub więcej dodatkowych elektronów, nazywa się jonami ujemnymi.

Jeśli dotkniesz tym patykiem dwóch arkuszy bibuły zawieszonych na nitkach, to część elektronów z kartek zostanie przyciągnięta przez dodatnio naładowany patyk i przeniesie się do niego. Liście naładują się dodatnio i zaczną się odpychać, jak pokazano na rysunku 3.

Liście mogą być również naładowane ujemnie. Aby to zrobić, zamiast szkła musisz wziąć ebonitowy lub woskowy kij, a zamiast jedwabiu - futro lub wełnianą tkaninę. Podczas pocierania sierści woskiem lub ebonitem część elektronów jest przenoszona z sierści na patyk i jest naładowana ujemnie. Elektrony odpychają się nawzajem. Dlatego, gdy patyk dotknie bibułki,

Część elektronów zostaje do niego przeniesiona. Dwa liście, które dotykamy ebonitową lub woskową pałką, są naładowane ujemnie. Odpychają się nawzajem w taki sam sposób, jak pokazano na ryc. 3 i są przyciągane przez dodatnio naładowane liście (ryc. 4).

Po raz pierwszy poznano elektryczność, pocierając bursztyn wełną. To było w starożytnej Grecji dwa i pół tysiąca lat temu. Bursztyn nazywany jest po grecku „elektronem”. Tak narodziło się słowo „elektryczność”.

Widzimy teraz, że właściwości elektryczne bursztynu, szkła, ebonitu i innych ciał, które ludzie poznali przez doświadczenie, są jedynie przejawem sił elektrycznych działających między elektronami a jądrami.

Nazwy „dodatni” i „ujemny” nadawano, gdy nic nie było wiadomo o budowie atomu, elektronach i jądrach. Następnie okazało się, że ładunek jądrowy nazwano dodatnim, a ładunek elektronowy ujemnym.

Ciało naładowane dodatnio to ciało, które straciło część swoich elektronów. Ciało naładowane ujemnie to ciało, które nabyło nadmiar elektronów. Elektryzacja ciał podczas tarcia jest spowodowana przeniesieniem części elektronów z jednego ciała do drugiego.

Wymagania dotyczące jakości, zakresu i zasad eksploatacji urządzeń elektrycznych, nałożone przez nowoczesne krajowe i międzynarodowe normy i przepisy techniczne, określają potrzebę regularnej konserwacji ...

Żyjemy w cudownym czasie, który na zawsze przejdzie do historii, nierozerwalnie związanym z imieniem Józefa Wissarionowicza Stalina. Pod przywództwem Partii Komunistycznej i jej przywódcy, towarzysza Stalina, naród radziecki zbudował socjalizm ...

Oprócz prądów płynących cały czas: w jednym kierunku, w technice szeroko stosowane są również tak zwane prądy przemienne. Kierunek prądu przemiennego w obwodzie zmienia się zwykle wiele razy na sekundę. Rozważ tutaj ...

Interaktywna prezentacja materiału na ten temat ”Wyjaśnienie elektryfikacji. Prawo zachowania opłat ";
Pole elektryczne
Zjawiska elektryczne w przyrodzie i technologii
Obejrzyj prezentację głosową.

Ciało elektryzować, tj. dostać ładunek elektryczny kiedy zyskują lub tracą elektrony. W takim przypadku nie powstają nowe ładunki elektryczne. Istnieje tylko podział istniejących ładunków między ciałami elektryzującymi: część ładunków ujemnych jest przenoszona z jednego ciała na drugie.

Metody elektryfikacji:

1) elektryfikacja tarcie: w grę wchodzą różne organy. Ciała uzyskują ładunki o tym samym module, ale o innym znaku.

2) elektryfikacja kontakt: kiedy naładowane i nienaładowane ciało stykają się, część ładunku jest przenoszona na nienaładowane ciało, to znaczy oba ciała uzyskują ładunek o tym samym znaku.

3) elektryfikacja poprzez wpływ: przy elektryzowaniu poprzez wpływ można uzyskać ładunek ujemny na ciele z ładunkiem dodatnim i odwrotnie.

Ciała składające się z obojętnych cząstek (atomów i cząsteczek) nie mają ładunku w normalnych warunkach. Jednak w proces tarcia niektóre elektrony, które opuściły swoje atomy, mogą przemieszczać się z jednego ciała do drugiego. W tym przypadku przemieszczenia elektronów nie przekraczają wielkości odległości międzyatomowych. Ale jeśli ciała zostaną rozdzielone po tarciu, to okażą się naładowane: ciało, które oddało część swoich elektronów, będzie naładowane dodatnio, a ciało, które je otrzymało, będzie naładowane ujemnie.
Elektryfikacja cierna tłumaczy się przejściem części elektronów z jednego ciała do drugiego, w wyniku czego ciała są inaczej naładowane. Ciała naelektryzowane przez ocieranie się o siebie są przyciągane. Elektryfikacja indukcyjna tłumaczy się redystrybucją gazu elektronowego między ciałami (lub częściami ciała), w wyniku czego ciała (lub części ciała) są inaczej naładowane. Powstaje jednak pytanie: czy wszystkie ciała są podatne na elektryfikację przez indukcję? Można przeprowadzić eksperymenty, aby zobaczyć, że plastikowe, drewniane lub gumowe kulki można łatwo naelektryzować przez tarcie, ale nie indukcję.

Znajomość elektronu i budowy atomu pozwala wyjaśnić zjawisko przyciągania ciał niezelektryfikowanych do naelektryzowanych. Dlaczego na przykład łuska przyciąga naładowany kij, którego wcześniej nie elektryzowaliśmy? W końcu wiemy, że pole elektryczne działa tylko na naładowane ciała.

Chodzi o to, że w rękawie są wolne elektrony. Gdy tylko tuleja zostanie wprowadzona w pole elektryczne, elektrony zaczną się poruszać pod działaniem sił pola. Jeśli pręt jest naładowany dodatnio, elektrony trafią do końca tulei, który znajduje się bliżej pręta. Ten koniec naładuje się negatywnie. Na przeciwległym końcu tulei będzie brak elektronów, a ten koniec będzie naładowany dodatnio (rys. A). Ujemnie naładowana krawędź rękawa jest bliżej kija, więc rękaw będzie do niego przyciągany (rys. B). Kiedy tuleja dotknie patyka, część elektronów z niego trafi do naładowanego dodatnio patyka. Na rękawie pozostanie nieskompensowany ładunek dodatni (rys. C).

Jeśli ładunek zostanie przeniesiony z naładowanej kuli na nienaładowaną kulę, a rozmiary kulek są takie same, ładunek podzieli się na pół. Ale jeśli druga, nienaładowana kulka jest większa od pierwszej, to ponad połowa ładunku zostanie do niej przeniesiona.Im większe ciało, do którego zostanie przeniesiony ładunek, tym więcej ładunku zostanie do niego przeniesione. Na tym opiera się uziemienie - przeniesienie ładunku na ziemię. Kula ziemska jest duża w porównaniu z ciałami na niej. Dlatego w kontakcie z ziemią naładowane ciało oddaje mu prawie cały swój ładunek i praktycznie staje się elektrycznie obojętne.