Электризация и заряд

Электризация трением

Потри пластиковую линейку о шерсть, и она начнёт притягивать мелкие бумажки. Говорят, что линейка наэлектризовалась.

Электризуются всегда оба тела сразу. Одно получает избыток отрицательного заряда, другое такой же по величине недостаток.

Причина в электронах. При тесном контакте часть электронов переходит с одного вещества на другое, и вещества расходятся с разными зарядами.

Атомы при этом остаются целыми. Ядро никуда не двигается, переезжают только лёгкие внешние электроны.

Заметить электризацию проще в сухую погоду. Влажный воздух проводит заряд, и он стекает раньше, чем мы успеваем поднести бумажку.

Два вида заряда

Опыт показывает, что зарядов ровно два вида. Их назвали положительным и отрицательным.

Две стеклянные палочки, натёртые шёлком, отталкиваются. Стеклянная и эбонитовая, натёртая шерстью, притягиваются.

Отсюда правило: одноимённые заряды отталкиваются, разноимённые притягиваются.

Заряд электрона считают отрицательным, заряд протона положительным. В обычном атоме их поровну, поэтому тело в целом не заряжено.

Заряд электрона это наименьшая порция заряда в природе. Любой заряд тела состоит из целого числа таких порций, дробных долей не бывает.

Электроскоп

Прибор для обнаружения заряда устроен просто. Внутри корпуса стержень с двумя лёгкими листочками.

Коснись стержня заряженным телом, и заряд перейдёт на листочки. Одноимённые заряды оттолкнутся, и листочки разойдутся.

Угол расхождения показывает, велик ли заряд. Прибор не измеряет его точно, зато сразу отвечает на вопрос, есть заряд или нет.

Прикоснись к стержню рукой, и листочки опадут: заряд уйдёт через тело человека в землю. Такое снятие заряда называют заземлением.

Проводники и диэлектрики

Металлы, вода с солями и тело человека проводят заряд хорошо. В них есть свободные заряженные частицы.

Стекло, резина, пластик, сухое дерево и воздух проводят плохо. Заряд в них остаётся там, где появился.

Первые называют проводниками, вторые диэлектриками или изоляторами. Провод делают из меди и одевают в резину именно поэтому.

Резкой границы нет. Сухая древесина изолирует, мокрая проводит, и техника безопасности это учитывает в первую очередь.

Электрическое поле

Заряженное тело действует на другие заряды на расстоянии. Между ними нет ни нитей, ни пружин, а сила есть.

Пространство, через которое передаётся это действие, называют электрическим полем. Оно существует вокруг всякого заряда.

Чем ближе к заряду, тем поле сильнее. Именно поле, а не пустота, переносит действие от одного тела к другому.

Поле нельзя увидеть, зато можно обнаружить по действию на пробный заряд, и в этом смысле оно так же реально, как воздух.

Молния

Грозовое облако электризуется, когда в нём сталкиваются капли и кристаллики льда. Низ облака обычно заряжается отрицательно.

Земля под облаком получает противоположный заряд. Когда разность становится огромной, воздух перестаёт быть изолятором и вспыхивает разряд.

Молния разогревает воздух до тридцати тысяч градусов. Резкое расширение раскалённого воздуха мы слышим как гром.

Защищает от неё молниеотвод: острый металлический стержень выше здания, соединённый с землёй толстым проводом.

Придумал его Франклин, доказавший опытом с воздушным змеем, что молния и есть электрический разряд. Опыт был смертельно опасным, и повторять его нельзя.

Электризация в технике и в быту

На электризации построена лазерная печать: заряженный барабан притягивает порошок и переносит его на бумагу.

Тем же способом красят автомобили. Заряженные капли краски сами тянутся к металлу и ложатся ровным слоем, почти не улетая мимо.

А вот на бензовозе электризация опасна. Топливо трётся о шланг, заряд накапливается, и одна искра может привести к пожару, поэтому машину заземляют цепью.

В доме электризация чаще просто мешает. Синтетическая одежда липнет к телу, пыль садится на экран, и справляются с этим увлажнением воздуха.

Про строение вещества и частицы речь шла в уроке «Строение вещества». Как заставить заряды двигаться по проводу, разбирает урок «Электрический ток и цепь».