Ładunek elektryczny

Zanim wprowadzimy pojęcie ładunku elektrycznego zwrócimy uwagę na pewne zjawiska, które ściśle są związane z ładunkami elektrycznymi.

Elektryzowanie ciał

Zdejmując sweter na przykład ze sztucznego tworzywa w suchym i ciepłym pomieszczeniu zauważamy, że oddziałuje on na nasze włosy, które czasem nawet stają dęba. Słyszymy przy zdejmowaniu swetra trzaski, a jeśli zgasimy światło, możemy zobaczyć także iskry. Jeżeli zbliżymy włączone radio, usłyszymy w nim trzaski.

Zjawisko to ma elektryczny charakter, związany z budową atomów. Atom w dużym uproszeniu złożony jest z jądra, w którym znajdują się dodatnio naładowane protony i krążące po orbitach ujemnie naładowane elektrony. Ciało elektrycznie obojętnie ma tyle samo ładunków dodatnich i ujemnych. Czasem się jednak dzieje, że część elektronów przechodzi z jednego ciała do drugiego. Proces ten to elektryzowanie ciał. Zatem elektryzowanie ciał polega na rozdzielaniu ładunków dodatnich i ujemnych.

Ciało, które utraciło cześć elektronów ładuje się dodatnio, natomiast ciało, które uzyskało cześć elektronów ładuje się ujemnie.

Sposoby elektryzowania ciał

Oto wybrane metody elektryzowania ciał:

Elektryzowanie przez tarcie - rozdzielanie ładunków na skutek tarcia, na przykład ściąganie swetra przez głowę, pocieranie kawałków bursztynu, pocieranie szklanej pałki lub ebonitu tkaniną, pocieranie rury od odkurzacza tkaniną, elektryzowanie się ziarna na taśmociągu itp.
Elektryzowanie przez indukcję - polega na zbliżeniu ciała naładowanego do ciała obojętnego elektrycznie. Efektem jest przesunięcie elektronów w przewodniku bądź polaryzacja atomów w izolatorze.
Elektryzowanie przez dotyk z elektrodą (innym naładowanym ciałem) - stosowane na przykład w drukarkach atramentowych.

Zasada zachowania ładunku elektrycznego

Zasada ta określa co się dzieje z ładunkiem w układzie ciał, który nie może wymieniać ładunków z otoczeniem.

Całkowity ładunek elektryczny izolowanego układu ciał jest stały.

Zasada ta mówi nam, że ciała w układzie izolowanym mogą wymieniać się ładunkiem (elektryzować się), jednakże zawsze suma ładunków elektrycznych będzie jednakowa. To także oznacza, że elektryzowanie ciał nie polega na wytwarzaniu ładunku, a tylko na jego przemieszczaniu miedzy ciałami.

Czym jest ładunek elektryczny?

Na tym etapie wystarczy, że ładunek elektryczny potraktujemy jako pewną własność materii, która przejawia się w pojawianiu się oddziaływania elektromagnetycznego.

Rozróżniamy dwa rodzaje ładunków: dodatni i ujemny.

Ładunki tych samych znaków odpychają się, a ładunki przeciwnych znaków przyciągają się.

Najczęściej spotykamy się z ciałami elektrycznie obojętnymi, czyli takimi, które nie wykazują oddziaływania elektrodynamicznego z innymi ciałami elektrycznie naładowanymi. Nie oznacza to, że w ciałach tych nie ma ładunków dodatnich lub ujemnych. Oznacza to, że ich suma jest równa zeru.

Sposoby ochrony przed elektryzowaniem się ciał

Elektryzowanie to często niekorzystne dla nas zjawisko. Jak pozbyć się zjawiska elektryzowania ciał? Oto wybrane sposoby:

Ekranowanie - polega na umieszczeniu ciała wewnątrz powłoki zbudowanej z przewodnika. Metoda nie nadaje się dla dużych obiektów.
Uziemianie - to najbardziej powszechna metoda, która polega na zapewnienie połączenia elektrycznego ciała (przewodnika) z ziemią. Zapewnia to wyrównanie się potencjału przewodników. Nadmiar ładunków zwyczajnie odpływa w kierunku ziemi lub przepływa z ziemi do przewodnika tak, że ciało staje się elektrycznie obojętne.
Neutralizacja - stosowanie zaostrzonych elektrod, pól elektrycznych o dużej częstotliwości, promieniowania wysokoenergetycznego.

Ładunek cząstek elementarnych

Ładunek elektryczny cząstek elementarnych wynosi -1, 0 lub 1 ładunków elementarnych e=1,6021765·10^-19 C. wystarczy zwykle zapis 0,1 lub -1. Cząstki elementarne mogą być naładowane dodatnio, ujemne lub mogą być elektrycznie obojętne.

Ładunek cząstek bada się poprzez ich odchylenie w polu elektromagnetycznym.

Pytania

Czy istnieje sposób na elektryzujące się włosy?

Tak. Włosy suche szczególnie elektryzują się. Po umyciu włosów wystarczy zastosować odżywkę nawilżającą, olejek. Można też stosować specjalne kosmetyki. Włosy należy suszyć chłodnym nawiewem przy korzystaniu z suszarki. Czesać włosy należy szczotką z naturalnego włosia, drewna, mas naturalnych.

Inne zagadnienia z tej lekcji

Prawo Coulomba

Dwa punktowe ładunki elektryczne q1 i q2 znajdujące się od siebie w odległości r oddziałują na siebie siłą, której wartość jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

Pole elektryczne

Pole elektryczne Jest to przestrzeń wokół ładunków elektrycznych, która ma tę własność, że na umieszczony w niej ładunek elektryczny działa siła Coulomba.

Dipol elektryczny

Dipol elektryczny jest to układ dwóch ładunków elektrycznych równych co do wartości bezwzględnej ale o przeciwnych znakach, znajdujące się w pewnej stałej odległości od siebie.