Взаимодействие наэлектризованных тел, эксперимент

Возьмем 2 легкие гильзы, которые мы смастерили из фольги и подвесим их на одном уровне на расстоянии 1 см друг от друга (Рисунок В.1). Потрём пластиковую линейку о шерсть и медленно поднесём к одной из гильз. Гильза притягивается к линейке и прилипает к ней! (Рисунок В.2)

Внутри гильзы и на её поверхности под влиянием заряженной линейки произошло перераспределение зарядов. Отрицательные заряды сместились, а положительные остались на своих местах. Поэтому незаряженная гильза притягивается к заряженной линейке. (Рисунок В.3)

Теперь зарядим от нашей линейки две гильзы, подвешенные на одном уровне. Мы видим, как гильзы слегка расходятся друг от друга, они отталкиваются. Это подтверждает тот факт, что одноимённые заряды отталкиваются. (Рисунок В.4)

Одинаковые электрические заряды отталкиваются, но притягивают противоположный заряд.

Всё это – примеры статического электричества. Воспользоваться этим электричеством нельзя, так как мы не можем управлять потоком электронов в статическом электричестве. Если бы мы научились управлять электронами в статическом электричестве, то настольную лампу можно было бы подключить к домашнему коту и просто гладить его. В жизни и в быту мы пользуемся электричеством динамическим, управляемым потоком электронов, электрическим током, тем самым который берём для настольной лампы из розетки. У статического и динамического электричества одинаковая природа, это электроны, их количество.

 

 

Как образуется электрический ток

Чтобы понять из чего получается электрический ток, необходимо вспомнить строение атома. Учёные выяснили, что атом состоит из положительно заряженного ядра (протоны и нейтроны). Вокруг ядра вращаются отрицательно заряженные частицы с незначительной массой – электроны. Ядро притягивает и удерживает около себя электроны. У разных материалов вокруг ядра вращается разное количество электронов на разном расстоянии от ядра (то есть на разных орбитах). (Рисунок Г.1)

Например, у металлов не все электроны имеют стабильные околоатомные орбиты. Электроны с удалёнными орбитами называются свободными электронами, то есть они практически неподвластны силе притяжения атомного ядра и свободно проходят через любой элемент, вращаясь вокруг любого соседнего ядра. Мы можем назвать такие электроны «сбежавшими» от своего атома. Они становятся свободными электронами и являются носителями электрического заряда. Если потоку свободных электронов придать упорядоченное направление, образуется электрический ток. (Рисунок Г.2)

Вещества, хорошо проводящие электрический ток, называются проводниками. Металлы относятся к их числу. А вещества, плохо проводящие электрический ток называются резисторами, поскольку их электроны почти неподвижны, а если и движутся, то едва-едва. К ним относятся, например, дерево и стекло. Тело человека плохо проводит электрический ток, потому что оно обладает повышенным сопротивлением. Между тем электрический ток может оказывать на человеческое тело пагубное воздействие.

Электризация в природе

Проявление статического электричества можно увидеть и в природе, например, во время грозы. Воздушные потоки двигаются, из-за их трения происходит разделение электрических зарядов. Заряды накапливаются в облаках и на поверхности земли. В основании облака скапливается избыточное количество электронов, отрицательный заряд, а на поверхности земли накапливаются положительно заряженные ионы. Достигая большой величины эти заряды, притягиваясь, создают искру. При резком выбросе потока электронов между облаком и землёй образуется молния.

Нужно ли бояться молнии?

Люди уже давно придумали себе защиту от молнии - молниеотвод (или громоотвод). Это железный шест, который помещают как можно выше. Ведь электрический заряд пробегает по самому короткому пути, а значит между самыми ближайшими предметами. Так и молния «прокладывает» себе дорожку в воздухе к самому близкому, а значит и самому высокому предмету. Сейчас на всех высоких домах есть громоотводы, он проводом соединен с землей, и все электричество молнии уходит в землю. (Рисунок Д.1)

В городе или в деревне молния не страшна. Но если оказаться за городом на открытом месте лучше не прятаться под одиноким деревом, дерево окажется самым высоким шестом, в который может ударить молния.

В природе мы можем встретить еще одно проявление электричества. Некоторые рыбы могут наносить удары током.

Жители Южной Америки давно подметили, что некоторые рыбы способны наносить парализующие удары. Сегодня известно, что эти удивительные рыбы - электрические угри, нильский электрический сом. Такими способностями обладают и некоторые скаты.

У многих рыб голова заряжается положительно, хвост – отрицательно, а вот у электрического сома, наоборот, хвост – положительно, а голова – отрицательно. Специальные органы работают по принципу батарейки. Свои электрические свойства рыбы используют как для атаки, так и для защиты, а также для того, чтобы отыскивать жертву, ориентироваться в мутной воде, опознавать опасных противников.

Грозовое электричество, как и то, что образуется трением янтаря о шерсть, называется статическим, но служить источником энергии оно не может. Т.к. является не ненаправленным и не контролируемым человеком движением заряженных частиц.

Мы можем пользоваться только динамическим электричеством или проще говоря электрическим током.