Электризация тел

Определение

Электризация тел — это процесс сообщения телу электрического заряда, который может быть положительным или отрицательным. При электризации происходит перераспределение электронов между взаимодействующими телами.

Как происходит электризация

Электризация происходит за счёт движения электронов. В каждом атоме есть положительно заряженное ядро и отрицательно заряженные электроны, которые движутся вокруг него. В неэлектризованном (нейтральном) теле количество положительных и отрицательных зарядов одинаково. Когда одно тело отдаёт электроны другому, оно само становится положительно заряженным (потому что теряет отрицательные заряды), а тело, которое принимает электроны, становится отрицательно заряженным (потому что получает избыток отрицательных зарядов). Протоны, входящие в состав ядра атома, остаются на месте.

Способы электризации

Существует несколько основных способов электризации. Электризация трением возникает при контакте и скольжении двух тел друг по другу, например, при расчёсывании волос пластмассовой расчёской. Электризация соприкосновением происходит, когда заряженное тело касается незаряженного, и часть заряда переходит на него. Электризация через влияние (индукция) происходит без непосредственного контакта: при приближении заряженного тела к нейтральному заряды в нейтральном теле перераспределяются, и одна его сторона становится заряженной одним знаком, а другая — противоположным.

Почему некоторые материалы электризуются лучше

Способность материалов электризоваться по-разному объясняется строением их атомов и особенностями химических связей. Некоторые вещества, такие как эбонит, янтарь или пластмасса, легко отдают или принимают электроны, поэтому они хорошо электризуются. Другие материалы, например металлы, являются хорошими проводниками: заряды по ним легко перемещаются и быстро «стекают», поэтому наэлектризовать их, сохраняя заряд, сложнее, если они не изолированы от земли. В диэлектриках, таких как стекло или резина, электроны прочно связаны со своими атомами и не могут свободно перемещаться, что позволяет им накапливать заряд.

Разбор задач

Задача 1

Почему воздушный шарик, натёртый о волосы, прилипает к стене?

1. Когда шарик трут о волосы, происходит электризация трением. Волосы отдают электроны шарику, и шарик приобретает отрицательный заряд. Волосы, потеряв электроны, становятся положительно заряженными. 2. При поднесении отрицательно заряженного шарика к стене происходит электризация через влияние (индукция). Электроны в стене, будучи отрицательными, отталкиваются от отрицательного шарика и перемещаются вглубь стены. 3. Поверхность стены, ближайшая к шарику, становится положительно заряженной (из-за недостатка электронов). 4. Разноимённые заряды (отрицательный шарик и положительная поверхность стены) притягиваются друг к другу, и шарик «прилипает» к стене.

Ответ: Воздушный шарик электризуется от трения о волосы, приобретает отрицательный заряд. Приближаясь к стене, он вызывает перераспределение зарядов в ней, притягивая к себе положительные заряды на поверхности стены, за счёт чего и прилипает.

Где это встречается

• Копировальные аппараты (ксероксы) — Заряд используется для притягивания частиц тонера (красящего порошка) к определённым областям фотобарабана, формируя изображение, которое затем переносится на бумагу.
• Электростатические фильтры (воздухоочистители) — Частицы пыли и дыма в воздухе электризуются и притягиваются к заряженным пластинам фильтра, очищая воздух.
• Покраска автомобилей — Частицам краски придают электрический заряд, а окрашиваемому объекту — противоположный. Это обеспечивает равномерное нанесение краски и уменьшает её расход, так как краска притягивается к поверхности.
• Защита от молний (громоотводы) — При электризации облаков громоотвод, являясь проводником, помогает постепенно стекать зарядам с земли в атмосферу, уменьшая разность потенциалов и снижая вероятность удара молнии, или, наоборот, притягивает разряд молнии, безопасно отводя его в землю.

Типичные ошибки

Не путать

• Намагничивание — Электризация связана с электрическими зарядами (электронами и протонами) и их взаимодействием. Намагничивание — это процесс, при котором тело приобретает магнитные свойства, связанные с упорядоченным движением электронов (спинами) или наличием доменов.
• Прохождение электрического тока — Электризация — это процесс приобретения телом заряда. Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц (электронов или ионов) по проводнику. Электризация может быть причиной возникновения тока, но это не одно и то же.

Откуда взялось понятие

Явление электризации известно с древних времён. Древние греки, в частности Фалес Милетский (VI век до н.э.), заметили, что натёртый янтарь (по-гречески «электрон») притягивает лёгкие предметы. Термин «электричество» и «электризация» были введены в XVII веке английским учёным Уильямом Гилбертом.

Как запомнить

Электризация — это перераспределение электронов: кто отдал, тот плюс, кто взял, тот минус.