Заряженные тела. Электризация тел

Каким образом макроскопические тела приобретают электриче­ский заряд? Об этом сейчас будет рассказано.

Электромагнитные силы в приро­де играют огромную роль благодаря тому, что в состав всех тел входят электрически заряженные частицы. Составные части атомов - ядра и электроны - обладают электрическим зарядом.

Непосредственно действие элек­тромагнитных сил между телами не обнаруживается, так как тела в обычном состоянии электрически нейтральны. Нейтрален атом любого вещества, так как число электронов в нем равно числу протонов в ядре. Положительно и отрицательно заря­женные частицы связаны друг с дру­гом электрическими силами и обра­зуют нейтральные системы.

Макроскопическое тело заряжено электрически в том случае, если оно содержит избыточное количество элементарных частиц с каким-либо одним знаком заряда. Так, отрица­тельный заряд тела обусловлен из­бытком числа электронов по срав­нению с числом протонов, а положи­тельный - недостатком электронов.

Для того чтобы получить элек­трически заряженное макроскопи­ческое тело, т. е. наэлектризовать его, нужно отделить часть отрица­тельного заряда от связанного с ним положительного. Это можно сделать с помощью трения. Если про­вести расческой по сухим волосам, то небольшая часть самых подвиж­ных заряженных частиц - электро­нов перейдет с волос на расческу и зарядит ее отрицательно, а волосы зарядятся положительно.

Равенство зарядов при электри­зации. С помощью опыта можно доказать, что при электризации тре­нием оба тела приобретают заряды, противоположные по знаку, но оди­наковые по модулю.

Возьмем электрометр, на стерж­не которого укреплена металличе­ская сфера с отверстием, и две пластины на длинных рукоятках: одну из эбонита, а другую из плексигласа. При трении друг о друга пластины электризуются. Внесем одну из пластин внутрь сферы, не касаясь ее стенок. Если пластина заряжена по­ложительно, то часть электронов со стрелки и стержня электрометра притянется к пластине и соберется на внутренней поверхности сферы. Стрелка при этом зарядится поло­жительно и оттолкнется от стержня (рис. 1 ). Если внести внутрь сферы другую пластину, вынув пред­варительно первую, то электроны сферы и стержня будут отталкивать­ся от пластины и соберутся в из­бытке на стрелке. Это вызовет от­клонение стрелки, причем на тот же угол, что и в первом опыте. Опустив обе пластины внутрь сферы, мы вообще не обнаружим отклонения стрелки (рис. 2 ). Это доказы­вает, что заряды пластин равны по модулю и противоположны по знаку.

Электризация тел и ее применение в технике. Значительная электризация происходит при трении синтети­ческих тканей. Снимая нейлоновую рубашку в сухом воздухе, можно слышать характерное потрескива­ние. Между заряженными участками трущихся поверхностей проскаки­вают маленькие искорки. С подоб­ными явлениями приходится считать­ся на производстве. Так, нити пряжи на текстильных фабриках электри­зуются за счет трения, притягиваются в веретенам и роликам и рвутся. Пряжа притягивает пыль и. загряз­няется. Приходится применять спе­циальные меры против электризации нитей.

Электризация тел при тесном кон­такте используется в электрокопиро­вальных установках типа «Эра», «Ксерокс» И др.

Макроскопическое тело электри­чески заряжено в том случае, если оно содержит избыточное количество элементарных частиц с одним знаком заряда. Отрицательный заряд тела обусловлен избытком электронов по сравнению с протонами, а положи­тельный - недостатком электронов.

Рис.1 Рис.2