ELEKTRYZOWANIE CIAŁ, WYKYWANIE ŁADUNKU, ELEKTROSKOP
Definicje
Elektryzowanie to działanie, w wyniku którego ciało nabiera właściwości przyciągania lub odpychania innych drobnych ciał.
Ładunek elektryczny to właściwość charakteryzująca ciała naelektryzowane.
Ładunek może mieć różną wielkość i znak, może być dodatni lub ujemny (mówimy o znakach ładunku).
Ładunki jednoimienne to ładunki tego samego znaku.
Ładunki różnoimienne to ładunki różnych znaków.
Elektroskop to urządzenie służące do wykrywania ładunku elektrycznego. Pozwala stwierdzić czy mamy do czynienia z ciałem naładowanym, czy też nienaładowanym. Zasadniczą częścią elektroskopu są bardzo lekkie listki, które mogą się od siebie oddalać (odchylać lub odginać), umieszczone są na pręcie wyprowadzonym na zewnątrz. Stan
naładowania ciała sprawdzamy, dotykając tym ciałem pręta elektroskopu. Jeśli ciało było naładowane listki elektroskopu odchylą się od siebie.
W elektroskopie wykorzystuje się odpychanie ładunków jednoimiennych. Jeżeli pręt zetknie się z ciałem naładowanym elektrycznie , to ładunek spłynie z tego ciała do elektroskopu na listki które naładują się jednoimiennie i zaczną się odpychać. Jeżeli natomiast pręt elektroskopu dotkniemy palcem , to ładunek przez ciało odpłynie do ziemi i listki opadną.
Reguły, prawa i zależności ogólne
Ciała można naelektryzować poprzez pocieranie, zetknięcie z ciałem naelektryzowanym oraz wpływ.
Ciała naelektryzowane działają na siebie wzajemnie na odległość.
Ciała mogą być naładowane dodatnio lub ujemnie.
Ciała naelektryzowane ładunkami tego samego znaku odpychają się, ciała naelektryzowane ładunkami przeciwnego znaku przyciągają się.
PRAWO COULOMBA
Oznaczenia i jednostki
Ładunek elektryczny oznacza się literą q lub Q.
Jednostką ładunku elektrycznego jest kulomb (1 C)
Reguły, prawa i zależności ogólne
Prawo Coulomba. Siła oddziaływania pomiędzy dwoma ładunkami elektrycznymi jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości pomiędzy nimi.
Podstawowe wzory matematyczne
Prawo Coulomba:𝑭 = 𝒌 ∙𝑸𝟏∙ 𝑸𝟐 𝒓𝟐
gdzie stała 𝑘 ≈ 9 ∙ 109 𝑁∙𝑚2
𝑄2
𝑄1- pierwszy ładunek elektryczny
𝑄2- drugi ładunek elektryczny r – odległość między ładunkami
F – siła, z jaką dwa ładunki działają na siebie.
Typowe zakresy wielkości i przeliczniki
Ładunek o wartości 1 kulomba jest bardzo duży. W praktyce używa się jednostek mniejszych, np..
1 milikulomb, 1 𝑚𝐶 = 10−3 𝐶 1 mikrokulomb, 1 𝐶 = 10−6 𝐶 1 nanokulomb, 1 𝑛𝐶 = 10−9 𝐶 1 pikokulomb, 1 𝑝𝐶 = 10−12 𝐶
ATOMY, ELEKTRONY I ŁADUNEK ELEMENTARNY
Definicje
Ładunek elementarny to najmniejsza i niepodzielna część ładunku elektrycznego.
Jon to cząsteczka lub atom obdarzony ładunkiem dodatnim lub ujemnym.
Reguły, prawa i zależności ogólne
Atomy składają się z dodatnio naładowanego jądra i ujemnie naładowanych elektronów.
Ładunek ciał naelektryzowanych wynika z ładunku cząstek elementarnych budujących to ciało i może przybierać tylko określone wartości, będące wielokrotnością ładunku elementarnego.
Elektryzowanie się ciał oraz przepływ ładunku jest związany przede wszystkim z przemieszczaniem się elektronów.
Typowe zakresy wielkości i przeliczniki
Ładunek elementarny ma wartość 𝑒 = 1,6 ∙ 10−19𝐶 Ładunek elektronu ma wartość –e czyli −1,6 ∙ 10−19𝐶 Masa elektronu jest równa 𝑚𝑒= 9,1 ∙ 10−31𝑘𝑔
ZASADA ZACHOWANIA ŁADUNKU
Definicje
Układ izolowany – to układ, z którego nie ubywa ładunków ani do którego ładunki nie wpływają.
Reguły, prawa i zależności ogólne
Zasada zachowania ładunku. Całkowita wartość ładunku elektrycznego w danym układzie jest stałą.
PRZEWODNIKI I IZOLATORY
Ze względu na przewodnictwo elektryczne substancje dzielimy na dwie podstawowe grupy: przewodniki elektryczne i izolatory
Definicje
Przewodniki elektryczne są to takie substancje, w których nośniki ładunków elektrycznych mogą poruszać się swobodnie.
Izolatory (dielektryki) to ciała, które nie zawierają w swoim wnętrzu swobodnych nośników ładunków elektrycznych.
Do przewodników zaliczamy przede wszystkim: metale (najlepszymi przewodnikami są srebro, miedź złoto i aluminium), roztwory elektrolitów (np. wodne roztwory kwasów, zasad i soli), zjonizowane gazy (np. plazma).
Izolatorami są guma, tworzywa sztuczne, ceramika, drewno, szkło, powietrze.
POLE ELEKTROSTATYCZNE
Pole elektrostatyczne przedstawiamy graficznie za pomocą linii pola. Są to linie, wzdłuż których na umieszczone w polu dodatnie ładunki działałyby siły elektrostatyczne.
Linie pola zwrócone są zawsze od „plusa” w stronę „minusa”.
Jeśli linie pola rozchodzą się promieniście od źródła, pole nazywamy polem centralnym.
Jeśli linie pola są do siebie równoległe, pole nazywamy polem jednorodnym. W każdym punkcie pola jednorodnego siła działająca na ładunek w nim umieszczony jest taka sama.
SPOSOBY ELEKTRYZOWANIA CIAŁ
Istnieją trzy podstawowe sposoby elektryzowania ciał: przez pocieranie, przez dotyk i przez indukcję (wpływ).
Elektryzowanie przez pocieranie polega na przepływie ładunków (elektronów) z jednego ciała na drugie. Jedno z pocieranych ciał elektryzuje się ujemnie, a drugie dodatnio.
Elektryzowanie przez dotyk polega na dotknięciu ciała obojętnego elektrycznie ciałem naelektryzowanym. Wskutek tego ciało obojętne naelektryzuje się takim samym znakiem jak ciało, którym zostało dotknięte.
Elektryzowanie przez indukcję polega na zbliżeniu ciała naelektryzowanego do obojętnego elektrycznie, wskutek czego w ciele obojętnym nastąpi rozdział ładunku.
