Розряд струму між людьми, одягненими у вовняний одяг, дивує і веселить. Щоб зрозуміти, чому так відбувається, слід ознайомитися, що таке електризація тіл? Відповіді на виникаючі питання можна знайти в розділі фізики "Електродинаміка". У ньому описується принцип накопичення зарядів твердими тілами і чинні закони руху частинок.

Основні моменти

Щоб визначитися, що таке електризація тіл, розглянемо визначення та закономірності руху заряджених частинок. Існує два протилежних виду: електрони (негативні) і протони (позитивні заряди. При величезному їх скупченні формується електромагнітне поле. І чим ближче тіла зі статикою розташовані один до одного, тим більше сильний вплив виявляється.


Після зіткнення тіл відбувається обмін зарядами, вирівнюються потенціали (тяжіння або відштовхування пропадає). Частинки одного знака прагнуть віддалитися, різного навпаки притягуються. Цим можна пояснити, що таке електризація тіл: взаємний вплив електромагнітних полів, створених електронами і протонами. Спробуємо пояснити простою мовою, що таке електризація тіл: щоб утворилося електромагнітне поле, потрібно спочатку здійснити дію, що допомагає накопичити заряд:

тертя;

вплив магнітом;

удар по предмету;

хімічна реакція;

додати до предмету через провідники джерело живлення (хоча б батарейку).

Існує безліч простих дослідів, що доводять на практиці закономірності електродинаміки.

Деякі докази закономірностей

В якості прикладів можна провести прості досліди для дітей:

Беремо звичайну гребінець плоску, краще пластмасову, але підійде і залізниця. Використовуємо волосся або інші натуральні речі: шубу, перуку, вовняну хустку або светр. Потрібно кілька разів інтенсивно натерти зубчики. Перед цим дрібно подрібнюють папір і потім підносять до неї наэлектризовавшийся предмет. Шматочки моментально прилипають до гребінця.

Досліди для дітей можна провести каменем бурштину, натертим аналогічним чином. Після він може притягувати сухі травинки і інші предмети. Якщо піднести його до тонкої струмені води, то побачимо як вона відхиляється в сторону каменю.

Вовняна і шовкова тканини

Про шовкову хустку натирають скляну паличку. Після неї може прилипати практично будь-який дрібний предмет. Добре це помітно, коли наконечник підносимо до волосся або тонким стрічками паперу. Предмети з ебоніту добре електризуються при терті про шерстяну тканину. А скляні палички натирають шовком. Однак у цих предметів виходить різний заряд. Доказом цього є досвід, наведений нижче. Натертий шерстю ебоніт буде відштовхувати від себе шовк. Щоб побачити це, підвісимо обидва предмета на одну нитку і будемо поступово зближувати їх так, щоб вони вільно звисали. В результаті побачимо як тканина почне відхилятися в сторону. Аналогічне явище відбудеться і при досвід зі скляною паличкою і шерстю. Електризація тіл при терті фактично відбувається завдяки перетворенню однієї енергії в іншу.

У повсякденному житті

Навколо нас постійно відбувається електризація тел. При терті деяких предметів вона стає настільки високою, що до них притягуються навіть габаритні важкі деталі. В домашніх умовах спостерігати процес електризації можна наступним чином:

Одягаємо домашні тапочки матерчаті, тільки не з гумовою підошвою. Натираємо тривало ногами по килиму або дерев'яної підлоги. І якщо торкнутися кінчиком пальців з напарником, то отримаєте розряд. В темряві буде видно як він виблискує.

Часто незаземлені холодильники і пральні машини теж билися статичною електрикою. Це сталося унаслідок тертя обертових частин.

Електризуються долоні після тертя їх про ту шерсть або шовк. Одяг на людині притягує різного роду пушинки, ворсинки внаслідок електризації. Дівчатка прибирають її спреями-антистатиками, щоб спідниця не липла до ніг під час ходьби.

Телевізори з цієї ж причини притягують пил до екранів і корпусу. А повітряна кулька, натертий про волосся голови, можна надовго підвісити до стелі. Відбувається тяжіння зарядженої поверхні до шпалер або іншому покриттю.

Позначення в електродинаміці

Для класифікації та кількісного позначення явища заряджених частинок використовується буква q. Позитивні протони вказують так - +q. Негативні електрони отримали символ -q. Для розрахунків використовують загальна кількість зарядів. Їх складають або віднімають для отримання істинного рівня електризації предмета. У спокійному стані будь-який рівень частинок постійний і має вигляд закону збереження електричного заряду: q1+q2++qN= const. А для підрахунку енергії використовується поняття "квант". Простою мовою - це мінімальна кількість різнойменно заряджених частинок, які можуть в одиницю часу передаватися іншому предмету. Цей рівень можна виміряти спеціальним приладом — электрометром. Його робота заснована на накопичення заряду металевою стрілою, закріпленою на нерухомої осі. По мірі збільшення рівня частинок покажчик відхиляється стрілка рухається по циферблату. Особливості розрахунків:

На заряди діють сили тяжіння. Але їх намагаються не враховувати при найпростіших розрахунках. Адже розміри частинок дуже малі порівняно з для ходьби відстанями.

Для визначення напряму руху будь-якої обраної частки потрібно врахувати всі сили, що діють від навколишніх елементів. Всі розрахунки проводяться графічно: складається векторна діаграма.

Як визначити енергію?

Електроскоп є приладом, за допомогою якого фіксується електризація тел. Електричний заряд накопичується металевим стрижнем у вигляді пелюсток, встановленим на діелектричному підставі — пластикової втулці. Вся конструкція поміщена в сталевий корпус так, що рухома частина розташована спереду і закрита прозорим склом.
Щоб визначити рівень заряду, потрібно піднести наелектризований предмет до верхньої металевої частини приладу. Чим більше частинок переходить, тим сильніше розходяться пелюстки. Недоліком конструкції є неможливість фіксувати позитивні або негативні значення, всі величини відображаються без знака.

Інструменти для експерименту

Для підтвердження сил електродинаміки проводять прості фізичні досліди за допомогою підручних засобів. Одними з таких послужать:

Два металевих диска.

Шматок вовняної тканини під розмір.

Електроскоп. Або власний винахід: прикладом може служити металевий стрижень, з'єднаний провідником з одним з дисків. Останній встановлюється площиною горизонтально. Стрижень ж розташований вертикально, біля основи на невеликій відстані можна накласти дрібно порізані шматочки паперу.

Один з дисків потрібно взяти в руку. Обов'язково використовувати діелектричні рукавички. На другому покладена тканина.

Порядок дій

Суть експерименту:

Верхній диск щільно прикладають через тканину до нижнього.

Його провертають кілька разів і різко прибирають вгору.

Якщо все зроблено правильно, заряд рівномірно перерозподілиться між диском і стрижнем.

Шматочки паперу налипнут на стрижень.

Для того щоб папір впала, можна зняти заряд просто доторкнувшись до металевої частини диска рукою без рукавички. Ми розглянули часто зустрічаються і найбільш прості способи електризації тел.