Статическое Электричество

Статическое электричество может быть произведено, потирая вместе два объекта, сделанные из различных материалов. Электроны двигаются от поверхности одного объекта на поверхность другого, если второй материал держится за его электроны более настоятельно, чем первое. Объект, который получает электроны, становится отрицательно заряженным, так как у него теперь есть больше электронов чем протонов. Объект, который бросает электроны, становится положительно заряженным. Например, если гребенкой нейлона провести через чистые, сухие волосы, некоторые из электронов на волосах передадутся гребенке. Гребенка становится отрицательно заряженной, и волосы становятся положительно заряженными. Следующие материалы называют в порядке убывания их способности держать электроны: каучук, шелк, стекло, фланель, и мех (или волосы). Если какие-нибудь два из этих материалов протерты вместе, материал ранее в списке становится отрицательным, и материал позже в списке становится положительным. Материалы должны быть чистыми и сухими. A.

Зарядка Контактом

Объекты становятся электрически заряженными любым из двух способов: контактом или индукцией.

Заряженный объект передает электрический заряд объекту с меньшим зарядом если эти два прикасаются. Когда это случается, заряд течет спереди к второму объекту в течение краткого времени. Заряды в движении формируют электрический ток. Когда потоки зарядов между объектами соединены, количество зарядов, что объект получает, зависят от его способности накапливать заряды. Способность хранить заряды называют емкостью и измеряют в модулях, названных farads.

Зарядка контактом может быть продемонстрирована, касаясь незаряженного электроскопа с заряженной гребенкой. Электроскоп - устройство, которое содержит две полосы металлической фольги, названной листьями, которые свисают от одного конца металлического прута. Металлический шар в другом конце прута. Когда заряженная гребенка касается шара, некоторые из зарядов потечут от гребенки к листьям, которые отделяются, потому что они теперь держат одноименные заряды и отражают друг друга. Если гребенка удалена, листья остаются обособленно, потому что они держат свои заряды. Электроскоп таким образом зарядил контакт с гребенкой.

Этот поток зарядов между объектами с различным количеством зарядов произойдет когда будет возможно. Однако, это требует, чтобы путь для электрического заряда был свободен. Некоторые материалы, названные проводниками, позволяют электрическому току течь через них легко. Другие материалы, названные изоляторами, настоятельно сопротивляются проходу электрического тока.

При нормальных условиях воздух - изолятор. Однако, если объект получает достаточно большой заряд статического электричества, часть зарядов может подскочить, или разряд, через воздух к другому объекту, не касаясь этого непосредственно. Когда заряд является достаточно большим, воздух становится проводником. Молния - пример разгрузки. B.

Закон Кулона

Объекты с противоположными зарядоми притягуют друг друга, и объекты с подобными обвинениями отталкуют друг друга. Закон кулона, сформулированный французским физиком Чарльзом Августином de Coulomb в течение конца 18-ого столетия, определяет количество силы притяжения или отталкивания. Этот закон заявляет, что сила между двумя заряженными объектами непосредственно пропорциональна сумме их заряда и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Чем больше зарядов на объектах, тем больший сила между ними; чем больше расстояние между объектами, тем меньший сила между ними. Модуль электрического заряда, также названного в честь Кулона, равен объединенным зарядам 6.24 × 1018 протонов (или электроны).

Если у двух заряженных объектов в контакте есть та же самая емкость, они делят заряды равномерно. Предположите, например, что у одного объекта есть заряд +4 кулонов и другой заряд +8 кулонов. Когда они коснутся, заряд будет вытекать из объекта на 8 кулонов к объекту на 4 кулона, пока у каждого нестанет заряд +6 кулонов. Если бы у каждого объекта первоначально был заряд +6 кулонов, то бесприпятсвенно тек бы между ними.

Если у двух объектов есть различные емкости, они делят заряд на пропорцию к их емкостям. Если объект с емкостью 10 farads коснется объекта с емкостью 5 farads, то 10-farad объект закончится с двойным количеством заряд 5-farad объекта. Предположите, что объекты противоположно заряжают и что у каждого есть заряд +20 кулонов и другой заряд -8 кулонов. Их полный заряд- поэтому +12 кулонов. После того, как они коснутся, у 10-farad объекта будет заряд +8 кулонов, и у 5-farad объекта будет +4 кулона.

Зарядка Индукцией

Заряженный объект может вызвать заряд в соседнем нейтральном объекте, не касаясь этого. Например, если положительно заряженный объект помещен около нейтрального объекта, электроны в нейтральном объекте притянуты к положительному объекту. Некоторые из этих электронов текут к стороне нейтрального объекта, который является самым близким к положительному объекту. Эта сторона нейтрального объекта накапливает электроны и становится отрицательно заряженной. Поскольку электроны оставляют далекую сторону нейтрального объекта, в то время как его протоны остаются постоянными, та сторона становится положительно заряженной.

Так как отрицательно заряженная сторона нейтрального объекта является самой близкой к положительному объекту, притяжение между этой стороной и положительным объектом больше чем отталкивание между положительно заряженной стороной и положительным объектом. Результирующее влияние - притяжение между объектами. Точно так же, когда отрицательно заряженный объект помещен около нейтрального объекта, отрицательный объект вызывает положительный заряд на близкой стороне нейтрального объекта и отрицательного заряда на далекой стороне. Как прежде, результирующее влияние - притяжение между объектами.

Вызванные заряды, описанные выше, не являются постоянными. Как только заряженный объект убран, электроны на другом объекте перераспределяют себя равномерно по нему, так, чтобы он снова стал нейтральным.

Объект может также зарядить надолго индукция. Если отрицательно заряженный объект, A, помещен около нейтрального объекта, B, электроны на B отражены в максимально возможной степени от A и потока к другой стороне B. Если та сторона B тогда связана с землей хорошим проводником, таким как металлический провод, электроны вытекают через провод в землю. Земля может получить почти любое количество заряда, потому что у Земли, будучи нейтральным, есть огромная емкость. Объект B, как говорят, основан проводом, подключающим ее к Землей.

Если этот провод убрать, у B есть положительный заряд, так как он потерял электроны в Земле. Таким образом B надолго зарядила индукция. Даже если A впоследствии удален, B все еще остается положительным, потому что провод был разъединен, и B не может возвратить электроны от Земли, чтобы нейтрализовать ее положительный заряд.

Электрический ток

Электрический ток - движение зарядов. Когда два объекта с различными зарядами касаются и перераспределяют свои заряды, электрический ток вытекает из одного объекта к другому, пока заряды не распределятся согласно емкостям объектов. Если два объекта связаны материалом, который позволяет течь легко, такому как медный провод, то электрический ток вытекает из одного объекта к другому через провод. Электрический ток может быть продемонстрирован, подключая маленькую лампочку с аккумуляторной батареей двумя медными проводами. Когда подключения должным образом сделаны, протекающий ток через провода и нить накала, заставляет нить гореть.

Поток, который течет в одном направлении, таком как ток в прожекторе имеющем батарейное питание, называют постоянным током. Ток, который течет назад и вперед, полностью изменяя направление снова и снова, называют переменным током. Постоянный ток, который используется в большинстве устройств имеющих батарейное питание, легче понять чем переменный ток. Большая часть следующего обсуждения сосредотачивается на постоянном токе. Переменный ток, который используется в большинстве устройств, которые "включены" к электрическим выходам в строительствах, будет обсуждаться в разделе Переменного тока этой статьи.

Другие свойства, которые используются, чтобы определить количество и сравнить электрические токи, являются напряжением (также названный электродвижущей силой) запуск током и сопротивлением проводника к проходу тока. Количество тока, напряжения, и сопротивления в любой схеме все связано через уравнение, названное законом Ома.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: