В чем проявляется электризация тел

Тема урока. Электризация тел. Два рода зарядов

Тема урока. Электризация тел. Два рода зарядов

Цель урока. Познакомить учащихся с явлением электризации тел. Доказать существование двух типов зарядов и объяснить их взаимодействие.

Задачи урока.

•  Образовательная. Формирование знаний, касающихся условий электризации тел.

•  Развивающая. Развитие навыков в определении заряда наэлектризованных тел.

•  Воспитывающая.

2. Основной материал

Наука об электрических явлениях зародилась еще до нашей эры, начавшись с наблюдения за электрическими свойствами янтаря. В отличие от механики — науки о движении, давлении, равновесии, наука об электричестве до VI века так и оставалась в зачаточном «янтарном» состоянии. Почему в янтарном?

Греческий философ Фалес Милетский, живший в 624 – 547гг. до н. э., открыл, что янтарь, потертый о мех, приобретает свойство притягивать мелкие предметы – пушинки, соломинки и т. п. Это свойство в течение ряда столетий приписывалось только янтарю, от названия которого и произошло слово «электричество».

Возьмем пластмассовую расческу или авторучку и проведем ею несколько раз по сухим волосам или шерстяному свитеру. Как ни удивительно, но после такого простого действия пластмасса приобретет новое свойство: начнет притягивать мелкие кусочки бумаги, другие легкие предметы и даже тонкие струйки воды.

До Нашей эры не было пластмассовых расчесок и авторучек. Однако и в те времена подобные явления были хорошо известны. Для опытов по электризации трением брали окаменевшую смолу деревьев – янтарь – и натирали его шерстью. После этого и янтарь, и шерсть начинали притягивать к себе сухие травинки и пылинки. По-гречески янтарь – это «электрон». Отсюда и произошло современное слово «электричество» и название наэлектризованные тела.

Опыты показывают, что два тела – наэлектризованное и ненаэлектризованное – всегда притягиваются. Примеры: пластмассовая авторучка и тонкая струйка воды, янтарь и сухие травинки. Опыты также показывают, что два тела, наэлектризованные трением друг о друга, тоже всегда притягиваются. Например, наэлектризовавшись трением о наше тело (при ходьбе, движениях рук и ног) шелковая рубашка или юбка притягивается, «липнет» к телу.

Демонстрация опытов: Электризация эбонита и оргстекла трением, обнаружение заряда на этих телах по притяжению кусочков бумаги, струйки воды, линейки и листочков султана.

По мере проведения опытов учитель задает вопросы:

Как можно определить, заряжены ли тела? Как показать, что при соприкосновении электризуются оба тела? Приведите примеры электризации тел, которые вы наблюдали в домашних условиях. При каких обстоятельствах это происходило?

После обсуждения демонстраций делаются выводы:

а) явления, в которых тела приобретают свойства притягивать другие тела, называют электризацией;

б) в электризации всегда участвуют два тела. При этом электризуются оба.

Для обнаружения наэлектризованных тел служат специальные приборы – электроскопы. Внешний вид прибора вы видите на рисунке. Цилиндрический корпус (1) закрыт стеклом (2). Внутрь прибора вставлен металлический стержень (3) с легкоподвижными лепестками (4). От металлического корпуса прибора стержень отделен пластмассовой втулкой (5). Если выступающей части стержня коснуться каким-нибудь наэлектризованным телом, то лепестки отклонятся друг от друга.

Наэлектризуем эбонитовую палочку шерстяной варежкой, а стеклянную палочку – шелковым платком. Подвесив палочки на нитях, увидим, что эбонит и шерсть, стекло и шелк притягивают друг друга, а стекло и шерсть, эбонит и шелк отталкиваются друг от друга:

Отталкивающиеся заряженные тела в физике условились называть одноименно заряженными. А притягивающиеся заряженные тела условились называть разноименно заряженными.

До XVIII века ученые не делали различий между «стеклянным», «шерстяным», «шелковым» и другими видами электричества. Однако в 1733 году французский ученый Ш. Дюфэ выяснил, что существует электричество двух родов, в высокой степени отличных один от другого. «Один род я называю стеклянным электричеством, другой — смоляным Тело, наэлектризованное стеклянным электричеством, отталкивает все тела со стеклянным электричеством, и, обратно, оно притягивает тела со смоляным электричеством».

Как видите, Ш. Дюфэ обнаружил, что «стеклянным» электричеством можно наэлектризовать не только стекло, а любое тело (см. подчеркнутую фразу). Взгляните на рисунок справа. Верхней эбонитовой палочке мы передали некоторое количество «стеклянного» электричества, и она начала отталкивать стеклянную палочку. Нижняя же эбонитовая палочка наэлектризована как обычно: трением о шерсть или мех.

Полвека спустя термины «стеклянное» и «смоляное» электричество были заменены на другие: «положительный» и «отрицательный» заряд. Эти названия сохранились до сегодняшнего дня:

+q   – положительный заряд (так заряжается стекло, потертое о шелк; шерсть, потертая об эбонит).

–q   – отрицательный заряд (заряд шелка при трении о стекло; заряд эбонита при трении о шерсть).

Рождение учения об электричестве связано с именем Уильяма Гильберта (1540 – 1603, Англия). Он был одним из первых, утвердивших опыт, эксперимент как основу исследования. Он показал, что при трении электризуется не только янтарь, но и многие другие вещества и что притягивают они не только пылинки, но и металлы, дерево, листья, камешки и даже воду и масло. Он установил, что свойство притягивать легкие предметы после натирания, кроме янтаря, приобретают также и алмаз, сапфир, аметист, горный хрусталь, сера, смола и некоторые другие тела. Гильберт их назвал «электрическими», то есть «подобными янтарю». Все прочие тела, в первую очередь металлы, которые не обнаруживали таких свойств, он назвал «неэлектрическими». Так в науку вошел термин «электричество», и было положено начало систематическому изучению электрических явлений

Следующим этапом в развитии учения об электричестве были опыты немецкого ученого Отто фон Герике (1Он сконструировал первую электрическую машину, представлявшую собой большой шар из серы, вращавшийся на железной оси.

При натирании шара ладонью он сильно электризовался и мог электризовать другие тела. Используя свою машину, Герике впервые наблюдал отталкивание наэлектризованных тел и слышал треск электрических искр.

С помощью этого прибора Герике обнаружил, что кроме притяжения, существует и электрическое отталкивание.

С начала XVIII века электрическими экспериментами увлекаются члены Лондонского Королевского научного общества. Они наблюдают электрическое притяжение не только в воздухе, но и в вакууме.

Усовершенствование электрических машин, в которых серный шар был заменен стеклянным, а ладони – специальными подушками, привело к возникновению в обществе огромного интереса к электричеству.

С середины XVIII века электрические опыты проводились в светских салонах и королевских дворцах, на заседаниях ученых обществ и в частных домах.

5. Домашнее задание. § 25, 26; вопросы. № 000, 1171, 1172

Источник: https://pandia.ru/text/77/459/31299.php

Закон сохранения заряда формула – Закон сохранения электрического заряда

Приэлектризации тел выполняется законсохранения электрического заряда.Этот закон справедлив для замкнутойсистемы. Взамкнутой системе алгебраическая суммазарядов всех частиц остается неизменной.Если заряды частиц обозначить черезq1,q2и т.д., то

q1+ q2+ q3+ + qn= const.

Основной закон электростатики – закон кулона

Если расстояниемежду телами во много раз больше ихразмеров, то ни форма, ни размерызаряженных тел существенно не влияютна взаимодействия между ними. В такомслучае эти тела можно рассматриватькак точечные.

Силавзаимодействия заряженных тел зависитот свойств среды между заряженнымителами.

Силавзаимодействия двух точечных неподвижныхзаряженных тел в вакууме прямопропорциональна произведению модулейзаряда и обратно пропорциональнаквадрату расстояния между ними. Этусилу называют кулоновской.

,где

|q1|и |q2|- модули зарядов тел,

r– расстояние между ними,

k– коэффициент пропорциональности.

F—силавзаимодействия

Силывзаимодействия двух неподвижных точечныхзаряженных тел направлены вдоль прямой,соединяющей эти тела.

Единица электрического заряда

Единицасилы тока – ампер.

Одинкулон (1Кл)– это заряд, проходящий за 1 с черезпоперечное сечение проводника при силетока 1 А

g[Кулон=Кл]

е=1,610-19Кл

-электрическаяпостоянная

БЛИЗКОДЕЙСТВИЕ ИДЕЙСТВИЕ НА РАССТОЯНИИ

Предположениео том, что взаимодействие между удаленнымидруг от друга телами всегда осуществляетсяс помощью промежуточных звеньев (илисреды), передающих взаимодействие отточки к точке, составляет сущностьтеории близкодействия.Распр.с конечной скоростью.

Теорияпрямого действияна расстоянии непосредственно черезпустоту. Согласно этой теории действиепередается мгновенно на сколь угоднобольшие расстояния.

Обетеории являются взаимно противоположнымидруг другу. Согласно теориидействия на расстоянии однотело действует на другое непосредственночерез пустоту и это действие передаетсямгновенно.

Теорияблизкодействия утверждает,что любое взаимодействие осуществляетсяс помощью промежуточных агентов ираспространяется с конечной скоростью.

Существованияопределенного процесса в пространствемежду взаимодействующими телами, которыйдлится конечное время, — вот главное,что отличает теорию близкодействияот теории действия на расстоянии.

Согласноидее Фарадея электрическиезаряды не действуют друг на друганепосредственно. Каждыйиз них создает в окружающем пространствеэлектрическое поле. Поле одного зарядадействует на другой заряд, и наоборот.По мере удаления от заряда поле ослабевает.

Электромагнитныевзаимодействия должны распространятсяв пространстве с конечной скоростью.

Электрическоеполе существует реально, его свойстваможно исследовать опытным путем, но мыне можем сказать из чего это поле состоит.

Оприроде электрического поля можносказать, что поле материально; оно сущ.независимо от нас, от наших знаний онем;

Полеобладает определенными свойствами,которые не позволяют спутать его счем-либо другим в окружающем мире;

Главноесвойство электрического поля – действиеего на электрические заряды с некоторойсилой;

Электрическоеполе неподвижных зарядов называютэлектростатическим.Оно не меняется со временем.Электростатическое поле создаетсятолько электрическими зарядами. Оносуществует в пространстве, окружающемэти заряды, и неразрывно с ним связано.

Напряженностьэлектрического поля.

Отношение силы, действующейна помещенный в данную точку поля заряд,к этому заряду для каждой точки поля независит от заряда и может рассматриватьсякак характеристика поля.

Напряженностьполя равна отношению силы, с которойполе действует на точечный заряд, кэтому заряду.

Напряженность поляточечного заряда.

.

Модульнапряженности поля точечного зарядаqoна расстоянииrот него равен:

.

Еслив данной точке пространства различныезаряженные частицы создают электрическиеполя, напряженности которыхит. д., то результирующая напряженностьполя в этой точке равна:

СИЛОВЫЕ ЛИНИИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛ.

НАПРЯЖЕННОСТЬПОЛЯ ЗАРЯЖЕННОГО ШАРА

Электрическоеполе, напряженность которого одинаковаво всех точках пространства, называетсяоднородным.

Густотасиловых линий больше вблизи заряженныхтел, где напряженность поля также больше.

-напряженностьполя точечного заряда.

Внутрипроводящего шара (r> R)напряженность поля равна нулю.

ПРОВОДНИКИ ВЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ.

Впроводниках имеются заряженные частицы,способные перемещаться внутри проводникапод влиянием электрического поля. Зарядыэтих частиц называют свободнымизарядами.

Электростатическогополя внутри проводника нет. Весьстатический заряд проводника сосредоточенна его поверхности. Заряды в проводникемогут располагаться только на егоповерхности.

Источник: https://yato-tools.ru/raznoe-2/zakon-soxraneniya-zaryada-formula-zakon-soxraneniya-elektricheskogo-zaryada.html

Электризация тел: что это такое, условия возникновения, применение на практике

Явления, связанные с электричеством, довольно распространены в природе. Одним из самых наблюдаемых явлений является электризация тел. Так или иначе с электризацией приходилось сталкиваться каждому человеку. Иногда мы не замечаем статического электричества вокруг нас, а иногда его проявление ярко выражено и довольно ощутимо.

Например, владельцы автотранспорта, при определённых стечениях обстоятельств, замечали, как их машина вдруг начинала «бить током». Обычно это происходит при выходе из салона автомобиля. Ночью даже можно заметить искрение между кузовом и рукой, прикасающейся к нему. Объясняется это электризацией, о которой поговорим в данной статье.

Определение

В физике электризацией называют процесс, при котором происходит перераспределения зарядов, на поверхностях разнородных тел. При этом на телах скапливаются заряженные частицы противоположных знаков. Наэлектризованные тела могут передавать часть накопленных заряженных частиц другим предметам или окружающей среде, контактирующей с ними.

Заряженное тело передаёт заряды при непосредственном контакте с ним нейтральных или противоположно заряженных предметов, либо через проводник. По мере перераспределения взаимодействие электрических зарядов уравновешивается, и процесс перетекания прекращается.

Важно помнить, что при электризации тел новые электрические частицы не возникают, а лишь перераспределяются уже существующие. При электризации действует закон сохранения заряда, согласно которому алгебраическая сумма отрицательных и положительных зарядов всегда равна нулю. Другими словами – количество отрицательных зарядов переданных другому телу при электризации равняется количеству оставшихся заряженных протонов противоположного знака.

Известно, что носителем элементарного отрицательного заряда является электрон. Протоны же обладают положительными знаками, но эти частицы прочно связаны ядерными силами и не могут свободно перемещаться при электризации (за исключением кратковременного высвобождения протонов в процессе разрушения атомных ядер, например, в различных ускорителях). В целом атом, обычно, электрически нейтрален. Его нейтральность может нарушить электризация.

Однако, отдельные электроны из облака, окружающего многопротонные ядра, могут покидать свои отдалённые орбиты и свободно перемещаться между атомов. В таких случаях образуются ионы (иногда называемые дырками), имеющие положительные заряды. См. схему на рис. 1.

Рис. 1. Два рода зарядов

В твёрдых телах ионы связаны атомными силами и, в отличие от электронов, не могут изменить своё расположение. Поэтому только электроны являются переносчиками заряда в твёрдых телах. Для наглядности мы будем считать ионы просто заряженными частицами (абстрактными точечными зарядами), которые ведут себя так же, как и частицы с противоположным знаком – электроны.

Рис. 2. Модель атома

Физические тела в естественных условиях электрически нейтральные. Это значит, что их взаимодействия уравновешены, то есть, количество ионов заряженных положительно равно количеству отрицательно заряженных частиц. Однако, электризация тела нарушает это равновесие. В таких случаях электризация является причиной изменения баланса кулоновских сил.

Условия возникновения электризации тел

Прежде чем перейти к определению условий электризации тел, заострим ваше внимание на взаимодействии точечных зарядов. На рисунке 3 изображена схема такого взаимодействия.

Рис. 3. Взаимодействие заряженных частиц

На рисунке видно, что одноимённые точечные заряды отталкиваются, тогда как разноимённые – притягиваются. В 1785 г. силы этих взаимодействий исследовал французский физик О. Кулон. Знаменитый закон Кулона гласит: два неподвижных точечных заряда q1 и q2, расстояние между которыми равно r, действуют друг на друга с силой:

F = (k*q1*q2)/r2

Коэффициент k зависит от выбора системы измерений и свойств среды.

Исходя из того, что на точечные заряды действуют кулоновские силы, имеющие обратно пропорциональную зависимость от квадрата расстояния между ними, проявление этих сил может наблюдаться только на очень небольших расстояниях. Практически, эти взаимодействия проявляются на уровне атомных измерений.

Таким образом, для того чтобы электризация тела произошла, необходимо максимально приблизить его к другому заряженному телу, то есть, прикоснуться к нему. Тогда под действием кулоновских сил часть заряженных частиц переместится на поверхность заряжаемого предмета.

Строго говоря, при электризации перемещаются только электроны, которые распределяются по поверхности заряжаемого тела. Избыток электронов образует определённый отрицательный заряд. Создание положительного заряда на поверхности реципиента, электроны с которого перетекли на заряжаемый объект, возложено на ионы. При этом модули величин зарядов на каждой из поверхностей равны, но знаки их противоположны.

Электризация нейтральных тел из разнородных веществ возможна только в том случае, если у одного из них электронные связи с ядром очень слабые, а у другого, наоборот – очень сильные.

На практике это означает, что в веществах, у которых электроны вращаются на удалённых орбитах, часть электронов теряют свои связи с ядрами и слабо взаимодействуют с атомами.

Поэтому, при электризации (тесном контакте с веществами), у которых проявляются более сильные электронные связи с ядрами, происходит перетекание свободных электронов. Таким образом, наличие слабых и сильных электронных связей является главным условием электризации тел.

Поскольку в кислотных и щелочных электролитах могут перемещаться и ионы, то электризация жидкости возможна путём перераспределения собственных ионов, как это имеет место при электролизе.

Способы электризации тел

Существует несколько способов электризации, которыеусловно можно разделить на две группы:

1. Механическое воздействие:
   • электризация соприкосновением;
   • электризация трением;
   • электризация при ударе.
2. Влияние внешних сил:
   • электрическое поле;
   • воздействие света (фотоэффект);
   • влияние тепла (термопары);
   • химические реакции;
   • давление (пьезоэффект).

Рис. 4. Способы электризации

Наиболее распространённым способом электризации тел в природе является трение. Чаще всего происходит трение воздуха при контакте его с твёрдыми или жидкими веществами. В частности, в результате такой электризации происходят грозовые разряды.

Электризация трением нам известна ещё со школьной скамьи. Мы могли наблюдать наэлектризованные трением небольшие  эбонитовые палочки. Отрицательный заряд потёртых об шерсть палочек определяется избытком электронов. Шерстяная ткань при этом заряжается положительным электричеством.

Подобный опыт можно провести со стеклянными палочками, но натирать их необходимо шёлком или синтетическими тканями. При этом,  в результате трения стеклянные наэлектризованные палочки заряжаются положительно, а ткань – отрицательно. В остальном между стеклянным электричеством и зарядом эбонита  различий нет.

Чтобы наэлектризовать проводник (например, металлический стержень), необходимо:

1. Изолировать металлический предмет.
2. Прикоснуться к нему положительно заряженным телом, например стеклянной палочкой.
3. Отвести часть заряда на землю (кратковременно заземлить один конец стержня).
4. Убрать заряженную палочку.

При этом заряд на стержне равномерно распределится по его поверхности. Если металлический предмет неправильной формы, заряды распределятся неравномерно – концентрация электронов будет больше на выпуклостях и меньше на впадинах. При разделении тел происходит перераспределение заряженных частиц.

Свойства наэлектризованных тел

• Притягивание (отталкивание) мелких предметов – признак наэлектризованности. Два тела, заряженных одноимённо, противодействуют (отталкиваются), а разнознаковые – притягиваются. На этом принципе основана работа электроскопа – прибора для измерения величины заряда (см. рис. 5).

Рис. 5. Электроскоп

• Избыток зарядовнарушает равновесие во взаимодействии элементарных частиц. Поэтому каждоезаряженное тело стремится избавиться от своего заряда. Часто такое избавлениесопровождается молниеносным разрядом.

Применение на практике

• очистка воздуха с помощью электростатических фильтров;
• электростатическая окраска металлических поверхностей;
• производство синтетического меха, путём притягивания наэлектризованного ворса к тканевой основе, и др.

Вредное воздействие:

• влияние статических разрядов на чувствительные электронные изделия;
• воспламенение паров ГСМ от разрядов статического электричества.

Способы борьбы: заземление ёмкостей с горючим, работа в антистатической одежде, заземление инструментов и т.п.

в дополнение темы

Источник: https://www.asutpp.ru/elektrizatsiya-tel.html

Презентация на тему: Электризация тел

Изображение слайда

Изображение для работы со слайдом

3

Слайд 3: Опыт

Проделайте этот опыт самосто-ятельно.Опишите, что вы видите.Сделайте вывод.Что называют электризацией тел?

Изображение слайда

4

Слайд 4

Изображение слайда

Изображение для работы со слайдом

5

Слайд 5: Взаимодействие наэлектризованных тел

Опишите, что вы видите.Сделайте вывод.Как взаимодействуют наэлектри-зованные тела?В каком случае происходит оттал-кивание, а в каком притяжение?

Изображение слайда

6

Слайд 6: Два рода зарядов

Изображение слайда

Изображение для работы со слайдом

7

Слайд 7: Проявление и применение электризации

Почему тщательно про-тертая сухой тряпкой поверхность очень ско-ро снова покрывается пылью?

Изображение слайда

Реклама. Продолжение ниже

8

Слайд 8: Проявление и применение электризации

2. Почему иногда вас «бьёт» током, когда вы снимаете или надеваете шерстяную вещь?

Изображение слайда

9

Слайд 9: Проявление и применение электризации

3. Почему к автомобиль-ной  цистерне с бензином часто прикрепляют ме-таллическую цепь, кото-рая касается дороги?

Изображение слайда

10

Слайд 10: Проявление и применение электризации

4. Чтобы очистить выходящий из трубы промышленный газ от частиц дыма в центре трубы располагают заряженную прово-локу, а внутреннюю стенку трубы заряжают зарядом другого зна-ка. Как происходит очистка?

Изображение слайда

11

Слайд 11: Проявление и применение электризации

5. Корпус автомобиля заряжают положительно, а частички краски отрица-тельно. Происходит вза-имодействие и равномер-ная окраска.

Изображение слайда

12

Слайд 12: Вопросы

Как в описанном выше примере взаимодействуют капли краски, вылетающие из пульверизатора?Как взаимодействуют капли краски с корпусом автомобиля?

Изображение слайда

13

Слайд 13: Проявление и применение электризации

6. При трении о воздух электризуется самолёт. Если сразу подвести трап, может произойти сильный разряд. Возможен пожар. Как этого избежать?

Изображение слайда

14

Слайд 14: Проявление и применение электризации

7. На целлюлозно-бумажных комбинатах часто обрываются быстродвигающиеся бумажные ленты.В текстильной промышленности элек-тризация волокон мешает работе ткацких станков. Заряженную ткань трудно кроить. Она сильно загрязняется пылью. Объясните эти явления.

Изображение слайда

Реклама. Продолжение ниже

15

Слайд 15: Проявление и применение электризации

8. Электрокопчение. Рыбу зарядили положительно, дым отрицательно. Копче-ние происходит за нес-колько минут. Объясните почему?

Изображение слайда

16

Слайд 16: А не вредят ли нам, электризованные тела?

Отрицательные частицы воздуха благоприятно влияют на наш организм: они создают хорошее самочувствие и настроение и являются профилактикой про-студных и сердечно сосудистых заболеваний. Воздух в горах, в сосновом лесу или у водопада насыщен отрицательными час-тицами.

Изображение слайда

17

Слайд 17: А не вредят ли нам, электризованные тела?

Если человек устал или болен, на нем накапливается положи-тельный заряд и вызывает плохое самочувствие. Коты и кошки помогают снять положительный заряд, т.к. их шерсть заряжена отрицательно.

Изображение слайда

18

Последний слайд презентации: Электризация тел

Изображение слайда

Изображение для работы со слайдом

Источник: https://slide-share.ru/ehlektrizaciya-tel-297501

Закон сохранения электрических зарядов

Многие физические явления, наблюдаемые в природе и окружающей нас жизни, не могут быть объяснены только на основе законов механики, молекулярно-кинетической теории и термодинамики. В этих явлениях проявляются силы, действующие между телами на расстоянии, причем эти силы не зависят от масс взаимодействующих тел и, следовательно, не являются гравитационными. Эти силы называют электромагнитными силами.

Закон сохранения электрического заряда

В обычных условиях микроскопические тела являются электрически нейтральными, потому что положительно и отрицательно заряженные частицы, которые образуют атомы, связаны друг с другом электрическими силами и образуют нейтральные системы. Если электрическая нейтральность тела нарушена, то такое тело называется наэлектризованное тело. Для электризации тела необходимо, чтобы на нём был создан избыток или недостаток электронов или ионов одного знака.

Способы электризации тел, которые представляют собой взаимодействие заряженных тел, могут быть следующими:

1. Электризация тел при соприкосновении. В этом случае при тесном контакте небольшая часть электронов переходит с одного вещества, у которого связь с электроном относительно слаба, на другое вещество.
2. Электризация тел при трении. При этом увеличивается площадь соприкосновения тел, что приводит к усилению электризации.
3. Влияние. В основе влияния лежит явление электростатической индукции, то есть наведение электрического заряда в веществе, помещённом в постоянное электрическое поле.
4. Электризация тел под действием света. В основе этого лежит фотоэлектрический эффект, или фотоэффект, когда под действием света из проводника могут вылетать электроны в окружающее пространство, в результате чего проводник заряжается.

Многочисленные опыты показывают, что когда имеет место электризация тела, то на телах возникают электрические заряды, равные по модулю и противоположные по знаку.

Отрицательный заряд тела обусловлен избытком электронов на теле по сравнению с протонами, а положительный заряд обусловлен недостатком электронов.

Когда происходит электризация тела, то есть когда отрицательный заряд частично отделяется от связанного с ним положительного заряда, выполняется закон сохранения электрического заряда. Закон сохранения заряда справедлив для замкнутой системы, в которую не входят извне и из которой не выходят наружу заряженные частицы.

Закон сохранения электрического заряда формулируется следующим образом:

В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остаётся неизменной:

q1 + q2 + q3 + + qn = const

где
q1, q2 и т.д. – заряды частиц.

Определения

Элементарные частицы могут иметь эл. заряд, тогда они называются заряженными;

Элементарные частицы — взаимодействуют друг с другом с силами, которые зависят от расстояния между частицами, но превышают во много раз силы взаимного тяготения (это взаимодействие называется электромагнитным).

Электрический заряд — физическая величина, определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий.

Существует 2 знака эл.зарядов:

• положительный
• отрицательный

Частицы с одноименными зарядами отталкиваются, с разноименными — притягиваются. Протон имеет положительный заряд, электрон — отрицательный, нейтрон — электрически нейтрален.

Элементарный заряд — минимальный заряд, разделить который невозможно.

Чем объяснить наличие электромагнитных сил в природе? — в состав всех тел входят заряженные частицы.

В обычном состоянии тела электрически нейтральны (т.к. атом нейтрален), и электромагнитные силы не проявляются.

Тело заряжено, если имеет избыток зарядов какого-либо знака:

• отрицательно заряжено — если избыток электронов;
• положительно заряжено — если недостаток электронов.

Электризация тел — это один из способов получения заряженных тел, например, соприкосновением).

При этом оба тела заряжаются , причем заряды противоположны по знаку, но равны по модулю.

Взаимодействие электрически заряженных тел

Взаимодействие тел, имеющих заряды одинакового или разного знака, можно продемонстрировать на следующих опытах. Наэлектризуем эбонитовую палочку трением о мех и прикоснёмся ею к металлической гильзе, подвешенной на шёлковой нити.

На гильзе и эбонитовой палочке распределяются заряды одного знака (отрицательные заряды). Приближая заряженную отрицательно эбонитовую палочку к заряженной гильзе, можно увидеть, что гильза будет отталкиваться от палочки (рис. 1.1).

Если теперь поднести к заряженной гильзе стеклянную палочку, потёртую о шёлк (положительно заряженную), то гильза будет к ней притягиваться (рис. 1.2).

Закон сохранения электрического заряда на практике

Возьмём два одинаковых электрометра и один из них зарядим (рис. 2.1). Его заряд соответствует 6 делениям шкалы.

Если соединить эти электрометры стеклянной палочкой, то никаких изменений не произойдёт. Это подтверждает тот факт, что стекло является диэлектриком. Если же для соединения электрометров использовать металлический стержень А (рис. 2.

2), держа его за не проводящую электричество ручку В, то можно заметить, что первоначальный заряд разделится на две равные части: половина заряда перейдёт с первого шара на второй. Теперь заряд каждого электрометра соответствует 3 делениям шкалы.

Таким образом, первоначальный заряд не изменился, он только разделился на две части.

Если заряд передать от заряженного тела к незаряженному телу такого же размера, то заряд разделится пополам между двумя этими телами. Но если второе, незаряженное тело, будет больше, чем первое, то на второе перейдёт больше половины заряда. Чем больше тело, которому передают заряд, тем большая часть заряда на него перейдёт.

Но общая сумма заряда при этом не изменится. Таким образом, можно утверждать, что заряд сохраняется. Т.е. выполняется закон сохранения электрического заряда.

Электрические заряды не существуют сами по себе, а являются внутренними свойствами элементарных частиц – электронов, протонов и др.

       Опытным путем в 1914 г. американский физик Р. Милликен показал что электрический заряд дискретен. Заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда e = 1.6 × 10-19 Кл.

В реакции образования электронно-позитронной пары действует закон сохранения заряда.

qэлектрона + qпозитрона = 0.

Позитрон — элементарная частица, имеющая массу, приблизительно равную массе электрона; заряд позитрона положительный и равен заряду электрона.

На основании закона сохранения электрического заряда объясняется электризация макроскопических тел.

Как известно, все тела состоят из атомов, в состав которых входят электроны и протоны. Количество электронов и протонов в составе незаряженного тела одинаковое. Поэтому такое тело не проявляет электрического действия на другие тела. Если же два тела находятся в тесном контакте (при натирании, сжатии, ударе и т.п.), то электроны, связанные с атомами значительно слабее, чем протоны, переходят с одного тела на другое.

Тело, на которое перешли электроны, будет иметь их избыток. Согласно закону сохранения электрический заряд этого тела будет равняться алгебраической сумме положительных зарядов всех протонов и зарядов всех электронов. Этот его заряд будет отрицательным и по значению равным сумме зарядов избыточных электронов.

У тела с излишком электронов отрицательный заряд.

Тело, утратившее электроны, будет иметь положительный заряд, модуль которого бу­дет равен сумме зарядов электронов, поте­рянных телом.

У тела, имеющего положитель­ный заряд, электронов мень­ше, чем протонов.

Электрический заряд не изме­няется при переходе тела в другую систему отсчета.

Законы сохраненияФормулы Физика Теория 8 класс Закон Динамика Механика

Источник: https://calcsbox.com/post/zakon-sohranenia-elektriceskih-zaradov.html