Transcript elektrosztatika

ELEKTROSZTATIKA
Ma igazán feltöltődhettek!
Elektrosztatikai alapismeretek
THALÉSZ: a
borostyánt (élektron)
megdörzsölve az a
könnyebb testeket
magához vonzza.
Hajhoz dörzsölt vonalzó
Kísérleti eszközök
• Ebonit rúd – gyapjú, műszál
• Üvegrúd - bőrdarab
Kísérletek
1. A bőrrel dörzsölt
üvegrúd és a
műszállal
dörzsölt
ebonitrúd az apró
papírdarabokat
(tollat) vonzza.
Kísérletek
2. A bőrrel dörzsölt
üvegrúd és a
műszállal dörzsölt
ebonitrúd a
keskeny sugárban
folyó vizet eltéríti.
Tapasztalat
Az azonos elektromos állapotú
tárgyak taszítják, a különbözőek
vonzzák egymást.
Elektromos állapotok
Kétféle létezik:
• Azok a testek pozitív töltésűek, amik
ugyanolyan elektromos állapotúak,
mint a megdörzsölt üveg.
• Azok a testek negatív töltésűek,
amik ugyanolyan elektromos
állapotúak, mint a megdörzsölt ebonit.
A töltés atomi szintű
magyarázata
• Atommag
Elektronfelhő
( N  N )
proton
neutron
elektron
Semleges atom:
elektronok száma=protonok száma
- pozitív töltés jele
- negatív töltés jele

F

F

F

F

F

F

F

F
vonzás
taszítás
Elektronokat a pozitív töltésű mag
elektrosztatikus ereje köti az atomhoz.
Legkönnyebben a külső héjon lévő
elektronok távolíthatók el.
Elektron
leadás
Elektron felhő
Elektron
felvétel
Atommag
N  N
N  N
Miért marad egyben az atom?

F

F
taszítás
Semleges atom: elektronok száma=protonok száma
Atommag:
-proton
-neutron
Rövid hatótávolságú
magerők tartják egyben a
magot.
Dörzsölés
• előtt
Ebonit rúd
• után
szőrme
Töltésmegmaradás törvénye
A környezetétől elszigetelt rendszerben
(zárt rendszerben)
az elektromos töltés mennyisége
állandó.
Kísérletek magyarázata
++
Ebonit rúd
Vonzás
++
+
+
++
Üveg rúd
Kísérletek magyarázata
Taszítás
Elektroszkóp
Lerajzolva
Kísérletek elektroszkóppal
Mi történik, ha
1. A megdörzsölt üvegvagy ebonit rudat
húzunk végig az
elektroszkóp tetején?
• A mutató kitér.
2. Ezután kézzel hozzáérünk a
tetejéhez?
• A mutató visszatér eredeti helyére.
3. A rúddal csak
közelítünk, de
nem érünk
hozzá?
• Amíg az
elektroszkóp
közelében van a rúd,
a mutató kitér, de
amint elvesszük
onnan, visszaáll.
+++
4. különböző elektromos állapotú
tárgyakat egymás után az
elektroszkóphoz érintünk?
• Ha a töltött elektroszkóphoz ellentétes
töltésű tárgyat érintünk, a mutató
kitérése csökken, vagy akár teljesen
visszaáll és újból kitér.
Elektromos megosztás
(Pozitívan és negatívan töltött testek létrehozása)
a)
Töltött rudat
közelítünk az
összeérő két
fémgömbhöz
.
b)
c)
A két
fémgömböt
szétválasztjuk
.
A töltött
rudat
eltávolítjuk.
Vezető anyagok
Pozitív töltésű atomok (ionok) kristályrácsából és
„szabad” elektrongázból áll. A töltéshordozók
szabadon elmozdulhatnak, az elektromos állapot a
vezető egészére szétterjed.
A fémek vezető anyagok. A Föld belseje is nagy
kiterjedésű vezető.
Fémrács
Fém alapállapotban semleges:
elektrongáz
-ion
-elektronok
N  N
• Az elektromos test a környezetében lévő
vezető anyagokon elektromos megosztást
idéz elő.
+
+
+ +
Elektromos test
Megosztott vezető
Szigetelők
A külső elektronok kötöttek az
atomtörzshöz.
Az ilyen anyag nem vezeti az áramot.
Az elektromos test hatására az elektronok a
maghoz képest csak kismértékben tudnak
elmozdulni. Ekkor az anyag polarizálódik.
+
Elektromos test
+
++
+
Megosztott vezető
Szigetelő anyagok például
•
•
•
•
•
Üveg
Bakelit
Ebonit
Tiszta víz
Levegő
Feltöltődés veszélyei
Például:
• Tűz- és robbanásveszélyes anyagok (Tilos a
fém benzines kanna)
• Gyógyszer gyártás- a finom por rátapad
mindenre
• Járművekről lógó lánc
Megoldás:
Földelés: egy testet fémes vezető útján
összekötjük a Föld nedves, vezető rétegével.