Разделение заряда

Физика > Разделение заряда

 

Узнайте, как происходит разделение электрических зарядов: какие силы вызывают разделение, создание молнии, что такое статическое электричество, причины.

Разделение заряда часто именуют статическим электричеством. Это пространство между частичками с противоположными зарядами.

Задача обучения

• Выяснить факторы, способные привести к разделению заряда.

Основные пункты

• Электроны лабильны (переносятся из атома в атом), поэтому может существовать разделение заряда.
• Способно возникать из-за трения, давления, тепла от других зарядов.
• Разделение заряда может достичь критического уровня, при котором происходит разряд (молния).

Термины

• Ядро – массивная, положительно заряженная центральная часть атома, представленная протонами и нейтронами.
• Разряд – высвобождение накопленного заряда.
• Статическое электричество – электрический заряд, созданный в изолированном теле (чаще всего из-за трения).

Материя представлена атомами, состоящими из отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных протонов. В обычном состоянии каждый атом обладает нейтральным зарядом – протоны и электроны равны по количеству и существуют без постоянного диполя. Из-за лабильности (могут переноситься из атома в атом) электронов существует статическое электричество.

Какая сила вызывает разделение зарядов? В химии разделение заряда происходит через перенос электрона от одного атома к другому при формировании ионной связи. В физике есть много случаев разделения, которые не описываются формальными химическими реакциями.

Например, представим, что вы трете воздушным шариком о волосы. Как только отодвинете его, волосы выпрямятся и потянутся за ним. Все дело в том, что электроны транспортируются из одного объекта в другой, заставляя одни приобретать положительный заряд, а другие отрицательный. Поэтому противоположные притягиваются. То же самое можно увидеть на фотографии с детской площадкой.

Из-за трения между волосами и пластиковой трубой девочка слева создала разделение заряда, а ее волосы стали притягиваться к материалу

Разделение заряда формируется не только трением, но и давлением, теплом и другими зарядами. Давление и теплота способны увеличить энергию материала и приводят к отрыву электронов от ядер. К примеру, близкий отрицательный заряд способен вытолкнуть электроны из ядра, вокруг которого привыкли вращаться. Иногда это явление достигает критической точки, и мы видим процесс разряжения, например, как в случае с молнией.