Rozdzial 9

O elektryczności
statycznej
1/28
Ładunki elektryczne
Istnieją dwa rodzaje ładunków ̶ dodatnie i ujemne.
Ładunki jednoimienne odpychają się, a różnoimienne
przyciągają.
2/28
Elektryzowanie przez tarcie
Jednym ze sposobów elektryzowania ciał jest ich
wzajemne pocieranie.
Polega ono na przejściu elektronów z jednego ciała do
drugiego. Ciało, które traci elektrony elektryzuje się
dodatnio (np. szkło), a to, które zyskuje – ujemnie
(np. PCW, ebonit).
Całkowity ładunek pocieranych o siebie ciał nie zmienia
się.
3/28
Ładunek elementarny
Jednostką ładunku jest 1 kulomb (1 C).
Ładunek ten odpowiada ładunkowi około
6,25 · 1018 elektronów.
4/28
Maszyna elektrostatyczna
Służy do wytwarzania ładunków dodatnich i ujemnych.
5/28
Elektryzowanie ciała przez dotyk
6/28
Elektryzowanie ciała przez dotyk
Drugim sposobem elektryzowania jest elektryzowanie ciała
obojętnego przez zetknięcie z ciałem naelektryzowanym.
Następuje wtedy przemieszczenie się części elektronów
z jednego ciała do drugiego.
W efekcie oba ciała są naelektryzowane ładunkiem tego
samego znaku.
7/28
Oddziaływanie elektrostatyczne
Wzajemne oddziaływanie ciał naelektryzowanych nazywamy
oddziaływaniem elektrostatycznym.
Siły występujące przy tym oddziaływaniu nazywamy siłami
elektrostatycznymi.
8/28
Oddziaływanie ciał naelektryzowanych
Wartość siły elektrostatycznej
rośnie, gdy odległość między
naelektryzowanymi ciałami
maleje.
9/28
Oddziaływanie ciał naelektryzowanych
Wartość siły elektrostatycznej rośnie ze wzrostem
wartości ładunków zgromadzonych na ciałach.
10/28
Model budowy wewnętrznej
metalu
Przewodnikami to ciała, które łatwo przewodzą ładunek
elektryczny.
11/28
Przewodniki
Przewodnikami są:
- metale,
- grafit,
- ciecze zwane elektrolitami (wodne roztwory kwasów, zasad
soli,
- zjonizowane gazy,
- ciała organizmów żywych
12/28
Przewodniki – nośniki ładunku
elektrycznego
Nośnikami ładunku elektrycznego w przewodnikach są:
- elektrony swobodne - w metalach i graficie,
- jony dodatnie i ujemne - w elektrolitach,
- jony dodatnie, ujemne i elektrony swobodne –
w zjonizowanych gazach.
13/28
Izolatory
Izolatory to ciała, w których nie ma nośników ładunku
elektrycznego.
Izolatorami są: tworzywa sztuczne, szkło, papier, guma,
porcelana, gips, sól kuchenna, itp.
14/28
Piorunochron i uziemienie
15/28
Elektryzowanie przewodnika
przez indukcję
Elektryzowanie przewodnika przez indukcję (przez wpływ)
polega na przemieszczeniu się w nim elektronów
swobodnych pod wpływem zbliżanego naelektryzowanego
ciała.
16/28
Polaryzowanie izolatora
Polaryzacja to rozsunięcie ładunków wewnątrz atomu.
Spolaryzowany atom nazywamy dipolem.
Zbliżanie naelektryzowanego ciała do izolatora powoduje
jego polaryzacje elektryczną.
17/28
Zasada zachowania ładunku
Zasada zachowania ładunku
W układzie ciał izolowanych elektrycznie od otoczenia
całkowity ładunek (suma ładunków dodatnich i ujemnych)
nie ulega zmianie.
Ładunek może jedynie przemieszczać się z jednego ciała
(lub jego części) do innego ciała (lub jego części)..
18/28
Pole elektryczne
Ciało naelektryzowane wytwarzające pole elektryczne
nazywamy źródłem pola.
Na każdy ładunek umieszczony w polu elektrycznym działa
siła elektryczna.
Zwrot linii sił pola elektrycznego jest zwrócony zawsze od
ładunku dodatniego do ładunku ujemnego.
19/28
Pole centralne
Pole centralne:
- ładunku dodatniego
- ładunku ujemnego
20/28
Pole jednorodne
Pole jednorodne:
21/28
Oddziaływania ładunków
jednoimiennych
22/28
Oddziaływania ładunków
różnoimiennych
23/28
Siła elektrostatyczna
Wartość siły elektrostatycznej jest tym większa, im:
- silniejsze jest pole, w którym umieszczono dany ładunek,
- większy jest ładunek, który umieszczono w danym polu.
Pole elektryczne posiada energię i może wykonać pracę,
wprawiając w ruch ładunki elektryczne.
24/28
Przesunięcie ładunku w polu
elektrostatycznym
A F
B
q
25/28
Napięcie elektryczne
Napięciem UAB między dwoma punktami A i B pola
elektrostatycznego nazywamy iloraz pracy WAB wykonanej
przez siły elektryczne podczas przenoszenia ładunku q z
punktu A do punktu B tego pola i wartości tego ładunku.
26/28
Napięcie elektryczne
Napięcie między dwoma punktami pola elektrostatycznego
informuje nas o tym, jaką pracę wykonują siły elektryczne
przy przenoszeniu ładunku jednostkowego (1 C) między
tymi punktami.
Jednostką napięcia jest wolt (V).
27/28
Napięcie elektryczne
Napięcie elektryczne między dwoma punktami pola
elektrostatycznego, które leżą na tej samej linii pola, zależy
od:
- odległości między tymi punktami,
- wielkości tego pola (jego „siły”).
28/28