+ Pokaż spis treści

Elektryzowanie ciał

Zasada zachowania ładunku


W obrębie ciała lub układu ciał,  odizolowanego od wpływu innych ciał, całkowity ładunek pozostaje stały. Oznacza to, że ciało lub układ ciał może zostać naelektryzowany tylko  poprzez wymianę ładunku z innym układem. 
Ładunku nie da się zatem wytworzyć, można jedynie spowodować jego przesunięcie w obrębie danego ciała lub przejście z jednego ciała do drugiego. Ruchomymi ładunkami są elektrony , i to one mogą się przemieszczać. Ciało , z którego część elektronów przejdzie do innego ciała będzie naelektryzowane dodatnio, a ciało do którego przeszły elektrony będzie naelektryzowane ujemnie.

Elektryzowanie ciał przez pocieranie


Podczas pocierania
 np. pałeczki ebonitowej suknem [wełną] na skutek wykonanej przy tym pracy część elektronów uzyskuje energię wystarczającą do "ucieczki" z wełny na ebonit.
Efektem tej czynności jest uzyskanie dwóch ciał naelektryzowanych różnoimiennie. Ebonit ma nadmiar elektronów ,jest więc naelektryzowany ujemnie, a wełna [sukno] ma niedobór elektronów, jest więc naelektryzowana dodatnio. Ładunki tak naelektryzowanych ciał mają takie same wartości bezwzględne [q+ +  q- = 0] .
 
Podczas pocierania np. szkła o jedwab, część elektronów  przechodzi ze szkła do jedwabiu i szkło elektryzuje się dodatnio a jedwab ujemnie.
 
Ten sposób elektryzowania stosuje się zwykle podczas elektryzowania izolatorów.

Elektryzowanie przez dotyk


Ciało elektrycznie obojętne [nie naelektryzowane] można naelektryzować poprzez chwilowe zetknięcie z ciałem naelektryzowanym.
 
Po dotknięciu elektrycznie obojętnej kulki A  dodatnio naelektryzowaną kulką B [mającą niedobór elektronów] , następuje przejście części elektronów z kulki A do kulki B i obie kulki stają się naelektryzowane dodatnio. Jeśli kulki są identyczne , to ich ładunki są jednakowe [q1=q2] .
 
Po dotknięciu elektrycznie obojętnej kulki A ujemnie naelektryzowaną kulką B [mającą nadmiar elektronów] , następuje przejście części elektronów z kulki B do kulki A i obie kulki stają się naelektryzowane ujemnie.
Ten sposób stosuje się , gdy chcemy naelektryzować przewodniki.

Elektryzowanie przez indukcję [wpływ]


Elektryzowaniem przez wpływ czyli indukcją elektrostatyczną nazywamy zjawisko przemieszczania się ładunku elektrycznego [elektronów, gdyż one mają większą swobodę w strukturze ciał] w obrębie danego ciała pod wpływem innego, naelektryzowanego ciała. 
 
Usunięcie ciała naelektryzowanego spowoduje , ciało elektryzowane wróci do stanu pierwotnego [nie będzie naelektryzowane].
Aby naelektryzować ciało [np. listki i kulkę elektroskopu] trwale, należy w obecności ciała naelektryzowanego umożliwić elektronom przejście do drugiego ciała [np. do ziemi] i "odciąć" im drogę powrotu.
 
W ten sposób ciało naelektryzowane ujemnie pomoże nam naelektryzować elektroskop ładunkiem dodatnim.
We wszystkich przypadkach elektryzowania mamy do czynienia z przesuwaniem ładunku, a nie z jego wytwarzaniem. Ładunku nie da się wytworzyć i ładunek nie może zniknąć.

Rozmieszczenie ładunku


Doświadczenia z elektryzowaniem ciał wykazały, że ładunek wprowadzony na przewodnik gromadzi się na jego powierzchni. Rozmieszczenie ładunku na powierzchni przewodnika jest równomierne , jeśli przewodnik ma kształt kuli. Na innych powierzchniach rozkład ładunku nie jest równomierny. Najwięcej ładunku gromadzi się na najbardziej zakrzywionych częściach przewodnika np. na ostrzach [wykorzystano to w piorunochronach].
W przypadku elektryzowania izolatora ładunek pozostanie na nim w miejscu elektryzowania.
 
Do opisania rozkładu ładunku używamy pojęcia gęstości powierzchniowej ładunku.
Gęstością powierzchniową ładunku nazywamy stosunek [iloraz] ładunku zgromadzonego na powierzchni do pola tej powierzchni :    , gdzie  oznacza gęstość powierzchniową ładunku , Q jest ładunkiem zgromadzonym na powierzchni , a  S  polem powierzchni.

Jednostką gęstości powierzchniowej ładunku jest kulomb na metr kwadratowy