 |
Приборы для измерения и обнаружения электрического заряда.
|
|
|
|
Урок 18. Электростатика. Свойства электрических зарядов. Приборы для измерения электрического заряда.
Электростатика изучает неподвижные заряды.
Электризация – процесс, в результате которого тело приобретает электрический заряд.
Электрический заряд q (Кл) - количественная мера взаимодействия заряженных тел является. Заряд скалярная величина.
Основные свойства электрических зарядов:
· Двойственность.
· Сохранение
· Квантование
· Аддитивность
· Инвариантность к разным системам отсчета.
Отметим, что способностью к электризации при натирании друг об друга обладают разные вещества. Например, эбонит электризуется при трении о мех, а стекло при трении о шелк. Электрический заряд, который получает стеклянная палочка при трении о шелк называют положительным. Электрический заряд, который получает эбонитовая палочка при трении о мех называют отрицательным.
Двойственность электрических зарядов состоит в том, что в природе существуют заряды двух знаков: положительные и отрицательные.
Чтобы дать объяснение электрическим явлениям необходимо рассмотреть строение атома.
Наименьшая частица вещества – атом состоит из отрицательно заряженной электронной оболочки и положительно заряженного ядра, которое в свою очередь, состоит из протонов и нейтронов. Число отрицательно заряженных электронов в электронной оболочке равно числу положительно заряженных протонов в ядре атома, поэтому атом электрически нейтрален.
Если атом лишится части электронов, то превратиться в положительно заряженный ион, а если к нему добавятся лишние электроны – то в отрицательный ион.
Замечание: В процессе электризации от одного тела к другому переходить могут только электроны! Протоны не могут.
|
|
|
Заряд электрона e равен по модулю заряду протона и называется элементарным зарядом.
Замечание: Заряженные тела притягивают к себе нейтральные тела и тела с противоположным знаком. Отталкивание наблюдается только между одноименно заряженными телами.
Закон сохранения зарядов
Общий заряд замкнутой системы сохраняется при всех изменениях внутри системы.
Квантование зарядов состоит в том, что любой заряд 
содержит в себе целое число 
элементарных зарядов 
:
Аддитивность зарядов состоит в том, что заряд системы тел равен алгебраической сумме зарядов, составляющих эту систему.
Инвариантность зарядов к разным системам отсчета состоит в том, что заряд тела не зависит от скорости его движения.
Свободные заряды – это заряды способные перемещаться по всему заряженному телу под действием электрического поля.
Связанные заряды – это заряды, которые могут лишь смещаться внутри молекулы или атома, но не способны перемещаться по всему телу под действием электрического поля.
Приборы для измерения и обнаружения электрического заряда.
Электроскоп – это прибор для обнаружения электрических зарядов. Электроскоп состоит из металлического стержня, к которому подвешены две полоски бумаги или алюминиевой фольги. Стержень укреплен при помощи эбонитовой пробки внутри металлического корпуса цилиндрической формы, закрытого стеклянными крышками.
Устройство электроскопа основано на явлении электрического отталкивания заряженных тел. При соприкосновении заряженного тела, например, натертой стеклянной палочки, со стержнем электроскопа электрические заряды распределяются по стержню и листочкам. Так как одноименно заряженные тела отталкиваются, то под действием силы отталкивания листочки электроскопа разойдутся на некоторый угол. Причем чем больше величина заряда электроскопа, тем больше сила отталкивания листочков и тем на больший угол они разойдутся. Следовательно, по углу расхождения листочков электроскопа можно судить о 
величине заряда, находящегося на электроскопе.
|
|
|
Если к заряженному электроскопу поднести тело, заряженное противоположным знаком, например, отрицательно, то угол между его листочками начнет уменьшаться. Следовательно, электроскоп позволяет определить знак заряда наэлектризованного тела.
Для обнаружения и измерения электрических зарядов применяется также электрометр. Его принцип действия существенно не отличается от электроскопа. Основной частью электрометра является легкая алюминиевая стрелка, которая может вращаться вокруг вертикальной оси. По углу отклонения стрелки электрометра можно судить о величине заряда, переданного стержню электрометра.
Проградуированным прибором можно определять значения электрического заряда.
|
|
|
