Электрический ток

Электрическим током, называется упорядоченное движение заряженных частиц.
Как же можно создать такие условия, при которых все заряженные частицы начали бы двигаться в одном направлении.
Достаточно например заряженный электроскоп, соединить проводником с незаряженным, и
заряды будут перетекать с заряженного тела на незаряженная.
То есть начнется упорядоченное движение заряженных частиц.
Но как только заряды на шарах станут равными, ток прекратится.
В общем же случае, чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нем электрическое поле.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Электрический ток в быту

По способности передавать электрические заряды вещества также делятся на несколько классов: проводники, полупроводники и непроводники электричества.

Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному.

Хорошие проводники электричества — это металлы, почва, вода с растворёнными в ней солями, кислотами или щелочами, графит. Тело человека также проводит электричество. Это можно обнаружить на опыте. Дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Листочки тотчас опустятся. Заряд с электроскопа уходит по нашему телу через пол комнаты в землю.

Из металлов лучшие проводники электричества — серебро, медь, алюминий.

Непроводниками называют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному.

Непроводниками электричества, или диэлектриками, являются эбонит, янтарь, фарфор, резина, различные пластмассы, шёлк, капрон, масла, воздух (газы). Изготовленные из диэлектриков тела называют изоляторами (от итал. изоляро — уединять).

Перемещение электрических зарядов

Выясним, всегда ли электрические заряды могут перемещаться вдоль тела.
Для этого проделаем не сложный опыт.Зарядом электроскоп 1, рядом с ним поставим не заряженный электроскоп 2.
Соединим их металлической палочкой.
Мы сразу же увидим, что листочки у 1 электроскопа слегка опадут, зато у2 - разойдутся.
Это говорит о том, что часть заряда с первого электроскопа перешла на 2.
Теперь повторим опыт.
Соединив заряженный и не заряженный электроскопы эбонитовой или стеклянной палочкой.
Мы увидим что картина не изменится.
Листочки на электроскопы 1 не опадут,а на электроскоп 2 - не разойдутся.
Следовательно по такой палочки заряд не перемещается.
Вещества по которым электрические заряды могут перемещаться, принято называть проводниками.
Те же вещества по которым не могут перемещаться электрические заряды,называют диэлектриками.
Изготовленные из диэлектриков тела принято называть изоляторами.

Электростатическая индукция
Возьмем изолированный проводник, который состоит из двух отдельных частей - A и B, и сначала плотно их сомкнём.
Укрепим на проводнике легкие полоски бумаги.
Поскольку проводник не заряжен, полоски будут висеть вертикально.
Приблизим теперь к проводнику заряженный металлический шар c, но не будем им касаться проводника.
Листочки подвешены у концов проводника 1 и 4 разойдутся сильнее, чем листочки у середины 2 и 3.
Это говорит о том, что проводник зарядился.
Уберем заряженный шар.
Бумажки опять примут вертикальное положение.
Рассмотрим что произошло в проводнике, когда к нему поднесли заряженный шар.
Будем считать что шар заряжен положительно.
Если поднести к полоскам бумаги на проводнике наэлектризованную стеклянную палочку, вспомните что ее заряд положителен.
То можно убедиться, что листочки 1 к ней притянутся, а листочки 4 -
оттолкнуться.
Следовательно, заряд у левого конца проводника отрицательный, а у правого положительный.
Если же заряженный шар убрать, то все листочки опадут.
Проводник как был нейтральным так и остался.
Следовательно, произошло перераспределение зарядов в проводнике при помещении около него заряженного шарика.
Возникает вопрос, почему заряды перераспределились именно так как мы обнаружили?
Чтобы объяснить этот факт, достаточно вспомнить, что отрицательно заряженные электроны могут свободно перемещаться по
металлическому проводнику.
Притягиваясь к положительно заряженному шару, они сконцентрировались у левого
конца проводника.
Недостаток же электронов, то есть избыток положительных ионов, приведет к появлению на правом конце проводника положительного заряда.
Продолжим опыт.
В присутствии заряженного шара c разведем части металлического
проводника A и B.
В этом случае, совместившийся электроны, уже не могут вернуться назад после удаления заряженного шара.
Металлический проводник разделен воздушной прослойкой, а воздух - диэлектрик.
В итоге мы получили два разноименно заряженных тела.
При этом мы не касались их каким-либо третьем заряженным предметом.
Описанный способ электризации тел называют электризации через влияние или электростатической индукции.
Сами же подобные заряды, часто называют индуцированными.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Строение атома
Для того чтобы понять в чем состоит причина электрических явлений, необходимо рассмотреть строение вещества.
Мы знаем что вещество состоит из молекул и атомов.
Но нам не понятно какое строение имеет атом.
Почему он нейтрален, хотя в его состав, входит отрицательно заряженная частица электрон?
Большой вклад в изучение строения атома, внес английский физик Эрнест Резерфорд.
На основании проведенных опытов, он сделал вывод о том, что внутри любого атома, есть положительно заряженная
часть - атомное ядро.
Кроме того, в состав любого атома входит определенное число электронов, которые движутся вокруг ядра, по орбитам.
Ядро любого атома тоже образование сложные.
Оно состоит из положительно заряженных частиц, протонов и нейтральных, нейтронов.
Заряд протона равен по модулю заряду электрона.
Заряд ядра определяется числом протонов.
Поэтому в нейтральном атоме количество электронов равно количеству протонов в ядре.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Опыт с электроскопами

Зарядим электроскоп с помощью наэлектризованной эбонитовой палочке.
Листочки расходятся.
Соединим металлическим стержнем заряженный электроскоп с незаряженным.
Листочки 1 электроскопа немного опустились, а 2 разошлись.
Разъединяем электроскоп и разряжаем один из них.
Листочки опали фиксируя отсутствие заряда.
Снова соединим электроскопы.
Листочки показывают присутствие заряда на обоих электроскопах.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Тепловые двигатели - это устройства, которые совершают механическую работу за счет внутренней энергии топлива.
Любой тепловой двигатель состоит из рабочего тела, нагревателя и холодильника.
Рабочим телом обычно является газ или пар.
Холодильником может служить окружающая среда.
Рабочее тело получает энергию от нагревателя, затем совершает работу и отдает часть своей энергии холодильнику, возвращаясь в исходное состояние.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Ещё в глубокой древности люди заметили, что янтарь (окаменевшая смола хвойных деревьев), потёртый о шерсть, приобретает способность притягивать к себе различные тела: соломинки, пушинки, ворсинки меха и т. д.

В дальнейшем установили, что этим свойством обладают и другие вещества: стеклянная палочка, потёртая о шёлк, палочка из органического стекла, натёртая о бумагу, эбонит (каучук с большой примесью серы), потёртый о сукно или мех.

Так, если потереть стеклянную палочку о лист бумаги, а затем поднести её к мелко нарезанным листочкам бумаги, то они начнут притягиваться к стеклянной палочке.

Наблюдаемые явления в начале XVII в. были названы электрическими (от греч. электрон — янтарь). Стали говорить, что тело, получившее после натирания способность притягивать другие тела, наэлектризовано или что ему сообщён электрический заряд.

Измерение силы взаимодействия заряженных тел
За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Обнаружение электрического поля

Представьте себе, что вы не знаете, существует электрическое поле около металлического шара А или его нет.
Заряжен шар или нет, вы тоже не знаете.
Можно ли это как-либо выяснить.
Можно, и вы даже знаете как.
Если маленький незаряженный шарик из металлической фольги b, ни как не реагирует на большой - поле нет.
Если же он притянется, значит шар a заряжен и посредством электрического поля действует на шарик b.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Понятие напряженности электрического поля

Проделаем простой опыт характеризующий электрическое поле - его напряженность.
Возьмем простой прибор для обнаружения электрического поля, состоящие из проводника в форме шара и бумажных полосок из тонкой бумаги, закрепленных равномерно по всей поверхности.
Без подачи заряда полоски опущены вниз, при подаче заряда полоски выпрямляются и своей формы образуют шар, располагаясь от центра проводника по определенным линиям.
Если взять такой же прибор и зарядить его противоположным зарядом, то полоски на обоих приборах будут притягиваться.
Если же на обоих приборах установить одноименные заряды, то полоски будут отталкиваться.

Попробуем выяснить, не передается ли взаимодействие электрических зарядов через воздух.
Иначе говоря, не является ли воздух тем посредником, через который осуществляется взаимодействие зарядов.
Поместим заряженный электроскоп под колокола воздушного насоса.
Откачаем из-под колокола воздух.
Опыт показывает, что и в безвоздушном пространстве, листочки электроскопа по-прежнему
отталкиваются друг от друга.
И так, электрическое взаимодействие передается не через воздух.

Электроскоп
Электроскоп состоит из металлического стержня, к концу которого прикреплены две тонкие бумажные полоски.
Стержень с бумажными листочками, вставляется в металлическую оправу, застекленную с обеих сторон.
Чтобы стержень не касался оправы, его пропускают через пластмассовую пробку.
Если заряженным телом или палочкой дотронуться до стержни электроскопа, то бумажные листочки оттолкнуться друг от друга.
При этом чем более наэлектризована тело, тем на больший угол они разойдутся.
Значит по изменению угла, на которой расходятся листочки электроскопа, можно судить о степени наэлектризованности тело.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Поднесем положительно заряженную стеклянную палочку к нейтральному шарику.
Но касаться не будем.
Шарик отклониться от своего начального положения и притянется к палочке.
Этот нейтральный шарик притянется к палочке и в том случае, если к нему поднести, не дотрагиваясь, отрицательно заряженную эбонитовую палочку.
Если наэлектризованные палочки убрать, то шарик вернется в свое исходное положение.
С помощью электромотора можно убедиться, что шарик во время опыта оставался нейтральным.
Теперь повторим опыт.
Но в тот момент когда шарик притянется к палочке, на короткое время коснемся его пальцем.
Шарик при этом отклониться на еще больший угол и еще сильнее притянется к палочке.
Если воспользоваться электрометром, то его стрелка в этом случае покажет наличие заряда на шарике.

Определение заряда тела

Поднесём к подвешенный на нити стеклянной палочки кусочек шелка, о которой ее предварительно потёрли.
Палочка к нему притянется.
Это подтверждает наше предположение о том, что палочка и шелк, получили заряды противоположного знака.
Поскольку стеклянная палочка заряжено положительно, то можно сделать вывод, что шелк заряжен отрицательно.
Будем считать, что одного эксперимента недостаточно.
Он может дать случайный результат.
Проделаем другой опыт.
К отрицательно заряженной эбонитовой палочке, поднесем тот же кусочек шелка.
Палочка от него оттолкнётся.
Мы можем сделать тот же вывод.
Шелк заряжен отрицательно.
Таким образом в результате электризации в которой обязательно участвует два тела, происходит перераспределение зарядов.
При этом электризуются оба тела, приобретая заряды противоположных знаков.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Электрическое взаимодействие

Завяжем шарик наэлектризованной стеклянной палочкой.
Заряженный шарик отталкивается от стеклянной палочки.
Если к нему поднести наэлектризованную эбонитовую палочку, то шарик притянется.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Взаимодействие заряженных тел

Из металлической фольги, сделаем легкий небольшой шарик и подвесим его на шелковой нити.
Теперь дотронемся стеклянной палочкой потертой о бумагу до этого шарика.
Мы увидим как он оттолкнётся от палочки, отклониться на некоторый угол и останется в этом положении.
Тоже самое произойдет, если повторить опыт.
Но вместо стеклянной взять эбонитовую или пластмассовую палочку.
Потерять ее шерстью или кусочком меха и дотронуться до другого такого же шарика.
Если поднести теперь друг к другу два этих наэлектризованных шарика, то они сразу же притянутся.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Электризация тел

Явление при котором телам сообщаются электрические заряды, называют электризацией.
Если поставить на стеклянную пластинку чугунную гирю и побить ее несколько раз кусочком меха, то соединенный с гирей электроскоп зафиксирует наличие на ней заряда.
Заряженным окажется и кусочек меха, что можно установить коснувшись им другого электроскопа.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."

Два рода электрических зарядов

Если завидеть два шарика от одной палочки и сблизить их, то шарики оттолкнуться.
Если зарядить два шарика от разных наэлектризованных палочек и сблизить их, то шарики притянутся.
В природе существуют два рода электрических зарядов, имеющих противоположные знаки.
Положительные и отрицательные.

За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."