Χαρτάκια κολλάνε σε χτένα

H χτένα αποκτά ηλεκτρικό φορτίο αφότου την τρίψουμε στα μαλλιά μας. Ηλεκτρίζεται με τριβή. Όταν την πλησιάσουμε στα χαρτάκια, η χτένα τα έλκει γιατί ηλεκτρίζονται με επαγωγή και έτσι τα χαρτάκια κολλάνε στη χτένα.

Για να αντιληθούμε καλύτερα το φαινόμενο και τον λόγο για τον οποίο τα χαρτάκια κολλάνε στη χτένα, πρέπει να γνωρίζουμε τι είναι το ηλεκτρικό φορτίο, η ηλέκτριση με τριβή και τι είναι η ηλέκτριση με επαγωγή. 

Το ηλεκτρικό φορτίο είναι μια ιδιότητα των πολύ μικρών σωματιδίων, όπως π.χ. του ηλεκτρονίου εξαιτίας της οποίας τα σωματίδια που έχουν αυτήν την ιδιότητα αλληλεπιδρούν, δηλαδή το ένα ασκεί δύναμη στο άλλο χωρίς να έρχονται σε επαφή μεταξύ τους. Την ύπαρξη των ηλεκτρικών φορτίων την καταλαβαίνουμε από τα αποτελέσματα του. Για παράδειγμα, στη συγκεκριμένη περίπτωση το αποτέλεσμα είναι ότι τα χαρτάκια κολλάνε στη χτένα.

 

Τι είναι η ηλέκτριση και γιατί εξαιτίας της  τα χαρτάκια κολλάνε στη χτένα;

Την ιδιότητα αυτή μπορεί να την αποκτήσουν για κάποιο χρονικό διάστημα και σώματα μεγαλύτερων διαστάσεων. Η διαδικασία που απαιτείται για να αποκτήσουν ηλεκτρικό φορτίο ονομάζεται ηλέκτριση. Υπάρχουν δύο τρόποι ηλέκτρισης, η ηλέκτριση με τριβή και η ηλέκτριση με επαγωγή.

Πριν τρίψεις μεταξύ τους δύο σώματα, είναι σίγουρο ότι αυτά δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο. Σκεφτείτε ότι στο εσωτερικό τους υπάρχουν άτομα που δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο για τους δύο παρακάτω λόγους.

α)To ηλεκτρικό φορτίο ενός ηλεκτρονίου είναι αντίθετο απο το φορτίο ενός πρωτονίου, δηλαδή ένα ηλεκτρόνιο μαζί με ένα πρωτόνιο έχουν συνολικό φορτίο ίσο με μηδέν. Πρέπει να θυμόμαστε ότι το πρωτόνιο έχει θετικό φορτίο ενώ το ηλεκτρόνιο έχει αρνητικό φορτίο.

β)Το  πλήθος των ηλεκτρονίων είναι ίσο με το πλήθος των πρωτονίων στο εσωτερικό του ατόμου.

 

Όταν τρίβεις την χτένα στα μαλλιά σου ή μια γυάλινη ράβδο σε μεταξωτό ύφασμα, τα εξωτερικά ηλεκτρόνια, δηλαδή τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται μακριά απο τον πυρήνα φεύγουν απο το ένα σώμα και πάνε στο άλλο. Πλέον δεν ισχύει η συνθήκη β και το κάθε σώμα έχει αποκτήσει ηλεκτρικό φορτίο. Το σώμα που δέχεται τα ηλεκτρόνια αποκτά αρνητικό φορτίο ενώ αυτό που τα αποβάλλει αποκτά θετικό φορτίο.

Όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό, για την ηλέκτριση με τριβή απαιτείται να έρθουν τα δύο σώματα που ηλεκτρίζονται σε επαφή μεταξύ τους. Αντίθετα στην ηλέκτριση με επαγωγή δεν απαιτείται να έρθουν σε επαφή τα σώματα μεταξύ τους. Η ηλέκτριση με επαγωγή είναι ηλέκτριση απο απόσταση. 

Όταν πλησιάζουμε την φορτισμένη πλέον χτένα κοντά στα χαρτάκια, η χτένα έλκει προς το μέρος της τα ηλεκτρόνια ή τα πρωτόνια(ανάλογα με το φορτίο που έχει αποκτήσει) που υπάρχουν στο εσωτερικό των χαρτιών και έτσι η περιοχή του χαρτιού που είναι στραμμένη προς την χτένα φορτίζεται και έλκεται απο την χτένα.

Παρακάτω φαίνεται η περίπτωση ηλέκτρισης με επαγωγή στο ηλεκτροσκόπιο. Αν πλησιάσουμε μία ράβδο φορτισμένη θετικά χωρίς να την ακουμπήσουμε στο δίσκο, αυτός φορτίζεται από επαγωγή αρνητικά και τα φύλλα θετικά, οπότε απωθούμενα αποκλίνουν.

Μπορείτε να αντιληφθείτε ακόμα καλύτερα το φαινόμενο της ηλέκτρισης με επαγωγή και τριβή στην παρακάτω προσομοίωση.

Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για την ηλέκτριση και αν κάνετε κλικ στην παρακάτω εικόνα.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *