Электрический заряд
Электрический заряд является основным свойством электронов, протонов и других субатомных частиц. Электроны заряжены отрицательно, а протоны положительно. Вещи, которые отрицательно заряжены, и вещи, которые положительно заряжены, притягивают (притягивают) друг друга. Это заставляет электроны и протоны слипаться вместе и образовывать атомы. Вещи, имеющие один и тот же заряд, отталкивают друг друга (они отталкивают друг друга). Это называется законом зарядов. Он был открыт Шарлем-Августином де Кулоном. Закон, описывающий, как сильно заряды притягивают и отталкивают друг друга, называется "Закон Кулона".
Вещи, имеющие равное количество электронов и протонов, нейтральны. Вещи, имеющие больше электронов, чем протоны, заряжены отрицательно, в то время как вещи, имеющие меньше электронов, чем протоны, заряжены положительно. Вещи с одинаковым зарядом отталкивают друг друга. Вещи, имеющие разные заряды, притягивают друг друга. Если возможно, тот, у которого слишком много электронов, даст достаточно электронов, чтобы соответствовать количеству протонов в том, у которого слишком много протонов для своей нагрузки электронов. Если есть достаточно электронов, чтобы соответствовать дополнительным протонам, то эти две вещи больше не будут притягивать друг друга. Когда электроны перемещаются из места, где их слишком много, в место, где их слишком мало, это называется электрическим током.
Когда человек шаркает ногами по ковру, а затем касается дверной ручки из латуни, он может получить поражение электрическим током. Если имеется достаточное количество дополнительных электронов, то силы, с которой эти электроны отталкивают друг друга, может быть достаточно, чтобы заставить некоторые из электронов перепрыгнуть через зазор между человеком и дверной ручкой. Длина искры - это мера напряжения или "электрического давления". Количество электронов, которые перемещаются из одного места в другое за единицу времени, измеряется как сила тока или "скорость потока электронов".
Если человек получает положительный или отрицательный заряд, это может заставить его волосы встать, потому что заряды в каждом волосе отталкивают его от других.
Электрический заряд, ощущаемый при поражении электрическим током от дверной ручки или другого предмета, обычно составляет от 25 до 30 тысяч вольт. Однако электрический ток течет лишь ненадолго, поэтому протекание электронов через тело человека не причиняет физического вреда. С другой стороны, когда облака получают электрические заряды, они имеют еще более высокое напряжение и ток (количество электронов, которое будет течь в ударе молнии) может быть очень высоким. Это означает, что электроны могут прыгать из облака на землю (или из земли в облако). Если эти электроны проходят через человека, то электрический удар может сгореть или убить.
Исторический эксперимент
Следующий эксперимент описан ДжеймсомКлерком Максвеллом в его работе "Трактат об электричестве и магнетизме" (1873 г.). Обычно стекло и смола заряжены нейтрально. Однако, если их натереть вместе, а затем разделить, они смогут притягивать друг друга.
Если второй кусок стекла натереть вторым куском смолы, то будут видны следующие вещи:
- Два куска стекла отталкивают друг друга.
- Каждый кусок стекла притягивает каждый кусок смолы.
- Два куска смолы отталкивают друг друга.
Если заряженный и незаряженный объект собрать вместе, то притяжение будет очень слабым.
Говорят, что тела, способные таким образом притягивать или отталкивать вещи, "электрифицированы" или "заряжены электричеством". Когда два разных вещества натираются вместе, образуется электрический заряд, потому что одно из них будет давать электроны другому. Причина в том, что атомы в этих двух веществах имеют неодинаковую силу для притяжения электронов. Так что тот, который более способен притягивать электроны, возьмет электроны у того, который имеет меньшую притягательную силу. Если стекло натирается о что-то другое, оно может либо отдавать, либо брать электроны. То, что произойдет, зависит от того, что является другим.
Вещи, которые взяли электроны, называются "отрицательно заряженными", а вещи, которые отказались от электронов, называются "положительно заряженными". Нет никакой особой причины для этих названий. Это просто произвольная (случайный выбор) конвенция (соглашение).
Помимо того, что тело может быть электрифицировано трением, оно может быть электрифицировано и многими другими способами.
Связанные страницы
Вопросы и ответы
В: Что такое электрический заряд?
О: Электрический заряд - это основное свойство электронов, протонов и других субатомных частиц. Электроны заряжены отрицательно, а протоны - положительно. Вещи, имеющие одинаковый заряд, отталкивают друг друга (отталкиваются друг от друга).
В: Кто открыл закон заряда?
О: Закон заряда был открыт Шарлем-Огюстеном де Кулоном.
В: Что описывает закон Кулона?
О: Закон Кулона описывает, насколько сильно заряды притягиваются и отталкиваются друг от друга.
В: Чем нейтральные объекты отличаются от объектов с положительным или отрицательным зарядом?
О: Объекты, имеющие равное количество электронов и протонов, являются нейтральными, в то время как объекты, имеющие больше электронов, чем протонов, заряжены отрицательно, а объекты, имеющие меньше электронов, чем протонов, заряжены положительно.
В: Что происходит, когда два объекта с разными зарядами вступают в контакт?
О: Когда два объекта с разными зарядами вступают в контакт, они будут притягиваться друг к другу - если возможно, тот, у которого слишком много электронов, отдаст достаточно электронов, чтобы количество протонов в том, у которого слишком много протонов, соответствовало количеству электронов в нем. Если электронов достаточно, чтобы соответствовать лишним протонам, то эти две вещи больше не будут притягиваться друг к другу.
В: Как образуется электрический ток?
О: Когда электроны перемещаются из места, где их слишком много, в место, где их слишком мало, это называется электрическим током.
В: Почему электрические разряды могут быть опасны в одних случаях, но не в других?
О: Напряжение электрического тока, ощущаемое при ударе о дверную ручку или другой предмет, обычно составляет от 25 до 30 тысяч вольт; однако, поскольку электрический ток протекает лишь кратковременно, он не причиняет физического вреда. С другой стороны, когда облака набирают электрический заряд, они имеют еще более высокое напряжение, а сила тока (количество электронов, которое протекает при ударе молнии) может быть очень высокой - это означает, что если эти высоковольтные/высокоамперные электроны пройдут через человека, они могут обжечь или убить его.
