128 129

Elektrostatyka

llektrostatyka

|esl to dział fizyki zajmujący się oddziaływaniami i właściwościami ładunków elektrycznych w stanie spoczynku.

Istnieją dwa rodzaje ładunków elektrycznych: ładunki dodatnie i ładunki ujemne.

lednostką ładunku elektrycznego jest 1 C (kulomb).

1 C = 6,24 • 10¹⁸ ładunków elementarnych, gdzie ładunek elektronu o    1,602-10“¹⁹ C

Urządzeniem, które może gromadzić ładunek elektryczny, jest kondensator.

I leklryzowanie ciał

Zjawisko elektryzowania się ciał jest to gromadzenie przez dane ciało ładunku elektrycznego jednego znaku. Dwa ciała naelektryzowane jednoimiennie odpychają się, natomiast dwa ciała naelektryzowane różnoimiennie przyciągają się.

Elektryzowanie ciał może odbywać się na trzy sposoby:

-    przez pocieranie,

-    przez dotyk,

-    przez indukcję, czyli wpływ.

Zasada zachowania ładunku elektrycznego

leżeli układ ciał jest izolowany elektrycznie, to całkowity ładunek tych ciał, czyli suma ładunków dodatnich i ujemnych, jest stały.

Prawo Coulomba

I lwa naelektryzowane ciała odpychają się lub przyciągają z siłą wprost proporcjonalną do iloczynu ich ładunków (q₁ i q₂), a odwrotnie proporcjonalną do kwatłra-lu odległości (r) między tymi ciałami: kq,q,

I    ,    gdzie:    k - współczynnik propon jonalnośi i,

<| i, (|, ładunki elekltyi /ne, odległość międ/y l.nInni mul

Przykładowe zadania z rozwiązaniami

Umiejętności sprawdzane za pomocą zadań: odczytywanie informacji przedstawionych w formie rysunku, wykonywanie obliczeń w różnych sytuacjach praktycznych, stosowanie zintegrowanej wiedzy do objaśniania zjawisk przyrodniczych.

!■ Naelektryzowany balon stykamy z drugim, nienaładowanym balonem. Balony po zetknięciu odskakują od siebie. Jaki stąd wniosek?

Odpowiedź Balon naelektryzowany po zetknięciu z drugim balonem przekazuje mu i zęść swego ładunku. Teraz oba balony są naładowane ładunkami tego samego znaku. Balony odskakują od siebie, a więc ładunki tego samego znaku odpychają się.

Ili W jaki sposób sprawdzisz, że jakieś ciało jest naelektryzowane?

Odpowiedź Ciało należy zbliżyć do lekkich nienaładowanych przedmiotów (np. do drobnych kawałków papieru). Jeżeli ciało przyciąga te przedmioty, to znaczy, że jest na-Hektryzowane.

Uli Naelektryzowany balon przyciąga wąską strużkę wody. Jaki stąd wniosek? Odpowiedź Naelektryzowany balon przyciąga obojętną elektrycznie strużkę wody, ponieważ powoduje wewnątrz wody przesunięcie ładunków elektrycznych. Bliżej balonu znajdują się ładunki przyciągane, a dalej - ładunki odpychane przez balon, przeważa zatem siła przyciągania.

Albo:

Budowa cząsteczek wody jest taka, że w każdej cząsteczce ładunki dodatnie są przesunięte względem ujemnych.

Mówi się, że cząsteczka wody jest dipolem elektrycznym. Pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego wytworzonego przez balon cząsteczki-dipole wody ustawiają się (obracają) w ten sposób, że bliżej balonu znajdują się ładunki przyciągane, a dalej ładunki odpychane przez balon. Dlatego siła przyciągania przeważa.

IV* Wyjaśnij różnicę między przewodnikami a izolatorami.

Odpowiedź W przewodnikach znajdują się swobodne nośniki prądu (elektrony, jony), które mogą przemieszczać się pod wpływem przyłożonego napięcia. W izolatorach takich swobndnyi h nośników nie ma.

V* Na rysunku pr/rdslaw mm u Imir pola rlrklrnslatyeznegn układu dwóch ładunków o przeciwnych znak. u h MJl ¹¹ Nai .u| wrkiory sil d/ialających na ładunki I <|, (|,