Процессы электрификации: что это такое, виды, упражнения

Процессы электрификации явления, в которых электроны передаются из одного органа в другой из-за разницы в количестве электрические заряды существующее между двумя или более телами, или даже за счет получения энергии от трение между телами.

Существует три типа процессов электрификации: трение, контакт и индукция. Понимание того, как происходят эти процессы, через их определения, а также через выполнение упражнений, является фундаментальной частью изучения а такжелетростатики - одна из наиболее заметных областей физики среди физических предметов в Национальном экзамене для старших классов средней школы (Enem).

Смотрите также: Советы по изучению вопросов физики врага

Что такое электрификация?

Электрификация - это процесс превратить электрически нейтральное тело в электрически заряженное тело. Нейтральные тела - это те, у которых одинаковое количество протоны а также электроны, поскольку это субатомные частицы, наделенные электрическим зарядом.

Все процессы электрификации состоят из выводить или поставлять электроны телу

. Этого нельзя сказать о протонах, которые, поскольку они находятся в ловушке атомное ядро, не может переноситься от одного атома к другому. Таким образом, когда нейтральное тело получает электроны, его заряд становится отрицательным., наоборот, когда он теряет электроны, его заряд становится положительным.

Они существуют три различных формы электрификации: трением, контактом и индукцией. В этой статье мы подробно обсудим каждый из них, начиная с первого.

На рисунке шар был наэлектризован за счет трения, а затем притягивает к себе маленькие кусочки бумаги.

электризация трением

Электрификация трением происходит в основном когда два или более изолирующих тела трутся друг о друга. Процесс трения тел дает энергию электронам в этих материалах. Электроны из изоляционных материалов часто сильно притягиваются к ядрам собственных атомов, поэтому им требуется дополнительная энергия, чтобы перескакивать с одного тела на другое.

Во время электризации трением одно из тел теряет электроны, а другое приобретает электроны. Таким образом, в конце процесса два тела будут иметь нагрузки равного модуля, но противоположных знаков.

Не все тела будут наэлектризованы при трении, чтобы знать, какие пары материалов при трении становятся наэлектризованными, необходимо знать их электрическое сродство, поскольку есть материалы, которые склонны приобретать электроны, но есть и такие, которые «предпочитают» их терять. Это сродство эмпирически описывается таблицей, известной как трибоэлектрический ряд.

THE трибоэлектрический ряд разделяет различные материалы в зависимости от их склонности приобретать или терять электроны. в таблице|1| ниже, например, первыйматериалы, в верхней части находятся те, кто склонен приобретать грузыположительный при трении, то есть имеют тенденцию терятьэлектроны. Ты последние материалы, в свою очередь, те, которые имеют тенденцию поглощать электроны и, следовательно, представлять отрицательные обвинения после втирания проверьте:

Материал

Кожа рук человека (сухая и нежирная)

Стекло

Сухие и обезжиренные человеческие волосы

Акрил

Там

Бумага (сульфитная, салфетки, бумага для сушки рук и др.)

Надутый резиновый баллон

Пластик ПВХ, ПП, винил (соломка, полиэтиленовые пакеты, подкладки из ПВХ и др.)

Тефлон

Чтобы узнать, какие материалы совместимы, то есть какие будут электризоваться при трении, мы должны выберите наиболее удаленные друг от друга в таблице, например, последний и первый, по пример. Делая это, мы гарантируем, что один из элементов поглотит электроны, высвобождаемые другим элементом, с которым он трутся.

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)

Электрификация по контактам

Контактная электрификация состоит из привести в контакт два проводящих тела, при условии, что хотя бы одно из них предварительно нагружено. Этот тип электрификации чаще всего происходит между материалыпроводники, поскольку электроны в них свободны и, следовательно, наделены большая мобильность. Таким образом, им не требуется дополнительной энергии, чтобы заставить их перепрыгивать с одного тела на другое.

когда два идентичные проводящие органы и электрически заряженное прикосновение, электроны переходят от одного тела к другому, пока электрические заряды обоих не станут равными. Таким образом, если мы хотим знать, какой окончательный заряд между ними, нам просто нужно выполнить среднее арифметическое нагрузок:

Предыдущее уравнение действителен только для случая, когда два идентичных проводящих тела находятся в контакте, если в данном случае имел место одновременный контакт между n телами, следует учитывать количество тел, проверить:

Наконец, если тела из различных размеров, мы должны понимать, что движение электронов будет только до тех пор, пока существует разность потенциалов между ними, следовательно, прохождение электронов прекратится, когда электрический потенциал одинаков для каждого из них.

Рассмотрим две проводящие сферы A и B разного радиуса, обозначенные R_THE и R_B. На следующем рисунке мы показываем формула электрического потенциала каждой из этих сфер, затем мы сопоставляем их, чтобы получить формулу, которая позволяет нам вычислить электрический заряд в этих сферах после контакта между ними, смотреть:

Q_THE и Q_B - электрический заряд тел A и B

р_THE и R_B- лучи тел A и B

U_THE меня_B- электрический потенциал тел A и B

индукционная электрификация

Индукционная электрификация состоит из приблизить ранее заряженное тело, называемое индуктором, к электрически нейтральному проводящему телу, называемому индуцированным, так что наличие зарядов индуктора заставляет электроны индуцированного тела перемещаться внутри него, вызывая поляризация нагрузок.

THE поляризация зарядов это не что иное, как разделение положительных и отрицательных зарядов. В поляризованном состоянии индуцированное тело все еще остается нейтральным, поскольку оно имеет такое же количество протонов и электронов. Таким образом, чтобы это тело стало наэлектризованным, необходимо присутствие другого тела или даже средства, через которое могут течь электроны. Как правило, земля, который состоит из соединения индуцированного тела с землей с помощью проводящего провода.

После заземления электроны, присутствующие в корпусе якоря, могут течь к земле или от земли к корпусу якоря в зависимости от знака зарядов, присутствующих в корпусе индуктора.

В абстрактный, процесс индукционной электрификации проходит в следующие этапы:

• Шаг 1: Аппроксимация индуктора и якоря.
• Шаг 2: Поляризация якорных нагрузок за счет приближения индуктора.
• Шаг 3: Заземление якоря при наличии индуктора, чтобы электроны могли течь от земли или на землю.
• Шаг 4: Удаление грунта.
• Шаг 5: Зазор индуктора.

Узнать больше: Электромагнитная индукция - отвечает за возникновение электрических токов в проводящих материалах.

Упражнения по процессам электрификации

Вопрос 1) (IF-SP) В следующей таблице показаны трибоэлектрические серии:

Мех кролика
Стекло
Человеческая прическа
Слюда
Там
кошачья кожа
Шелк
Хлопок
Янтарь
Эбонит
Полиэстер
Полистирол
Пластиковый

Посредством этого ряда можно определить электрический заряд, приобретаемый каждым материалом при трении о другой. Пенополистирол при трении шерстью становится отрицательно заряженным.

Стекло при натирании шелком заряжается:

а) положительно, так как набирает протоны.

б) положительно, так как теряет электроны.

в) отрицательно, потому что он приобрел электроны.

г) отрицательно, так как потерял протоны.

д) с нулевым электрическим зарядом, так как стекло невозможно электрифицировать.

Обратная связь: Буква B

разрешение:

Поскольку стекло появляется раньше шелка в трибоэлектрическом ряду, оно имеет большую тенденцию к накоплению положительных электрических зарядов, чем шелк, поэтому правильной альтернативой является буква b.

Вопрос 2) (IF-SP) Молния - это электрический разряд высокой интенсивности, который связывает грозовые облака с атмосферой и землей. Типичная сила молнии составляет 30 000 ампер, что примерно в тысячу раз превышает силу электрического ливня, а лучи проходят расстояния порядка 5 км.

(www.inpe.br/webelat/homepage/menu/el.atm/perguntas.e.respostas.php. Дата обращения: 30.10.2012.)

Во время шторма положительно заряженное облако приближается к зданию с громоотводом, как показано на следующем рисунке:

Согласно заявлению, можно сказать, что при установлении электрического разряда в громоотводе,

а) протоны переходят из облака в громоотвод.

б) протоны переходят от молниеотвода к облаку.

в) электроны переходят из облака в громоотвод.

г) электроны переходят от молниеотвода к облаку.

д) электроны и протоны переходят от одного тела к другому.

Обратная связь Буква d

разрешение:

Поскольку облако заряжено положительными зарядами, оно вызывает движение электронов от земли, контактирующих с землей. громоотвод, в сторону облака, поскольку, как мы знаем, положительные заряды не проводятся, поэтому правильной альтернативой является буква D.

Вопрос 3) (Маккензи) Электрифицированная металлическая сфера с электрическим зарядом, равным -20,0 мкКл, находится в контакте с другой идентичной электрически нейтральной сферой. Затем шар прикладывают к другой такой же сфере, наэлектризованной электрическим зарядом, равным 50,0 мкКл. После этой процедуры сферы разделяются.

Электрический заряд, накопленный в сфере, в конце этого процесса равен:

а) 20,0 мкКл

б) 30,0 мкКл

в) 40,0 мкКл

г) 50,0 мкКл

д) 60,0 мкКл

Обратная связь: Буква А

Разрешение:

В заявлении говорится о двух процессах электрификации при контакте, в обоих участвуют два тела, поэтому мы проведем расчет заряда в конце каждого процесса, проверив:

Сложив и разделив электрические заряды на каждом из контактов, мы находим, что окончательный заряд должен составлять 20,0 мкКл, поэтому правильным ответом будет буква «а».

Оценки

|1| Таблица взята из: http://www.rc.unesp.br/showdefisica/99_Explor_Eletrizacao/paginas%20htmls/S%C3%A9rie%20Triboel%C3%A9trica.htm

Рафаэль Хеллерброк
Учитель физики