Elektrifikasyon süreçleri olduğu fenomenlerdir elektronlar miktarındaki farklılık nedeniyle bir vücuttan diğerine aktarılır. elektrik ücretleri iki veya daha fazla cisim arasında veya hatta enerjinin elde edilmesiyle var olan sürtünme bedenler arasında.
Üç tür elektrifikasyon işlemi vardır, bunlar: sürtünme, temas ve indüksiyon. Bu süreçlerin, tanımları ve egzersizlerin performansı yoluyla nasıl meydana geldiğini anlamak, çalışmanın temel bir parçasıdır. veletrostatik — Ulusal Lise Sınavında (Enem) fizik içerikleri arasında fiziğin en öne çıkan alanlarından biri.
Ayrıca bakınız: Enem'in fizik soruları için ne çalışılacağına dair ipuçları
elektrifikasyon nedir?
Elektrifikasyon sürecidir elektriksel olarak nötr bir cismi elektrik yüklü bir cisme dönüştürür. Nötr cisimler, aynı miktarda olanlardır. protonlar ve elektronlar, çünkü bunlar elektrik yüküne sahip atom altı parçacıklardır.
Tüm elektrifikasyon süreçleri aşağıdakilerden oluşur: bir vücuda elektron çekmek veya vermek. Aynı şey, protonlar için söylenemez, çünkü bunlar protonlar içinde sıkışıp kalırlar.
atom çekirdeği, bir atom ile diğeri arasında taşınamaz. Böylece, nötr bir cisim elektron aldığında, yükü negatif olur., tersine, elektron kaybettiğinde yükü pozitif olur.onlar var üç farklı elektrifikasyon şekli: sürtünme, temas ve indüksiyon yoluyla. Bu yazıda, ilkinden başlayarak her birini ayrıntılı olarak tartışacağız.
sürtünmeli elektriklenme
Sürtünme ile elektriklenme esas olarak iki veya daha fazla yalıtkan cisim birbirine sürtüldüğünde. Vücutları ovalama işlemi, bu malzemelerdeki elektronlara enerji verir. Yalıtkan malzemelerden gelen elektronlar genellikle kendi atomlarının çekirdeğine güçlü bir şekilde çekilir, bu nedenle bir cisimden diğerine atlamak için ekstra enerjiye ihtiyaç duyarlar.
Sürtünmeli elektrifikasyon sırasında cisimlerden biri elektron kaybederken diğeri elektron kazanır. Bu şekilde süreç sonunda iki ceset eşit modüllü ancak zıt işaretli yükler.
Tüm cisimler ovuşturulduğunda elektriklenmez, hangi madde çiftlerinin ovuşturulduğunda elektriklendiğini bilmek için elektriklenmelerini bilmek gerekir. elektriksel afinite, çünkü elektron kazanmaya meyilli malzemeler var, ancak onları kaybetmeyi “tercih edenler” de var. Bu afinite ampirik olarak bilinen bir tablo ile tanımlanır. triboelektrik serisi.
bu triboelektrik serisi farklı malzemeleri elektron kazanma veya kaybetme eğilimlerine göre ayırır. masada|1| aşağıda, örneğin, ilkmalzemeler, en üstte, elde etme eğiliminde olanlar yüklerpozitif ovulduğunda, yani kaybetmekelektronlar. Sen en yeni malzemeler, sırayla, elektronları emme ve dolayısıyla sunma eğiliminde olanlardır. negatif masraflar ovuşturulduktan sonra şunları kontrol edin:
Malzeme |
İnsan eli derisi (kuru ve yağsız) |
Bardak |
Kuru ve yağsız insan saçı |
Akrilik |
Orada |
Kağıt (sülfit, peçete, elleri kurutmak için kullanılan kağıt vb.) |
Şişirilmiş balon kauçuk |
Plastik PVC, PP, vinil (saman, plastik poşetler, pvc astarlar vb.) |
teflon |
Hangi malzemelerin uyumlu olduğunu, yani ovulduğunda hangilerinin elektrikleneceğini bilmek için, son ve ilk gibi tablodaki birbirinden en uzak olanları seçin. misal. Bunu yaparak, elementlerden birinin sürtündüğü diğer elementin serbest bıraktığı elektronları emmesini sağlıyoruz.
Şimdi durma... Reklamdan sonra devamı var ;)
Temas yoluyla elektrifikasyon
Kontak elektrifikasyonu şunlardan oluşur: En az birinin önceden yüklenmiş olması koşuluyla, iki iletken cismi temas ettirin. Bu tip elektrifikasyon en sık malzemeleriletkenler, çünkü içlerindeki elektronlar serbesttir ve bu nedenle büyük hareketlilik. Bu şekilde, onları bir vücuttan diğerine atlamak için ek bir enerjiye ihtiyaç duyulmaz.
iki olduğunda özdeş iletken cisimler ve elektrik yüklü dokunma, elektronlar her ikisinin elektrik yükleri eşit olana kadar bir gövdeden diğerine geçer. Bu nedenle, aralarındaki son yükün ne olduğunu bilmek istiyorsak, sadece aritmetik ortalama yüklerin:
önceki denklem sadece geçerli durum için iki özdeş iletken cisim temasa geçilirse, söz konusu olay n ceset arasında eşzamanlı teması içeriyorsa, ceset sayısı dikkate alınmalıdır, kontrol edin:
Son olarak, eğer cesetler farklı boyutlarolduğu sürece sadece elektron hareketinin olacağını anlamalıyız. potansiyel fark bu nedenle, aralarında elektron geçişi duracaktır. elektrik potansiyeli her biri için aynıdır.
Farklı yarıçaplara sahip, R ile gösterilen iki iletken A ve B küresini düşünün.bu ve RB. Aşağıdaki resimde gösteriyoruz elektrik potansiyeli formülü bu kürelerin her birinin, sonra onları eşleştiririz, böylece hesaplamamıza izin veren formülü elde ederiz. elektrik şarjı bu alanlarda Aralarındaki temastan sonra, izlemek:
Sbu ve QB – A ve B cisimlerinin elektrik yükü
$bu ve RB– A ve B cisimlerinin ışınları
senbu ben miB– A ve B cisimlerinin elektrik potansiyeli
indüksiyon elektrifikasyonu
İndüksiyon elektrifikasyonu şunlardan oluşur: indüktör adı verilen önceden yüklenmiş bir cismi, indüklenmiş olarak adlandırılan elektriksel olarak nötr iletken bir cisme yaklaştırın, böylece indüktördeki yüklerin varlığı, indüklenen gövdedeki elektronların kendi içinde hareket etmesine neden olarak polarizasyon yüklerin.
bu yüklerin polarizasyonu pozitif ve negatif yükler arasındaki bir ayrımdan başka bir şey değildir. Polarize olduğunda, aynı sayıda proton ve elektrona sahip olduğu için indüklenen cisim hala nötrdür. Dolayısıyla bu cismin elektriklenmesi için başka bir cismin, hatta elektronların içinden akabileceği bir aracın varlığı gereklidir. Kural olarak, bir zeminindüklenen gövdenin iletken bir tel vasıtasıyla toprağa bağlanmasından oluşur.
Topraklamadan sonra armatür gövdesinde bulunan elektronlar, indüktör gövdesinde bulunan yüklerin işaretine göre toprağa doğru veya topraktan armatür gövdesine doğru akabilir.
İçinde Öz, indüksiyon elektrifikasyon işlemi aşağıdaki adımlarda gerçekleşir:
- Aşama 1: İndüktör ve armatür arasındaki yaklaşım.
- Adım 2: İndüktör yaklaşımından dolayı armatür yüklerinin polarizasyonu.
- Aşama 3: Elektronların zeminden veya zemine akabilmesi için armatürün indüktör varlığında topraklanması.
- 4. Adım: Zemin kaldırma.
- Adım 5: İndüktör boşluğu.
Daha fazla gör: Elektromanyetik indüksiyon - iletken malzemelerde elektrik akımlarının ortaya çıkmasından sorumludur
Elektrifikasyon süreçleri ile ilgili alıştırmalar
Soru 1) (IF-SP) Aşağıdaki tablo triboelektrik seriyi göstermektedir:
tavşan kürkü |
 |
Bardak | |
İnsan saçı | |
Mika | |
Orada | |
kedi derisi | |
İpek | |
Pamuk | |
kehribar | |
Ebonit | |
Polyester | |
polistiren | |
Plastik |
Bu seri sayesinde, her bir materyalin bir diğeriyle ovulduğunda elde ettiği elektrik yükünü belirlemek mümkündür. Strafor, yün ile ovulduğunda negatif yüklü hale gelir.
Cam, ipekle ovulduğunda ücretlendirilecektir:
a) proton kazandığı için pozitif.
b) elektron kaybettiği için pozitiftir.
c) elektron kazandığı için negatiftir.
d) Proton kaybettiği için olumsuz.
e) Camın elektriklenmesi imkansız olduğu için sıfır elektrik yükü ile.
şablon: B 'harfi
çözüm:
Triboelektrik dizide cam ipekten önce göründüğünden, pozitif elektrik yükleri elde etme eğilimi ipekten daha fazladır, bu nedenle doğru alternatif b harfidir.
Soru 2) (IF-SP) Yıldırım, fırtına bulutlarını atmosfere ve yere bağlayan çok yoğun bir elektrik boşalmasıdır. Yıldırımın tipik yoğunluğu 30.000 amperdir, bu bir elektrikli duşun yoğunluğunun yaklaşık bin katıdır ve ışınlar yaklaşık 5 km mesafe katederler.
(www.inpe.br/webelat/homepage/menu/el.atm/perguntas.e.respostas.php. Erişim tarihi: 10.30.2012.)
Bir fırtına sırasında, pozitif yüklü bir bulut, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, paratoneri olan bir binaya yaklaşır:
Açıklamaya göre, paratonerde elektriksel deşarj kurulurken denilebilir ki,
a) protonlar buluttan paratonerlere geçer.
b) protonlar paratonerden buluta geçer.
c) elektronlar buluttan paratonerlere geçer.
d) elektronlar paratonerden buluta geçer.
e) elektronlar ve protonlar bir cisimden diğerine aktarılır.
şablon D harfi
çözüm:
Bulut pozitif yüklerle yüklendiğinden, yerle temas halinde olan elektronların hareketini indükler. paratoner, buluta doğru, bildiğimiz gibi, pozitif yükler iletilmediği için doğru alternatif, D harfi
Soru 3) (Mackenzie) -20.0 μC'ye eşit bir elektrik yüküne sahip elektrikli bir metalik küre, başka bir özdeş elektriksel olarak nötr küre ile temas halinde yerleştirilir. Daha sonra, küre, 50.0 μC'ye eşit bir elektrik yükü ile elektriklendirilen, özdeş başka bir kürenin karşısına yerleştirilir. Bu işlemden sonra küreler ayrılır.
Bu işlemin sonunda küre içinde depolanan elektrik yükü şuna eşittir:
a) 20.0 µC
b) 30.0 µC
c) 40.0 µC
d) 50.0 µC
e) 60.0 μC
şablon: A harfi
Çözüm:
Açıklama, her ikisi de iki gövde içeren iki temaslı elektrifikasyon sürecinden bahsediyor, bu nedenle her işlemin sonunda ücret hesaplamasını yapacağız, kontrol edin:
Kontakların her birine elektrik yüklerini ekleyerek ve bölerek, son yükün 20.0 µC olması gerektiğini bulduk, bu nedenle doğru cevap a harfidir.
Notlar
|1| Alınan tablo: http://www.rc.unesp.br/showdefisica/99_Explor_Eletrizacao/paginas%20htmls/S%C3%A9rie%20Triboel%C3%A9trica.htm
Rafael Hellerbrock tarafından
Fizik öğretmeni
