Sarcină electrică
Sarcina electrică este o proprietate de bază a electronilor, protonilor și a altor particule subatomice. Electronii sunt încărcați negativ, în timp ce protonii sunt încărcați pozitiv. Lucrurile care sunt încărcate negativ și lucrurile care sunt încărcate pozitiv se trag (se atrag) reciproc. Acest lucru face ca electronii și protonii să se lipească împreună pentru a forma atomi. Lucrurile care au aceeași sarcină se împing unele pe altele (se resping). Acest lucru se numește Legea sarcinilor. Ea a fost descoperită de Charles-Augustin de Coulomb. Legea care descrie cât de puternic se trag și se împing sarcinile una pe cealaltă se numește Legea lui Coulomb.
Lucrurile care au un număr egal de electroni și protoni sunt neutre. Lucrurile care au mai mulți electroni decât protoni sunt încărcate negativ, în timp ce lucrurile cu mai puțini electroni decât protoni sunt încărcate pozitiv. Lucrurile cu aceeași sarcină se resping între ele. Lucrurile care au sarcini diferite se atrag reciproc. Dacă este posibil, cel care are prea mulți electroni va da suficienți electroni pentru a egala numărul de protoni din cel care are prea mulți protoni pentru încărcătura sa de electroni. Dacă există doar suficienți electroni pentru a se potrivi cu protonii în plus, atunci cele două lucruri nu se vor mai atrage reciproc. Atunci când electronii se deplasează dintr-un loc în care sunt prea mulți într-un loc în care sunt prea puțini, acest lucru se numește curent electric.
Atunci când o persoană își târăște picioarele pe un covor și apoi atinge o clanță de alamă, poate primi un șoc electric. Dacă există suficienți electroni în plus, atunci forța cu care acei electroni se împing unii pe alții poate fi suficientă pentru a face ca unii dintre electroni să sară peste un spațiu dintre persoana respectivă și clanța de la ușă. Lungimea scânteii este o măsură a tensiunii sau a "presiunii electrice". Numărul de electroni care se deplasează dintr-un loc în altul pe unitate de timp se măsoară ca amperaj sau "rata fluxului de electroni".
Dacă o persoană primește o sarcină pozitivă sau negativă, aceasta poate face ca firele de păr să se ridice, deoarece sarcinile din fiecare fir de păr îl îndepărtează de celelalte.
Încărcătura electrică resimțită atunci când cineva primește un șoc de la o clanță sau de la un alt obiect este de obicei între 25 și 30 de mii de volți. Cu toate acestea, curentul electric circulă doar pentru scurt timp, astfel încât fluxul de electroni prin corpul persoanei nu provoacă daune fizice. Pe de altă parte, atunci când norii capătă sarcini electrice, aceștia au tensiuni și mai mari, iar amperajul (numărul de electroni care vor curge în urma fulgerului) poate fi foarte mare. Asta înseamnă că electronii pot sări de la un nor la pământ (sau de la pământ la un nor). Dacă acei electroni trec printr-o persoană, atunci șocul electric poate arde sau ucide.
Experiment istoric
Următorul experiment este descris de James Clerk Maxwell în lucrarea sa A Treatise on Electricity and Magnetism (1873). În mod normal, sticla și rășina sunt ambele încărcate neutru. Cu toate acestea, dacă sunt frecate împreună și apoi separate, ele vor deveni capabile să se atragă reciproc.
Dacă o a doua bucată de sticlă este frecată cu o a doua bucată de rășină, se vor observa următoarele lucruri:
- Cele două bucăți de sticlă se resping una pe cealaltă.
- Fiecare bucată de sticlă atrage fiecare bucată de rășină.
- Cele două bucăți de rășină se resping una pe cealaltă.
Dacă un obiect încărcat și unul neîncărcat sunt aduse împreună, atracția va fi foarte slabă.
Corpurile care sunt capabile să atragă sau să respingă lucruri în acest mod sunt numite "electrificate" sau "încărcate cu electricitate". Atunci când două substanțe diferite sunt frecate una de cealaltă, se produce o sarcină electrică, deoarece una dintre ele va da electroni celeilalte. Motivul este că atomii din cele două substanțe au o putere inegală de a atrage electroni. Astfel, cel care are o capacitate mai mare de a atrage electroni va lua electroni de la cel care are o forță de atracție mai mică. Dacă sticla este frecată de altceva, aceasta poate da sau lua electroni. Ceea ce se întâmplă depinde de ceea ce este celălalt lucru.
Lucrurile care au luat electroni se numesc "încărcate negativ", iar cele care au cedat electroni se numesc "încărcate pozitiv". Nu există un motiv special pentru aceste denumiri. Este doar o convenție (acord) arbitrară (alegere aleatorie).
Pe lângă faptul că sunt electrificate prin frecare, corpurile pot fi electrificate în multe alte moduri.
Pagini conexe
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este sarcina electrică?
R: Sarcina electrică este o proprietate de bază a electronilor, protonilor și a altor particule subatomice. Electronii sunt încărcați negativ, în timp ce protonii sunt încărcați pozitiv. Lucrurile care au aceeași sarcină se împing unele pe altele (se resping între ele).
Î: Cine a descoperit legea sarcinilor?
R: Legea sarcinilor a fost descoperită de Charles-Augustin de Coulomb.
Î: Ce descrie Legea lui Coulomb?
R: Legea lui Coulomb descrie cât de puternic se trag și se împing sarcinile una pe cealaltă.
Î: Prin ce se deosebesc obiectele neutre de cele cu sarcini pozitive sau negative?
R: Obiectele care au un număr egal de electroni și protoni sunt neutre, în timp ce obiectele care au mai mulți electroni decât protoni sunt încărcate negativ, iar obiectele cu mai puțini electroni decât protoni sunt încărcate pozitiv.
Î: Ce se întâmplă atunci când două obiecte cu sarcini diferite intră în contact?
R: Atunci când două obiecte cu sarcini diferite intră în contact, ele se vor atrage reciproc - dacă este posibil, cel care are prea mulți electroni va da suficienți electroni pentru a egala numărul de protoni din cel care are prea mulți protoni pentru încărcătura sa de electroni. Dacă există doar suficienți electroni pentru a se potrivi cu protonii în plus, atunci cele două lucruri nu se vor mai atrage reciproc.
Î: Cum se formează un curent electric?
R: Atunci când electronii se deplasează dintr-un loc unde sunt prea mulți într-un loc unde sunt prea puțini, se numește curent electric.
Î: De ce șocurile electrice pot fi periculoase în unele cazuri, dar nu și în altele?
R: Șocurile electrice resimțite atunci când cineva primește un șoc de la o clanță de ușă sau de la un alt obiect au, de obicei, între 25 de mii și 30 de mii de volți; cu toate acestea, deoarece curentul electric circulă doar pentru scurt timp, acesta nu provoacă vătămări fizice. Pe de altă parte, atunci când norii capătă sarcini electrice, aceștia au tensiuni și mai mari, iar amperajul (numărul de electroni care vor curge în urma fulgerului) poate fi foarte mare - acest lucru înseamnă că, dacă acei electroni de înaltă tensiune/amperaj mare trec printr-o persoană, o pot arde sau ucide.
