Modi per elettrizzare un corpo (con esempi)

Ce ne sono tre Modi per elettrizzare un corpo, o cosa è lo stesso, causare un piccolo squilibrio nelle sue cariche elettriche in modo che l'oggetto acquisisca un carico netto. Queste forme di elettrificazione sono sfregamenti, induzione e contatto.

Gli antichi greci avevano osservato che l'ambra, la linfa fossile di un albero, era in grado di attirare pezzi di capelli o fibre quando era sfregata con un panno per la pelle. Per questo motivo, il materiale è stato elettrificato per un breve periodo.

Altri materiali hanno anche questa proprietà interessante, come vetro, plastica e alcune pietre preziose.

Ad esempio, quando si separano i pezzi di abbigliamento recenti. E se combiniamo vigorosamente con un pettine di plastica, questo attirerà pezzi di carta.

Un buon esempio di elettrificazione di sfregamento è i capelli di questo piccolo mentre scivola attorno alla diapositiva. Ogni capelli ha eccesso dello stesso tipo di carico ed è per questo che si respingono e si alzano. Fonte: Wikimedia Commons.

Succede anche che quando si scioglie attorno al sedile di un'auto, si sente un scosso spiacevole quando tocchi la maniglia o il corpo.

Questi fenomeni hanno la loro origine nelle particelle subatomiche: protoni -con carico positivo, neutroni -carico e elettroni di sintesile -con carico negativo-.

Normalmente le sostanze sono in uno stato neutro, poiché gli atomi hanno la stessa quantità di protoni degli elettroni. Ma quando si strofina un po 'di lana, seta o pelle, sono in grado di attrarre o respingere altri materiali.

E se un corpo caricato elettricamente contatta o si avvicina a un secondo oggetto, è in grado di arrendersi o catturare carichi, lasciando l'altro ugualmente elettrificato. Vediamo i modi in cui accade.

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Elettrizzazione mediante sfregamento

L'elettrizzazione mediante sfregamento consiste nel sfregamento di un materiale con un altro, quindi uno di loro cattura o produce elettroni, entrambi con un certo carico netto.

Gli elettroni, sebbene soggetti al nucleo atomico formato da protoni e neutroni, hanno una buona mobilità e quelli più esterni possono persino separarsi in alcuni casi. Naturalmente, per questo, è necessario fare una quantità di lavoro, che dipenderà dalla natura del materiale.

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I capelli sbucciati con un pettine di plastica fanno rilasciare gli elettroni dei capelli e andare in plastica, lasciandolo con un eccesso.

Possiamo anche provare a strofinare barre di vetro o ebonite con panni di seta. Gli elettroni escono dal vetro e vanno alla seta, il che li accetta facilmente.

Ora, quando porti due barre di vetro strofinate con un panno di seta, si osserva Si respingono. Invece, strofinando l'ebonite o la barra di plastica con la pelle di coniglio e portando il vetro sfregato con la seta, lo osserviamo Attirano.

Lo stesso accade sperimentando altri materiali: alcuni sono attratti dopo essere stati sfregati e altri si respingono. In ogni caso, è dovuto a un difetto in eccesso o elettroni.

Ciò significa che ci sono due tipi di carica elettrica. Quando due corpi hanno diversi tipi di carico, attirano. Ma se hanno lo stesso tipo, si respingono.

Benjamín Franklin (1706-1790) ha condotto molti esperimenti come questi e ha suggerito il nome di Elettricità positiva a cui il vetro si sfrega con la seta e l'altro tipo di carico fu rinominato elettricità negativa.

La conservazione e la quantizzazione della carica elettrica

È importante notare che durante i processi di carico questo non viene creato se distrugge. Ciò che osserviamo è che il carico passa da un materiale all'altro, quindi è possibile stabilire il Principio di conservazione della carica elettrica, Come principio fondamentale della fisica.

È analogo a quando diciamo che l'energia non è creata o distrutta, ma che viene trasformata. Allo stesso modo, è stabilito che la carica elettrica non viene creata o distrutta, viene trasferita solo da un corpo all'altro.

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Un altro fatto importante è che quando si verifica il trasferimento di elettroni da un materiale all'altro, si verifica sempre in quantità intere, perché gli elettroni non si dividono.

Si è concluso che la carica elettrica è quantizzata, essendo il Quantico di carico - il più piccolo carico possibile - quello dell'elettrone, indicato dal simbolo E e il segno negativo:

E = -1.6 x 10 ^-19 Coulomb.

Il Coulomb, abbreviato C, è l'unità del sistema internazionale se per la carica elettrica.

Un oggetto caricato, diciamo, a causa di elettroni in eccesso, ha questo valore nel carico negativo. D'altra parte, uno con difetto elettronico, ha un carico N.E con segno positivo.

Elettrificazione a induzione

Per quanto si sfregano, gli oggetti metallici non acquisiscono carico netto sfregando.

Ma una sfera di metallo è elettrica quando viene avvicinata da un lato e senza tocco.

In questo modo l'onere negativo andrà dalla sfera al corpo della persona. Quindi il dito viene rimosso e la barra si allontana, e quindi la sfera è con un carico netto positivo.

Elettrificazione a induzione in una sfera metallica. Fonte: Thomas, W. Fisica concettuale.

L'esperimento funziona indipendentemente dal fatto che la barra abbia un carico positivo o negativo, ma la sfera deve essere metallica, perché se è vetro, non può essere caricato in questo modo.

Ciò è dovuto a una proprietà molto interessante: gli elettroni in metallo hanno una maggiore mobilità rispetto al vetro o alla plastica.

Driver e isolanti

Come abbiamo visto, i materiali rispondono in modo diverso all'elettrificazione. Ambra, plastica, vetro e gomma rigida appartengono al gruppo noto come Isolante, mentre i metalli e le soluzioni saline lo sono autisti.

Nei conducenti, almeno uno degli elettroni più esterni dell'atomo ha facilità di staccarsi e spostarsi all'interno del materiale.

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Pertanto, se un agente svolge il lavoro necessario, gli elettroni possono muoversi in modo ordinato nei fili di metallo o in acqua salata e quindi creare una corrente elettrica.

Va notato che esiste anche un'ampia varietà di materiali con comportamento intermedio, che sono chiamati semiconduttori, Molto importante nella produzione di dispositivi elettronici.

Contattare l'elettrificazione

In incidenti in linee elettriche è elettrificato per contatto

La carica elettrica fluisce tra due oggetti messi a contatto diretto. Se ci sono elettroni in eccesso in uno, una parte passerà all'altro oggetto. E se al contrario c'è un difetto, uno degli oggetti potrebbe dare elettroni all'altro, lasciando i corpi con carichi dello stesso segno.

Ad esempio, suonando una sfera di metallo con una barra di plastica precedentemente caricata, alcuni degli elettroni superiori alla barra passano direttamente alla sfera.

In questo modo la sfera metallica è stata caricata dal contatto diretto, distribuendo un carico in eccesso tra loro, rispettando sempre il principio di conservazione del carico.

Possiamo anche contattare due sfere metalliche caricate, posizionate su supporti isolanti. Se le sfere sono identiche, il carico verrà distribuito tra loro in parti uguali.

Riferimenti

1. Bauer, w. 2011. Fisica per ingegneria e scienze. Volume 2. Mc Graw Hill.
2. Figueroa, d. Serie fisiche per la scienza e l'ingegneria. Vol. 5 elettrostatici. A cura di d. Figueroa. USB.
3. Giambattista, a. 2010. Fisica. 2 °. Ed. McGraw Hill.
4. Giancoli, d.  2006. Fisica: principi con applicazioni. 6 °. Ed. Prentice Hall.
5. Thomas, w. 2007. Fisica concettuale. McGraw Hill.