Εισαγωγή Φαινόμενα Ηλέκτρισης: Αυτοκίνητο, Η/Υ, πουλόβερ κ.λ.π Ηλέκτριση: Είναι το φαινόμενο της συγκέντρωσης στατικών (ακίνητων) φορτίων σ ένα σώμα Δύο ομάδες ηλεκτρισμένων σωμάτων αυτά που συμπεριφέρονται όπως: i) Το γυαλί και καλούνται θετικά φορτισμένα () ii) Ο εβονίτης και καλούνται αρνητικά φορτισμένα () Η ηλέκτριση αποδίδεται σε μία φυσική ποσότητα το ηλεκτρικό φορτίο q που είναι θετικό και αρνητικό αντίστοιχα. i) Τα ομώνυμα με ίδιο φορτίο(,) (,) απωθούνται ii) Τα ετερώνυμα με αντίθετο φορτίο (,) έλκονται Άτομο i) Αποτελείται από: e, p, n 0. ii) iii) iv) Τα e περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα. Τα p και n 0 βρίσκονται σε μία πολύ μικρή περιοχή του ατόμου τον πυρήνα. qe =qp =1,6 10 19 C<0 (έχουν δηλαδή ίσα και αντίθετα ηλεκτρικά φορτία). v) Τα e μπορεί να μετακινηθούν από και προς το άτομο, τα p και n 0 όχι. vi) Στο ηλεκτρικά ουδέτερο άτομο πλήθος e = πλήθος p. Q ολ =0 vii) Στα θετικά ιόντα υπερτερούν τα p έχουμε φυγή και έλλειμμα e. viii) Στα αρνητικά ιόντα υπερτερούν τα e έχουμε πρόσληψη και πλεόνασμα e. Εισαγωγή [1]
Ουδέτερα και ηλεκτροστατικά φορτισμένα σώματα. Ουδέτερο Αρνητικό Όπως και στα άτομα υπάρχει μετακίνηση μόνο ηλεκτρονίων Ηλεκτροσκόπιο Όσο περισσότερο φορτίο συσσωρεύεται στην άκρη του ηλεκτροσκοπίου τόσο μεγαλύτερη η άπωση του δείκτη άρα και η απόκλιση του. Τρόποι Ηλέκτρισης Με τριβή: Τα ηλεκτρόνια αποδεσμεύονται από το ένα ουδέτερο σώμα (Α) και μεταφέρονται στο άλλο (Β). Το (Α) μετατρέπεται σε θετικά και το (Β) σε αρνητικά φορτισμένο. ΟΥΔΕΤΕΡΑ ΘΕΤΙΚΟ Q =Q =0 ΑΡΝΗΤΙΚΟ e Q >0, Q <0 Εισαγωγή [2]
Με επαφή: Το θετικά φορτισμένο σώμα (Α) έρχεται σε επαφή με το ουδέτερο (Β) Ηλεκτρόνια μεταφέρονται από το (Β) στο (Α). Το (Β) μετατρέπεται σε θετικά φορτισμένο ενώ το (Α) παραμένει θετικά φορτισμένο άλλα με λιγότερο από το αρχικό φορτίο. (Δώστε παράδειγμα τι γίνεται όταν το (Α) είναι αρχικά αρνητικά φορτισμένο). Ουδέτερα Q =0, Q >0 e Q >0, Q >0 Με επαγωγή: Αρνητικά φορτισμένο σώμα πλησιάζει το ουδέτερο ηλεκτροσκόπιο (1). Τα ηλεκτρόνια της κεφαλής(κ) του ηλεκτροσκοπίου απωθούνται στην άκρη (Α) και έχουμε απόκλιση (2) τότε Q Α <0, Q Κ >0 Το χέρι έρχεται σε επαφή με την (Κ) και τα e του (Α) απομακρύνονται ακόμα περισσότερο από την (Κ) στην γη (3). H απόκλιση μηδενίζεται Q Α =0, Q Κ >0 (4). Το αρνητικά φορτισμένο σώμα απομακρύνεται, ηλεκτρόνια μεταφέρονται από το (Α) στο (Κ) (5). Τα (Α) και (Κ) είναι θετικά φορτισμένα (6). (Δώστε παράδειγμα τι γίνεται όταν το σώμα που πλησιάζει είναι θετικά φορτισμένο). Εισαγωγή [3]
K = = = = 1) 2) 3) 4) 5) 6) Πόλωση με επαγωγή Παρουσία της αρνητικά φορτισμένης ράβδου τα e απωθούνται και έχουμε διαχωρισμό θετικού και αρνητικού φορτίου. Τα ετερώνυμα βρίσκονται πλησιέστερα μεταξύ τους και όποια έλξη τους είναι μεγαλύτερη από την άπωση των πιο απομακρυσμένων ομώνυμων φορτίων. Οι συνισταμένες δυνάμεις είναι ελκτικές. F = F F ολ Δυναμικός Ηλεκτρισμός Τα φαινόμενα που σχετίζονται με την κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων, συνήθως ηλεκτρονίων, π.χ διάφορες ηλεκτρικές συσκευές. Κατηγορίες Υλικών Αγωγοί: Σώματα που επιτρέπουν την διέλευση ηλεκτρικών φορτίων μέσα από την μάζα τους. Μπορεί να είναι μέταλλα, ηλεκτρολυτικά διαλύματα, ημιαγωγοί, υπεραγωγοί. Μονωτές: Δεν επιτρέπουν την διέλευση φορτίου άλλα μικρή συσσώρευση τους σε ορισμένη περιοχή (περιοχή ηλέκτρισης). Εισαγωγή [4]
Μέταλλα: Μέταλλο = ιοντικό πλέγμα ελεύθερα ηλεκτρόνια. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια είναι ηλεκτρόνια που έχουν ξεφύγει από την έλξη του πυρήνα και κινούνται άτακτα (ηλεκτρονικό αέριο) με ταχύτητες της τάξης των km/s. (μέταλλα) ρ ελευθέρων e = 10 23 /cm 3,(μονωτές) ρ ελευθέρων e = 1/5cm 3 Τα ιόντα του πλέγματος βρίσκονται σε ορισμένες θέσεις γύρω από τις οποίες ταλαντώνονται προς διάφορες κατευθύνσεις με πλάτος που αυξάνει με την θερμοκρασία. Χάρη στα ελεύθερα e τα μέταλλα είναι αγώγιμα δηλαδή επιτρέπουν την διέλευση του φορτίου. Μαγνήτες Πήραν το όνομα τους από το ορυκτό μαγνητήτης (Fe 3 O 4 ) Υλικά που μπορούν να ασκήσουν έλξη σε άλλα υλικά που περιέχουν σίδηρο ή κοβάλτιο ή νικέλιο. Οι μαγνήτες εμφανίζουν δύο πόλους τον όρειο (North, N) και τον Νότιο (South, S). Οι όμοιοι πόλοι (Ν,Ν), (S,S) απωθούνται οι διαφορετικοί έλκονται (Ν,S). Εισαγωγή [5]