úvod
Všetky látky sú z atómov a v nich sú elektricky nabité častice: kladné protóny v jadre a záporné elektróny v obale, ako ukazuje lekcia Častice látok. Bežne je protónov a elektrónov rovnako, ich náboje sa vyrovnajú a teleso je elektricky neutrálne.
teória
Elektrizovanie trením
Keď pošúchame balón o vlasy, časť elektrónov prejde z vlasov na balón. Balón má potom viac elektrónov ako protónov, je nabitý záporne. Vlasom elektróny chýbajú, sú nabité kladne. Hovoríme, že sme telesá zelektrizovali. Náboj nevzniká z ničoho, len sa presunie z jedného telesa na druhé.
teória
Sily medzi nábojmi
- Súhlasné náboje sa odpudzujú: dva balóny pošúchané o vlasy sa od seba odklonia, nabité vlasy vstávajú.
- Nesúhlasné náboje sa priťahujú: balón priťahuje vlasy, z ktorých si elektróny zobral.
- Nabité teleso priťahuje aj nenabité telesá. V papieriku posunie náboje tak, že bližšia strana je nabitá opačne.
vyskúšaj si
Elektrizovanie
Pri šúchaní prechádzajú elektróny z vlasov na balón. Balón získa záporný náboj, vlasy kladný. Kladne nabité vlasy sa navzájom odpudzujú, preto vstávajú.
Čo sa stane, keď balón pošúchame o vlasy?
0 / 0teória
Náboj v bežnom živote
Pri vyzliekaní svetra praská a v tme vidno drobné iskry. Pri vystupovaní z auta nás niekedy „kopne“ kľučka. Najväčší výboj v prírode je blesk, o ktorom hovorí lekcia Elektrický prúd v kvapalinách a plynoch. Náboj sa využíva aj v tlačiarňach a pri lakovaní áut, kde sa nabité kvapky farby priťahujú ku karosérii.
Či je teleso nabité, ukáže elektroskop: dva tenké kovové lístky, ktoré sa po dotyku nabitým telesom nabijú rovnakým nábojom a rozostúpia sa.
Zapamätaj si: trením sa presúvajú elektróny. Teleso, ktoré ich získa, je záporné, teleso, ktoré ich stratí, kladné. Súhlasné náboje sa odpudzujú, nesúhlasné priťahujú.
Coulombov zákon
Jednotkou náboja je coulomb (C). Najmenší voľný náboj má elektrón a protón, elementárny náboj e = 1,6 · 10⁻¹⁹ C. Náboj 1 C teda nesie asi 6,2 · 10¹⁸ elektrónov.
Veľkosť sily medzi dvoma bodovými nábojmi opisuje Coulombov zákon:
F = k · Q₁ · Q₂ : r²
kde k ≈ 9 · 10⁹ N · m²/C² a r je vzdialenosť nábojov. Sila je priamo úmerná nábojom a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti: pri dvojnásobnej vzdialenosti je štvrtinová. Okolo nabitého telesa je elektrické pole, ktoré pôsobí silou na iné náboje.
skús doma Plechovka, ktorá ide za balónom
Potrebuješ: nafúknutý balón, prázdna plechovka od nápoja, suché vlasy alebo vlnený sveter.
- Polož plechovku naležato na hladký stôl.
- Balón niekoľkokrát rýchlo pošúchaj o vlasy alebo o sveter.
- Priblíž ho k plechovke na pár centimetrov, ale nedotkni sa jej. Plechovka sa rozkotúľa za balónom a môžeš ju takto voziť po stole.
- Navyše: pusti z kohútika tenký prúd vody a priblíž k nemu nabitý balón. Prúd vody sa ohne k balónu.
Prečo? Trením prejdú elektróny z vlasov na balón a balón sa nabije záporne. V plechovke sa voľné elektróny odtlačia na vzdialenejšiu stranu a bližšia strana ostane kladná. Opačný náboj je bližšie, preto príťažlivá sila vyhrá nad odpudivou. Najlepšie to ide v suchom vzduchu, vo vlhku náboj rýchlo unikne.
Pokus je bez batérie a bezpečný. Prasknutý balón hneď uprac, kúsky gumy sú nebezpečné pre malé deti.
rozšírenie Jantár dal elektrine meno
Už starovekí Gréci si všimli, že jantár, skamenená živica, po pošúchaní kožušinou priťahuje slamky a perie. Jantár sa po grécky povie élektron. Anglický lekár William Gilbert okolo roku 1600 nazval látky, ktoré sa správajú ako jantár, latinským slovom electrica, a z neho pochádza aj naše slovo elektrina. Elektrón, ktorý náboj nesie, objavil až v roku 1897 fyzik J. J. Thomson.
teória
Časté chyby
- „Pri trení sa vyrába náboj.“ Náboj sa len presúva z jedného telesa na druhé.
- „Kladný náboj znamená, že teleso získalo protóny.“ Kladné teleso stratilo elektróny. Protóny sa nepresúvajú.
- „Nenabité teleso nabité nepritiahne.“ Pritiahne, lebo nabité teleso v ňom posunie náboje.
- „Statická elektrina je neškodná vždy.“ Iskra môže zapáliť horľavé pary, preto sa pri tankovaní a v niektorých továrňach dbá na uzemnenie.
Ako náboje prúdia obvodom a rozsvietia žiarovku, ukazuje ďalšia lekcia Elektrický obvod, vodiče a izolanty.