Električna influencija- Raspored naelektrisanja na provodniku

0
664

 

 

Za neko tijelo kažemo  je naelektrisano kada nema iste količine  pozitivnog i negativnog naboja  ili kada ima iste količine pozitivnog i negativnog naboja. Već smo naučili da se tijela najčešće mogu naelektrisati trljanjem ili dodirom, odnsno:

 

 

 

 

Tijela se mogu naelektrisati na  tri načina:

  1. Trljanjem ili trenjem
  2. Dodirom
  3. Indukcijom

 

 

 

 

 

  1. Trenjem ili trljanjem

 

Trljanjem jednog tela o drugo (svilenom tkaninom trljamo staklenu šipku) elektroni prelaze sa jenog tela na drugo(sa šipke na tkaninu) te na taj način dobijamo naelektrisana tijela. Dok se češljamo, češalj se naelektirše trenjem. Konvencionalno je usvojeno da elektricitet koji se dobije kad se staklena šipka protrlja svilenom tkaninom nazove pozitivan elektricitet, a negativnim elektricitetom suprotna vrsta koja se dobije kad se štap od ebonita protrlja krznom.

 

 

  1. Dodirom

Kad naelktrisanim tijelom dodirnemo telo koje nije nalektrisano, naboj  prelazi  sa naelektrisanog tijela na to tijelo i ono postaje  naelektrisano istom vrstom naelektrisanja. Dodirom metalnog naelektrisanog tijela i šipke elektroskopa, dio naelektrisanja pređe na šipku i kazaljku elektroskopa, obje se istoimeno naelektrišu i dolazi do otklona pokretne kazaljke elektroskopa.

 

 

 

 

  1. Indukcijom

Naelektrisano tijelo se prinese blizu tijela koje to nije (tijela se pri tome ne dodiruju) , na tijelu koje nije bilo naelektrisano  se vrši razdvajanje naelektrisanja i to tako što se bliži kraj tijela koje nije naelektrisano  naelektriše suprotnom vrstom elektriciteta, od onog  koje ima naelektrisano tijelo, a dalji kraj istom vrstom naelektrisanja. Na ovaj način se objašnjava privlačenje sitnih papirića ćešljem ili linijarom koji se prije toga protrlja o kosu.

 

Pojava da se tijelo naelektriše posredstvom električnog polja drugog tijela naziva se električna influencija.

 

Primjer 2: Postavimo dvije kugle koje nisu naelektrisane, kuglu A i kuglu B. Te divje kugle spojimo.

Kuglama približimo pozitivno naelketrisanu šipku spojenim kuglama A i B. Kad pozitivno naelektrisanu šipku primaknemo dvijema spojenim kuglama, pri tome ih ne dodirnemo, pod dejstvom električnog polja šipke dođi će do preraspodjele naelektrisanja.

 

Na prednjem kraju kugle koja je bliža šipki izdvojiće se elektroni, a dok će druga kugla na prednjem kraju biti pozitivno naleketrisana.

Kada razmaknemo kugle A i B,  dok je staklena šipka u njihovoj blizini. Kugle će se ostati naelektrisane.

 

 

Animacija ispod pokazuje postupak koji smo opisali.

Zanimljiva pojava nastaje kada nabijeni predmet približimo metalnom predmetu. Npr. trenjem nabijeni PVC štap približimo metalnoj kugli. Negativni naboji sa štapa odbijaju elektrone koji se mogu kretati po kugli. Elektroni, tj. negativni naboji se sakupe na mjestu “što dalje od štapa”. Bliže štapu ostaje pozitivan naboj. Dakle naboj na kugli se raspodjeli u dvije nakupine, ali je ukupan naboj na kugli nula. Kažemo kugla je električki neutralna. Ako sada uzemljimo kuglu negativan naboj ima “kuda otići” dok je pozitivan i dalje privučen negativnim štapom. Rezultat je taj da kugla ima manjak elektrona.

 

 

 

 

Raspored naelektrisanja na provodniku

Po naelektrisanoj metalnoj kugli naboj je ravnomjerno raspoređen, a to je posljedica međusobnog odbijanja istoimeno naelektrisanih čestica.

 

 

 

Izvan naelektrisane kugle, s ukupnim naelektrisnajem Q, električno polje izgleda kao polje tačkastog naboja, jer u prostoru unutar metalne kugle, šuplje ili pune, nema naboja (naelektrisanja). 

 

 

Ako uzmemo bilo koju tačku unutar kugle i u nju stavimo pozitivan naboj, tada svaka čestica djeluje na naboj odbojnom silom.  Ako uzmemo bilo koju tačku unutar kugle i u nju stavimo pozitivan naboj, tada svaka čestica djeluje na naboj odbojnom silom. Kada se vektorski saberu odbojne sile, biće  jednaka nuli.

 

 

 

Primjer:  Faradayev kavez predstavlja zaštitu od  električnog polja . Sastoji se od metalne mreže, odnosno kaveza unutar kojeg se nalazi električna oprema koja se na taj način štiti od djelovanja električnog polja. Faradayevim kavezom smatra se i oprema koja služi u građevinarstvu za zaštitu objekata od udara groma – gromobran. Ime je dobio prema britanskom naučniku Majklu Faradeju.

 

Kad je u pitanju metalni provodnik u obliku  šiljka, kao na slici elektroni se grupišu na vrhu šiljka.  Električno polje na vrhu šiljka izgleda kao da šiljak isisava elektrone s približenog mu naelektrisanja.

 

 

 

Ovakvo  djelovanje šiljka ima praktičnu primjenu kod pravljenja gromobrana. Gromobrani se koriste za sprečavanje da grom udari na objekte, on privlači , naboj koji se nalazi u oblacima i odvodi ga u zemlju.

 

 

 

LEAVE A REPLY