Φόρτιση με τριβή

Φόρτιση: 

Η φόρτιση ενός αντικειμένου είναι δυνατή με 3 τρόπους: 

1. Με τριβή 

2. Με διεξαγωγή

3. Με επαγωγή.

Εδώ, σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε λεπτομερώς τη φόρτιση με τριβή. Αλλά πριν από αυτό, πρέπει να γνωρίζετε το γεγονός ότι όταν ένα σώμα χάνει ηλεκτρόνια γίνεται +γεμάτο φορτίο και όταν ένα σώμα αποκτά ηλεκτρόνια φορτίζεται αρνητικά. Ένα από τα πιο σημαντικά σημεία που πρέπει να έχετε κατά νου, μόνο μη αγώγιμα υλικά/αντικείμενα ή μονωτές μπορούν να φορτιστούν με τριβή, επειδή στα αγώγιμα υλικά τα σωματίδια είναι ελεύθερα να κινούνται, αλλά στους μονωτές τα φορτία δεν είναι ελεύθερα να κινούνται. για να τα τρίψετε για να μετακινήσετε τις χρεώσεις από το ένα μέρος στο άλλο.

Τριβή:

Προτού μπούμε στη Φόρτιση μέσω τριβής, ας συζητήσουμε τι είναι η τριβή; Η τριβή είναι μια δύναμη που δημιουργείται μεταξύ δύο επιφανειών όταν βρίσκονται σε επαφή και υπάρχει μια ελαφρά ή μεγαλύτερη κίνηση μεταξύ των επιφανειών.

Τεχνικά, η τριβή είναι μια δύναμη που αντιστέκεται στη σχετική κίνηση μεταξύ δύο αντικειμένων.

Η φόρτιση με τριβή μπορεί να γίνει δημιουργώντας μια ανισορροπία ηλεκτρονίων και πρωτονίων μεταξύ δύο σωμάτων και αυτή η ανισορροπία μπορεί να γίνει εύκολα τρίβοντας τα δύο σώματα.

Τι σημαίνει τρίψιμο; Δεν είναι τίποτα άλλο από τη μετακίνηση δύο σωμάτων εμπρός και πίσω διατηρώντας στενή επαφή μεταξύ τους.

Το πιο συνηθισμένο παράδειγμα φόρτισης με τριβή είναι το τρίψιμο μιας ράβδου εβονίτη με γούνα, εδώ η γούνα χάνει ηλεκτρόνια και φορτίζεται θετικά ενώ η ράβδος εβονίτη αποκτά ηλεκτρόνια και φορτίζεται αρνητικά.

Επιδράσεις στη φόρτιση με τριβή σε ένα αντικείμενο

Όταν ένα αντικείμενο αναγκάζεται να τρίβεται με ένα άλλο αντικείμενο, υπάρχει ανισορροπία υποατομικών σωματιδίων μεταξύ αυτών των δύο αντικειμένων. Όπως γνωρίζουμε ότι τα ηλεκτρόνια είναι ελεύθερα να κινούνται αλλά τα πρωτόνια όχι. Έτσι, λόγω αυτής της ανισορροπίας, τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια μετακινούνται από το ένα αντικείμενο στο άλλο και το αντικείμενο που αποκτά ηλεκτρόνια γίνεται πολύ φορτισμένο. Αυτή η τριβή ηλεκτρονίων δημιουργεί στατικό ηλεκτρισμό που ονομάζεται επίσης ηλεκτρισμός τριβής.

Οι χρεώσεις κβαντίζονται:

Η κβαντοποίηση του φορτίου αναφέρεται στο γεγονός ότι τα μεταφερόμενα ηλεκτρόνια είναι τα ακέραια πολλαπλάσια του βασικού φορτίου, δηλαδή μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί μόνο σε πολλαπλάσια του e.

Εδώ , το "e" αναφέρεται στη μονάδα φόρτισης.

Αριθμητικά το "e" ισούται με 1,6 x 10-19 C.

Από αυτό μπορούμε να συμπεράνουμε ότι φορτία μικρότερα από 1,6 x 10-19 C δεν μπορούν να υπάρχουν στη φύση. Έτσι, όταν δημιουργούνται φορτία με τριβή, είναι πάντα τα πολλαπλάσια του ‘e’ .

Παραδείγματα φόρτισης με τριβή:

1. Όπως συζητήθηκε προηγουμένως, το τρίψιμο μιας ράβδου εβονίτη με γούνα είναι ένα από τα ευρέως χρησιμοποιούμενα παραδείγματα φόρτισης με τριβή.

2. Το τρίψιμο μιας χτένας σε στεγνά μαλλιά δημιουργεί αρνητικά φορτισμένα σωματίδια στη χτένα, αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μικρά κομμάτια χαρτιού έλκονται προς τη χτένα όταν τα φέρνουμε κοντά.

3. Τρίψιμο μεταξωτού υφάσματος με σκληρό καουτσούκ.

Αυτά είναι μερικά παραδείγματα που μπορείτε να συναντήσετε στην καθημερινή σας ζωή.

Υλικά που φορτίζονται από τριβή

Ποια υλικά φορτίζονται με τριβή; Δεν είναι όλα τα υλικά με τριβή. Μόνο τα μη αγώγιμα ή μονωτικά υλικά αλλάζουν με τριβή. Ο λόγος για αυτό είναι επειδή τα σωματίδια δεν είναι ελεύθερα να κινηθούν σε περίπτωση μονωτών, οπότε για να τα μετακινήσουμε από το ένα αντικείμενο στο άλλο ή για να τα φέρουμε στην επιφάνεια πρέπει να τα τρίψουμε. Π.χ.:μαλλιά και χτένα, ράβδος και γούνα εβονίτη κ.λπ.

Τριβοηλεκτρική σειρά:

Τα υλικά έχουν διάφορα ατομικά σωματίδια μέσα τους, γεγονός που κάνει τα σωματίδια να έχουν διαφορετικές ιδιότητες, μια τέτοια ιδιότητα είναι η συγγένεια ηλεκτρονίων. Η συγγένεια ηλεκτρονίων είναι η ιδιότητα που δείχνει την ιδιότητα συγκράτησης ηλεκτρονίων ενός υλικού. Διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετικές συγγένειες με τα ηλεκτρόνια. Έτσι, με βάση αυτό, λίγα υλικά έχουν τακτοποιηθεί με φθίνουσα σειρά ή φόρτισή τους με τριβή.

Αμίαντος> Γυαλί> Μαλλί> Γούνα> Μόλυβδος> κερί παραφίνης> εβονίτης> καουτσούκ> μέταλλα.

Τα παρακάτω υλικά που διατάσσονται παραπάνω σε μια σειρά ονομάζονται Triboelectric series.

Συμπέρασμα

Από αυτό το άρθρο, λαμβάνουμε τις βασικές γνώσεις για το πώς και γιατί δημιουργούνται φορτία με τριβή ή με τριβή, ποια υλικά μπορούν να φορτιστούν με τριβή, ποια είναι τα παραδείγματα φόρτισης με τριβή που βλέπετε στο την καθημερινότητά σας.