Πώς αλλάζει ηλεκτρικά η ύλη;
* άτομα: Τα βασικά δομικά στοιχεία της ύλης είναι άτομα, τα οποία αποτελούνται από θετικά φορτισμένο πυρήνα (κατασκευασμένο από πρωτόνια και νετρόνια) που περιβάλλεται από αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Σε ένα ουδέτερο άτομο, ο αριθμός των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων είναι ίσος, με αποτέλεσμα ένα καθαρό φορτίο μηδέν.
* ιονισμός: Όταν ένα άτομο κερδίζει ή χάνει ηλεκτρόνια, γίνεται ιόν.
* ΚΟΟΔΙΑ: Τα άτομα που χάνουν ηλεκτρόνια γίνονται θετικά φορτισμένα ιόντα (κατιόντα). Έχουν περισσότερα πρωτόνια από τα ηλεκτρόνια.
* Anions: Τα άτομα που κερδίζουν ηλεκτρόνια γίνονται αρνητικά φορτισμένα ιόντα (Anions). Έχουν περισσότερα ηλεκτρόνια από τα πρωτόνια.
Μέθοδοι αλλαγής ηλεκτρικού φορτίου:
1. τριβή: Το τρίψιμο δύο υλικών μαζί μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρόνια από τη μία επιφάνεια στην άλλη. Αυτό είναι το πώς λειτουργεί η στατική ηλεκτρική ενέργεια. Για παράδειγμα, το τρίψιμο ενός μπαλονιού στα μαλλιά σας μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρόνια από τα μαλλιά σας στο μπαλόνι, κάνοντας το μπαλόνι αρνητικά φορτισμένο και τα μαλλιά σας φορτίζονται θετικά.
2. αγωγιμότητα: Η άμεση επαφή μεταξύ ενός φορτισμένου αντικειμένου και ενός ουδέτερου αντικειμένου μπορεί να μεταφέρει τη χρέωση. Τα ηλεκτρόνια μπορούν να ρέουν από το φορτισμένο αντικείμενο στο ουδέτερο αντικείμενο, αλλάζοντας το φορτίο του ουδέτερου αντικειμένου.
3. επαγωγή: Η προσέλκυση ενός φορτισμένου αντικειμένου κοντά σε ένα ουδέτερο αντικείμενο μπορεί να προκαλέσει ανακατανομή του φορτίου μέσα στο ουδέτερο αντικείμενο, χωρίς καμία άμεση επαφή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το φορτισμένο αντικείμενο απωθεί ή προσελκύει ηλεκτρόνια στο ουδέτερο αντικείμενο, προκαλώντας ανισορροπία σε κατανομή φορτίου.
4. Χημικές αντιδράσεις: Ορισμένες χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν τη μεταφορά ηλεκτρονίων, η οποία μπορεί να οδηγήσει στον σχηματισμό ιόντων. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο οι ηλεκτρολύτες στις μπαταρίες παράγουν ένα ηλεκτρικό ρεύμα.
Βασικές έννοιες:
* Διατήρηση της χρέωσης: Η συνολική χρέωση σε ένα κλειστό σύστημα παραμένει σταθερή. Όταν ένα αντικείμενο χρεώνεται, δεν δημιουργεί ή καταστρέφει τη χρέωση. Απλώς αναδιαμορφώνει την υπάρχουσα χρέωση.
* Νόμος του Coulomb: Η δύναμη μεταξύ δύο φορτισμένων αντικειμένων είναι άμεσα ανάλογη με το προϊόν των χρεώσεών τους και αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους.
Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η ύλη γίνεται ηλεκτρικά φορτισμένη είναι απαραίτητη για την κατανόηση διαφόρων φυσικών φαινομένων, συμπεριλαμβανομένης της στατικής ηλεκτρικής ενέργειας, του ηλεκτρομαγνητισμού και της λειτουργίας των ηλεκτρονικών συσκευών.
