Atom, Sarcina electrică, Electrizarea Atomul Atomos în limba greacă înseamnă indivizibil.
Un atom este alcătuit din nucleu şi unul sau mai multi electroni aflaţi în mişcare în jurul nucleului. protoni – particule cu sarcină electrică pozitivă Nucleul nucleoni neutroni – particule neutre din punct de vedere electric Atomul Înveliş de electroni
electroni – particule cu sarcină electrică negativă
Nucleul •
•
Aproape toată masa atomului este concentrată în nucleu.Aceasta diferă de la un tip de atom la altul Sarcina electrică a nucleului este pozitivă: q N = Z . q p Z - numărul atomic reprezintă numărul protonilor din nucleu q p - sarcina unui proton q p = q0
Electronul • • •
masa electronului: me = 9,1 . 10 – 31 kg sarcina electrică negativă: qe = - 1,6 . 10 – 19 C sarcina electrică absolută: q0 = 1,6 . 10 – 19 C
Sarcina electrică a atomului este suma între sarcina electrică a nucleului şi sarcinile electrice ale electronilor: Q = Z . q p + Z . qe = 0 Atomul, având sarcina electrică zero, este neutru din punct de vedere electric.
Sarcina electrică
Sarcina electrică a unui corp este măsura electrizării lui.
Mărimea fizică scalară numită sarcină electrică (Q)se asociază unui corp cu proprietatea de a se afla într-o anumită stare de electrizare Sarcina electrică: [Q] SI = C Electrizarea
Electrizarea este fenomenul prin care un corp trece din stare neutră în stare de electrizare.
Un corp electrizat poate interacţiona cu un alt corp, de la distanţă , prin intermediul câmpului electric. Corpurile electrizate se clasifică în: corpurile electrizate pozitiv, care au sarcina electrică pozitivă “+”; corpurile electrizate negativ, care au sarcina electrică pozitivă “-”; • •
Două corpuri electrizate care au sarcinile de acelaşi semn se resping. -----------------------------------------------------------
F= - F’
Electrizarea prin frecare
Un corp electrizat pozitiv are deficit de electroni: numărul protonilor este mai mare decât al electronilor. Un corp electrizat negativ are exces de electroni. Prin frecare, electronii trec de pe un corp pe celălalt, sarcinile celor două corpuri sunt egale în modul, dar de semne contrare. •
Legea conservării sarcinii electrice
Sarcina electrică totală a sistemului izolat, format din cele două corpuri, rămâne neschimbată după electrizarea corpurilor adică se conservă. Electrizarea prin contact
Corpurile electrizate pot electriza corpurile neutre prin contact direct. Prin contactul unui corp neutru cu unul electrizat acesta se electrizează cu sarcina de acelaşi semn ca şi cel electrizat. Un corp electrizat pus în contact cu Pământul (printr-un conductor) trece în stare neutră, adică se descarcă. Electrizarea prin influienţă
Un conductor neutru aflat în apropierea unui corp electrizat se electrizează prin influienţă la un capăt pozitiv şi la celălalt capăt negativ. Capătul aflt în apropierea corpului electrizat are sarcină de semn opus sarcinii electrice a corpului.
Metalele au o proprietate importantă: atomii constituienţi au tendinţa de a pierde unul sau mai mulţi electroni. Electronii care sunt mai depărtaţi de nucleu pot trece de la un atom la altul. Aceşti electroni se numesc electroni liberi – de conducţie. Electronii liberi aparţin ansamblului de atomi care formează corpul metalic, acesta ramânând neutru. Nucleele atomilor, care au sarcină electrică pozitivă, nu se deplasează în metal. Mişcarea dezordonată a electronilor liberi într-un metal
Fenomene electrice în atmosferă: fulgerul şi trăsnetul
Fulgerele sunt fenomene care se produc la descărcarea electrică care are loc între doi nori electrizaţi cu sarcini de semne contrare.
Vârful unui nor negru de furtună poate atinge peste 10km altitudine. Având o dimensiune atât de mare, în nor există mari diferenţe de temperatură. Se formează în interiorul norului curenţe de convenţie care, prin frecare,electrizeazănorul. Vârful norului se electrizează pozitiv iar, baza lui se electrizează negativ. Pământul de sub nor,fiind conductor, se electrizează prin influienţă cu sarcină electrică de semn contrar. Între baza norului şi sol, sau între doi nori alăturaţi, electrizaţi cu sarcini de semne contrare foarte mari, apare o tensiune electrică de ordinul zecilor de milioane de volţi. Se produce astfel, o descărcare electrică, intensitatea curentului electric poate atinge două-trei sute de mii de amperi,în 0,5 secunde.
*********** ********** ************ *************** - - - - - - - - - - - -- - ------------------ - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - ------- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - ------*****************************************
Trăsnetul este fenomenul produs la descărcarea electrică care are loc între baza unui nor electrizat şi
sol sau un obiect depe Pământ. Efectele trăsnetului sunt spectaculoase: arbori scoşi din rădăcină, aprinderea materialelor inflamabile, rănirea sau moartea oamenilorşi animalelor. Tunetul este zgomotul ceînsoţeşte fulgerul,respectiv trăsnetul.
„Lumina” ce brăzdează cerul este canalul prin care sescurg brusc purtătorii de sarcină electrică, acumulaţi în timpul electrizării norilor. În apropierea obiectelor ascuţite electrizarea este maiputernică şi astfel pericolul apariţiei trăsnetului este multmai mare. Paratrăsnetul este folosit pentru a proteja clădirile înalte. Elfuncţionează pe baza “ proprietăţii
vârfurilor ascuţite “ de a favoriza scurgerea electronilor.
Fizica şi viaţa cotidiană Aprinzătorul piezoelectric
Este alcătuit dintr-un cristal special care atunci când este apăsat puternic se electrizează pe două feţe opuse ale sale cu sarcini electrice de semen contrare. Cele două feţesunt puse în contact cu doi electrozi prin fire conductoare. Când sarcinile electrice dintre ei sunt mari se produce o descărcare electrică.
Electrizarea corpurilor izolate •
•
Hainele care conţin fibre sintetice se electrizează uşor prin frecare. Fibrele sintetice sunt izolatoare şi de aceea electrizarea se manifestă în zonele în care a apărut frecarea. Disccurile, benzile de magnetofon, prin frecarea lor cu capul de redare al aparatului se electrizează şi atrag praful din aer.
Electrizarea vehiculelor
Prin frecarea cu aerul caroseria maşinii se electrizează. Nu se poate descărca în timpul mersului deoarece pneurile sunt izolatoare. Descărcarea electrică se poate produce atunci când atingi simultan caroseria maşinii şi solul.
