Elektros krūvis
Elektros krūvis yra pagrindinė elektronų, protonų ir kitų subatominių dalelių savybė. Elektronai turi neigiamą krūvį, o protonai - teigiamą. Neigiamai įkrauti ir teigiamai įkrauti daiktai traukia (pritraukia) vienas kitą. Dėl to elektronai ir protonai sukimba tarpusavyje ir sudaro atomus. Daiktai, turintys vienodą krūvį, vienas kitą atstumia (atstumia). Tai vadinama krūvių dėsniu. Jį atrado Šarlis Augustinas de Kulonas. Dėsnis, apibūdinantis, kaip stipriai krūviai traukia ir stumia vienas kitą, vadinamas Kulono dėsniu.
Daiktai, turintys vienodą elektronų ir protonų skaičių, yra neutralūs. Daiktai, turintys daugiau elektronų nei protonų, yra neigiamai įkrauti, o daiktai, turintys mažiau elektronų nei protonų, yra teigiamai įkrauti. Vienodo krūvio daiktai vienas kitą atstumia. Skirtingus krūvius turintys daiktai traukia vienas kitą. Jei įmanoma, tas, kuris turi per daug elektronų, atiduos tiek elektronų, kad jų skaičius atitiktų to, kuris turi per daug protonų, elektronų krūviui. Jei elektronų yra tik tiek, kad jų pakaktų papildomam protonų kiekiui suderinti, abu daiktai vienas kito nebepritrauks. Kai elektronai juda iš vietos, kur jų yra per daug, į vietą, kur jų yra per mažai, tai vadinama elektros srove.
Kai žmogus šluosto kojas ant kilimo ir paliečia žalvarinę durų rankeną, jį gali ištikti elektros smūgis. Jei yra pakankamai papildomų elektronų, jėgos, kuria šie elektronai stumia vienas kitą, gali pakakti, kad kai kurie elektronai peršoktų per tarpą tarp žmogaus ir durų rankenos. Kibirkšties ilgis yra įtampos arba "elektrinio slėgio" matas. Per laiko vienetą iš vienos vietos į kitą judančių elektronų skaičius matuojamas kaip srovės stipris arba "elektronų srauto greitis".
Jei žmogus įgyja teigiamą arba neigiamą krūvį, jo plaukai gali pakilti, nes kiekvieno plauko krūviai jį atstumia nuo kitų.
Elektros krūvis, kurį patiria žmogus, gavęs smūgį nuo durų rankenos ar kito daikto, paprastai būna nuo 25 tūkst. iki 30 tūkst. voltų. Tačiau elektros srovė teka tik trumpai, todėl elektronų srautas per žmogaus kūną nesukelia fizinės žalos. Kita vertus, kai debesys įgyja elektros krūvį, jų įtampa yra dar didesnė, o srovės stipris (elektronų skaičius, kuris pratekės žaibo smūgio metu) gali būti labai didelis. Tai reiškia, kad elektronai gali peršokti iš debesies į žemę (arba iš žemės į debesį). Jei tie elektronai pereina per žmogų, elektros smūgis gali nudeginti arba nužudyti.
Istorinis eksperimentas
Jamesas Clerkas Maxwellas savo veikale "Traktatas apie elektrą ir magnetizmą" (A Treatise on Electricity and Magnetism, 1873) aprašė tokį eksperimentą. Įprastai stiklas ir derva yra neutraliai įkrauti. Tačiau jei juos patrinsime, o paskui atskirsime, jie pradės vienas kitą traukti.
Jei antrą stiklo gabalėlį patrinsite antru dervos gabalėliu, pamatysite šiuos dalykus:
- Du stiklo gabaliukai vienas kitą atstumia.
- Kiekvienas stiklo gabalėlis pritraukia kiekvieną dervos gabalėlį.
- Du dervos gabalėliai atstumia vienas kitą.
Jei įkrautas ir neįkrautas objektas yra vienas prie kito, trauka bus labai silpna.
Sakoma, kad kūnai, galintys tokiu būdu pritraukti arba atstumti daiktus, yra "įelektrinti" arba "įkrauti elektra". Kai dvi skirtingos medžiagos trinamos viena į kitą, susidaro elektros krūvis, nes viena iš jų atiduoda elektronus kitai. Taip yra todėl, kad abiejų medžiagų atomai turi nevienodą galią pritraukti elektronus. Taigi tas, kuris turi didesnę traukos jėgą, paims elektronus iš to, kurio traukos jėga mažesnė. Jei stiklas trinasi į kitą daiktą, jis gali arba atiduoti, arba paimti elektronus. Tai, kas atsitiks, priklauso nuo to, kas yra tas kitas daiktas.
Daiktai, kurie priėmė elektronus, vadinami neigiamai įkrautais, o daiktai, kurie atidavė elektronus, vadinami teigiamai įkrautais. Šie pavadinimai neturi jokios ypatingos priežasties. Tai tiesiog savavališka (atsitiktinio pasirinkimo) konvencija (susitarimas).
Be to, kad kūnai įsielektrina dėl trinties, jie gali įsielektrinti ir kitais būdais.
Susiję puslapiai
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas yra elektros krūvis?
A: Elektros krūvis yra pagrindinė elektronų, protonų ir kitų subatominių dalelių savybė. Elektronai turi neigiamą krūvį, o protonai - teigiamą. Daiktai, turintys vienodą krūvį, stumia vienas kitą (atstumia vienas kitą).
K: Kas atrado krūvių dėsnį?
A: Įkrovų dėsnį atrado Šarlis Ogiustinas de Kulonas.
K: Ką apibūdina Kulono dėsnis?
A: Kulono dėsnis apibūdina, kaip stipriai krūviai traukia ir stumia vienas kitą.
K: Kuo neutralūs objektai skiriasi nuo objektų, turinčių teigiamus arba neigiamus krūvius?
A: Objektai, kuriuose elektronų ir protonų skaičius vienodas, yra neutralūs, o daiktai, kuriuose elektronų daugiau nei protonų, turi neigiamą krūvį, ir daiktai, kuriuose elektronų mažiau nei protonų, turi teigiamą krūvį.
K: Kas atsitinka, kai du skirtingus krūvius turintys objektai liečiasi?
Atsakymas: Kai du skirtingus krūvius turintys daiktai liečiasi, jie vienas kitą pritraukia - jei įmanoma, tas, kuris turi per daug elektronų, atiduos tiek elektronų, kad jų skaičius atitiktų to, kuris turi per daug protonų, elektronų krūviui. Jei elektronų bus tik tiek, kad jų pakaktų papildomam protonų kiekiui suderinti, abu daiktai vienas kito nebetrauks.
K: Kaip susidaro elektros srovė?
Atsakymas: Kai elektronai juda iš vietos, kur jų yra per daug, į vietą, kur jų yra per mažai, tai vadinama elektros srove.
K: Kodėl elektros smūgis vienais atvejais gali būti pavojingas, o kitais - ne?
Atsakymas: Elektros smūgis, kurį pajuntame, kai žmogų ištinka smūgis nuo durų rankenos ar kito daikto, paprastai būna nuo 25 tūkst. iki 30 tūkst. voltų, tačiau, kadangi elektros srovė teka tik trumpai, ji nesukelia fizinės žalos. Kita vertus, kai debesys įgauna elektros krūvį, jų įtampa dar didesnė, o srovės stipris (elektronų skaičius, kuris tekės žaibo smūgio metu) gali būti labai didelis - tai reiškia, kad jei tie aukštos įtampos ir didelio srovės stiprio elektronai pereis per žmogų, jis gali jį nudeginti arba nužudyti.
