合成繊維の服やセーターを体から脱ぐと、特に乾燥した天候では火花やパチパチという音がします。ポリエステルのサリーなどのフェミニンな服装では、これはほぼ避けられません。放電のもう 1 つの形態は、雷雨時の空での稲妻です。車のドアを開けたり、バスの座席から滑り落ちて鉄の棒を握ったりすると、電気ショックが発生します。これらの感覚の原因は、絶縁表面をこすった結果として蓄積された電荷の放出です。これは静電気の発生に関係しています。静的とは、時間の経過とともに移動または変化しないものを表すために使用される用語です。静電荷から生じる力、場、および電位の研究は、静電荷理論と呼ばれます。
誘導による充電
ほとんどの体では、電気的中性とは正と負の電荷が同数存在することを指します。正電荷と負電荷のバランスを修正して、中性体を帯電させる必要があります。次の概念を使用して、中性体の電荷バランスを変更できます:
摩擦
コンダクション
導入
摩擦による帯電
ある粒子を別の粒子にこすりつけると、電子が 1 つの表面から次の表面に移動できるようになります。これが、摩擦による帯電の仕組みです。絶縁体は、このアプローチを使用して充電できます。
マテリアル オブジェクトは、いくつかの種類の原子および原子の組み合わせで構成されています。さまざまな原子がさまざまなアイテムに存在するため、それらは異なる電子的特性を持っています。これらの性質の 1 つは電子親和力です。簡単に言えば、電子親和力は、物質が電子とどの程度関係しているかを表す特性です。物質の原子が電子に対して大きな親和性を持っている場合、その物質も電子に対して強い親和性を持っています.
伝導による充電
荷電粒子が中性の導電媒体と接触すると、伝導によって帯電します。帯電した物質は、その電荷を中性線に送信します。この技術を使用して導体を充電できます。
帯電した物体が中性の物体と接触すると、伝導帯電が発生します。正に帯電した金属板が中性のボールに衝突したとします。中性の金属球は、帯電した金属シートと接触すると帯電します。
中性針検電器の上部プレートに負電荷を帯びた金属球を置いた例を考えてみましょう。
最後に、帯電していない物理学の学者が絶縁台の上に立っていると仮定します。彼または彼女は、中性の物理学の学者を帯電させる負に帯電した Van de Graaff 発電機に接触したとします。
誘導による充電
誘導充電は、中性の物体を別の帯電物体に接触させずに充電する充電方法です。帯電物体を保持するために、中性帯電物質に接地された中性または帯電していない導電性物質が使用されます。 2 つの物体間で電荷が流れると、帯電していない導電性材料が、帯電した物体の極性と反対の電荷を発生させます。
1.正に帯電したロッドによる誘導充電:
正に帯電したロッドを使用した誘導による充電。
2 つの金属球 A と B を絶縁台の上に置いて接続します。
正に帯電した棒を球体の 1 つ、たとえば A に近づけますが、球体に触れさせないでください。
球体の自由電子はロッドに引き寄せられます。球 B の背面には過剰な陽イオンが存在します。どちらの種類の電荷も金属球に閉じ込められ、逃げることができません。その結果、彼らは地面に住むことを好みます。球 A の左面には負の電荷過剰が存在し、球 B の右面には正の電荷過剰が存在します。球内のすべての電子粒子が A の左側面に集まっているわけではありません。負電荷は他の電子粒子を反発します。
このプロセスは電荷の誘導として知られており、非常に迅速に発生します。図のように、ガラス棒が球体の近くに保持されるまで、集められた電荷が表面に表示されます。チャージは外圧の影響を受けなくなり、ロッドを外すと元の中立状態に戻ります。
2.負に帯電したロッドによる誘導帯電:
負に帯電したロッドを使用した誘導による充電。
図の 2 つの金属球 A と B が接触していると考えてください。例として、負に帯電した棒を取り上げます。荷電棒が球の近くに保持されると、荷電棒の電子と球の間の反発により、2 球系の電子が遠ざかります。
その結果、電子は球 A から球 B に輸送されます。エレクトロマイグレーションにより、球 A は正に帯電し、球 B は負に帯電します。
結果として、2 つの球体システム全体が電気的に中立になります。次に、球体を図のように分割します (金属との直接接触を避けます)。図に見られるように、荷電ロッドが取り除かれると、電荷は球体全体に分散されます。
電荷の基本的な性質
電荷の加算:
システムに q1 と q2 の 2 つの点電荷がある場合、システムの総電荷を測定できます。 q1 と q2 を代数的に加算することにより、つまり、電荷は物体の質量のようにスカラーにすることも、合計して実数にすることもできます。 n 個の電荷 (q1、q2、q3、…、qn) を持つシステムの総電荷は、q1+ q2+ q3+… + qn に等しくなります。電荷には大きさがありますが方向はなく、質量に相当します。ただし、質量と電荷には区別が必要です。物体の質量は常に正ですが、電荷は正または負のいずれかになります。システムに料金を追加するときは、特定のインジケーターを使用する必要があります。
電荷の保存 :隔離されたシステムの全体的な電荷は、電荷保存則に従って常に一定のままです。周囲と質量またはエネルギーを交換していないシステムは、任意の 2 つの時間間隔で同じ総電荷を持ちます。孤立した系の 2 つの物体がそれぞれ正味の電荷がゼロで、一方の物体がもう一方の物体に 100 万個の電子を転送すると、電子が余った物体は負に帯電し、電子が少ない物体は正に帯電します。システムの合計料金は変更されたことはなく、今後も変更されることはありません。
結論
負に帯電した物体を使用して中性物体を誘導推論帯電させると、中性物体は正イオンになります。正に帯電した物体を使用して中性物体を誘導帯電させると、中性物体は負に帯電します。