Электризация тел при соприкосновении. взаимодействие заряженных тел. проводники, полупроводники и непроводники электричества

Тест

Электризация тел при соприкосновении. Взаимодействие заряженных тел. Два рода зарядов.

1. Термин «электричество» произошёл от

а) словосочетания «электрический ток»

б) словосочетания «электрическое напряжение»

в) греческого слова «электрон» - «янтарь»

1. Заряд от одного тела к другому может передаваться при

а) сближении тел

б) соприкосновении тел

в) движении одного тела относительно другого

1. Как взаимодействуют эбонитовые палочки, потёртые о мех?

а) отталкиваются

б) они не взаимодействуют

в) притягиваются

1. Какой заряд получает стеклянная палочка, потёртая о шёлк?

а) не получает заряд

б) отрицательный

в) положительный

1. Какой заряд получает мех, которым натирают эбонитовую палочку?

а) отрицательный

б) положительный

в) не получает заряд

1. Какой заряд имеет вторая бумажная гильза, если первая заряжена положительно?

а) не имеет заряда

б) положительный +

в) отрицательный 1 2

1. Если к незаряженному телу прикоснуться стеклянной палочкой, имеющей положительный заряд, то тело

а) не получит заряд

б) получит отрицательный заряд

в) получит положительный заряд

1. Заряд какого знака находится на электроскопе, если его листочки опустились при приближении отрицательно заряженной палочки?

а) положительный ? ? _

б) отрицательный _

в) знак заряда определить невозможно

ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ ПРИ СОПРИКОСНОВЕНИИ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ТЕЛ. ПРОВОДНИКИ, ПОЛУПРОВОДНИКИ И НЕПРОВОДНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Ещё в глубокой древности люди заметили, что янтарь (окаменевшая смола хвойных де­ревьев), потёртый о шерсть, приобретает спо­собность притягивать к себе различные тела: соломинки, пушинки, ворсинки меха и т. д. В дальнейшем установили, что этим свойст­вом обладают и другие вещества: стеклянная палочка, потёртая о шёлк, палочка из органи­ческого стекла, натёртая о бумагу, эбонит (кау­чук с большой примесью серы), потёртый о сукно или мех.

Так, если потереть стеклянную палочку о лист бумаги, а затем поднести её к мелко наре­занным листочкам бумаги, то они начнут при­тягиваться к стеклянной палочке (рис. 30, а). К ней будут притягиваться и тонкие струйки воды (рис. 30, б).

Наблюдаемые явления в начале XVII в. были названы электрическими (от греч. электрон — янтарь). Стали говорить, что тело, получившее после натирания способность при­тягивать другие тела, наэлектризовано или что ему сообщён электрический заряд.

Если потереть о сухое сукно эбонитовую па­лочку, то не только палочка, но и сукно начнёт притягивать кусочки бумаги (рис. 30, в). Зна­чит, при трении электризуются оба тела.

Электрический заряд может передаваться от одного тела к другому. Для этого необходимо лишь коснуться наэлектризованным телом дру­гого тела. При этом часть электрического заряда перейдёт на второе тело. И это тело начнёт притягивать к себе мелкие листочки бумаги, пушинки и т. д.

Итак, электризация тел происходит при их соприкосновении.

На явлении электризации тел при соприкос­новении основан принцип работы ксероксов. На явлении электризации основан принцип ра­боты электрических фильтров, очищающих воздух от пыли и дыма. При окрашивании предметов применяется электризация частицы краски при её распылении, что позволяет до­биться более ровного и прочного нанесения краски на предмет. Все наэлектризованные тела обладают свойством притягивать к себе другие тела (см. рис. 30). По притяжению тел нельзя отличить электрический заряд, например, стеклянной палочки, потёртой о шёлк, от заряда эбонито­вой палочки, потёртой о мех. Ведь обе наэлект­ризованные палочки притягивают к себе ли­сточки бумаги.

Означает ли это, что заряды, полученные на телах из разных веществ, ничем не отличаются друг от друга?

Наэлектризуем две эбонитовые палочки тре­нием о мех. Одну из них подвесим, как показа­но на рисунке 31, и поднесём к ней другую. Мы заметим, что наэлектризованные эбонитовые палочки отталкиваются.

Точно такой же результат получается, если вместо эбонитовых палочек взять стеклянные, потёртые о шёлк.

Теперь поднесём к наэлектризованной эбони­товой палочке стеклянную, потёртую о шёлк. Мы заметим, что эбонитовая и стеклянная па­лочки притягиваются друг к другу (рис. 32).

Таким образом, наэлектризованные тела или притягиваются друг к другу, или оттал­киваются.

Чем же может быть вызвано такое различие во взаимодействии наэлектризованных тел?

Очевидно, тем, что электрический заряд, по­явившийся при электризации, у эбонитовой палочки иного рода, чем у стеклянной. И дей­ствительно, тщательное изучение этих явле­ний подтверждает такое предположение.

Электрический заряд, полученный на стек­лянной палочке, потёртой о шёлк, условились называть положительным. Заряд эбонито­вой палочки, потёртой о мех, — отрицатель­ным. Одни тела электризуются так, как стек­лянная палочка, т. е. положительно. Другие, как эбонитовая палочка, — отрицательно. По­ложительные заряды обозначают знаком «+», отрицательные — знаком «-».

К наэлектризованной эбонитовой палочке будем подносить наэлектризованные тела из различных веществ, например, из резины, пла­стмассы и др. В одних случаях эбонитовая па­лочка отталкивается от этих тел, в других — притягивается.

Если эбонитовая палочка отталкивается от поднесённого к ней наэлектризованного тела, значит, на палочке заряд такого же рода, что и на теле, т. е. отрицательный. В случае, когда эбонитовая палочка притягивается к поднесён­ному телу, значит, у палочки и у тела заряды разного рода. На эбонитовой палочке — отри­цательный, на теле — положительный.

Поэтому можно считать, что существует только два рода электрических зарядов.

Проделанные нами опыты показывают, что тела, имеющие электрические заряды одинакового знака, взаимно отталкива­ются, а тела, имеющие заряды противо­положного знака, взаимно притягива­ются.

При изучении тепловых явлений говори­лось, что по способности проводить теплоту ве­щества делятся на хорошие и плохие провод­ники тепла.

По способности передавать электрические заряды вещества также делятся на несколько классов: проводники, полупроводники и непро­водники электричества.

Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному.

Хорошие проводники электричества — это металлы, почва, вода с растворёнными в ней солями, кислотами или щелочами, графит. Те­ло человека также проводит электричество. Это можно обнаружить на опыте. Дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Листочки тотчас опустятся. Заряд с электроскопа уходит по нашему телу через пол комнаты в землю.

Из металлов лучшие проводники электриче­ства — серебро, медь, алюминий.

Непроводниками называют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному.

Непроводниками электричества, или ди­электриками, являются эбонит, янтарь, фар­фор, резина, различные пластмассы, шёлк, капрон, масла, воздух (газы). Изготовленные из диэлектриков тела называют изоляторами (от итал. изоляро — уединять).

Полупроводниками называют тела, которые по способности переда­вать электрические заряды занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.

В природе полупроводники распространены достаточно широко. Это оксиды и сульфиды металлов, некоторые органические вещества и др. Наибольшее применение в технике на­шли германий и кремний.

Полупроводники при низкой температуре не проводят электрический ток и являются ди­электриками. Однако при повышении темпе­ратуры в полупроводнике начинает резко уве­личиваться число носителей электрического заряда, и он становится проводником.

Почему это происходит? У полупроводни­ков, таких как кремний и германий, в узлах кристаллической решётки атомы колеблются около своих положений равновесия, и уже при температуре 20 °С это движение становится на­столько интенсивным, что химические связи между соседними атомами могут разорваться. При дальнейшем повышении температуры ва­лентные электроны (электроны, находящиеся на внешней оболочке атома) атомов полупро­водников становятся свободными, и под дейст­вием электрического поля в полупроводнике возникает электрический ток.

Характерной особенностью полупроводни­ков является возрастание их проводимости с повышением температуры. У металлов же при повышении температуры проводимость уменьшается.

Способность полупроводников проводить электрический ток возникает также при воз­действии на них света, потока быстрых частиц, введении примесей и др.

Изменение электропроводности полупровод­ников под действием температуры позволило применять их в качестве термометров для замера температуры окружающей среды, ши­роко применяют в технике. С его помощью контролируют и поддерживают температуру на определённом уровне.

Повышение электропроводности вещества под воздействием света носит название фото­проводимость. Основанные на этом явлении приборы называют фотосопротивлениями. Фотосопротивления применяются для сигна­лизации и в управлении производственными процессами на расстоянии, сортировке изде­лий. С их помощью в экстренных ситуациях автоматически останавливаются станки и кон­вейеры, предупреждая несчастные случаи.

Благодаря удивительным свойствам полу­проводников, они широко используются при создании транзисторов, тиристоров, полупро­водниковых диодов, фоторезисторов и другой сложнейшей аппаратуры. Применение инте­гральных микросхем в теле-, радио- и компью­терных приборах позволяет создавать устрой­ства небольших, а порой и ничтожно малых размеров.

Вопросы:

1. Как взаимодействуют друг с другом две эбонитовые палочки, наэлектризованные трением о мех?

2. Как показать, что стеклянная па­лочка, наэлектризованная трением о шёлк, имеет заряд другого ро­да, чем заряд эбонитовой палочки, наэлектризованной трением о шерсть?

3. Какие два рода электрических зарядов существуют в при­роде?

4. Как взаимодействуют тела, имеющие заряды одного знака; разного знака?

5. На какие группы делят вещества по способности передавать электрические заряды?

6. Какой характерной особенностью обладают полупроводники?

7. Перечислите области применения полупроводни¬ковых приборов.