Электричество

Электрические заряды

Электризация при соприкосновении

Физическое явление приобретения телом электрического заряда называется электризацией.

Рассмотрим в данном параграфе такие явления как электризация трением и электризация при соприкосновении.

Поскольку силы, удерживающие валентные электроны атомов зависят от рода атомов, то при сближении атомов различных элементов валентные электроны могут переходить от атома, который их удерживает слабее к атому, который их удерживает сильнее. Поэтому при соприкосновении двух разнородных тел некоторое количество электронов перейдёт от одного тела к другому. Смещение электронов при этом очень мало, порядка межатомных расстояний (10-10м). Возникший слой электрических зарядов внешне никак себя не проявляет. Электризация происходит при разъединении тел, для чего требуется затратить работу против сил электрического притяжения этих тел. Оба тела при этом наэлектризуются. За счёт совершённой работы тела приобретают электрическую энергию. Электрические заряды тел будут равны и противоположны по знаку.

Электризация при соприкосновении разнородных тел.

При соприкосновении однородных тел электризация не происходит.

Тела, с которыми мы имеем дело, никогда не бывают идеально гладкими. Если прижать два тела вплотную друг к другу, то действительно тесное соприкосновение их имеет место не на всей поверхности соприкосновения, а только на отдельных небольших участках. Трение тел друг о друга, увеличивает число участков тесного соприкосновения, в которых происходит электризация. Таким образом увеличивается общий заряд, который окажется на каждом из тел после из разъединения. Только в этом и заключается роль трения. Электризация трением - это улучшенный вариант электризации соприкосновением.

Разделение зарядов и возникновение двойного электрического слоя имеет место при соприкосновении любых двух различных тел - диэлектриков, металлов; твердых тел, жидкостей, газов.

Хотя, при трении (соприкосновении) металла с металлом разделение зарядов и образование двойного слоя происходит, тем не менее, на практике не получится разделить заряды при разъединении металлов ввиду их проводимости. Через проводимость их заряды уравновесятся.

В случае прикосновения одного уже заряженного металлического тела к электрически нейтральному другому металлическому телу за счёт электропроводности, часть заряда с первого тела перейдёт на второе тело. После их разъединения величины зарядов тел станут пропорциональны электрическим ёмкостям тел. Знак зарядов обоих металлических тел будет тот же, который имело первое наэлектризованное тело.

Распределение заряда при соприкосновении металлических тел.

При соприкосновении разноимённо заряженных двух металлических тел происходит компенсация зарядов согласно закону сохранения заряда и распределение пропорционально электрическим ёмкостям тел.

Распределение заряда при соприкосновении металлических тел.

Если соприкасаются два металлических тела с равными по величине и противоположными по знаку электрическими зарядами, то после соприкосновения они становятся электрически нейтральны.

Использование на практике двойного электрического слоя получило широкое применение в полупроводниковых приборах. При контакте двух разнородных полупроводников или полупроводника и металла двойной электрический слой имеет настолько сильное электрическое поле на поверхности контакта, что может препятствовать протеканию электрического тока от одного полупроводника к другому и не препятствовать протеканию тока в обратном направлении.

В некоторых случаях электризация соприкосновением приводит к сильной электризации. Например, при снятии плотно прилегающей полиэтиленовой плёнки с органического стекла.

Завиток