V.3. Electrizarea corpurilor.

• V.3.1. Electrizarea prin frecare
• V.3.2. Electrizarea prin contact. Pendul electrostatic.
• V.3.3. Electrizarea prin influență.

În general corpurile din natură sunt neutre din punct de vedere electric, deoarece ele sunt formate din atomi, care la rândul lor, sunt neutri.

🔦 Observație

Structura atomului:

1. Nucleul este partea centrală a atomului, alcătuit din particule numite nucleoni, și-anume:

• Protoni, particule încărcate cu sarcină pozitivă, cu simbolul p⁺¹.

• Neutroni, particule neutre din punct de vedere electric, cu simbolul n⁰.

2. Învelișul electronic este spațiul din jurul nucleului format dintr-un nor de particule numite electroni care gravitează în jurul nucleului. Electronii sunt particule cu sarcină negativă, cu simbolul e^-1 sau ē.

Atomul este o particulă neutră din punct de vedere electric, deoarece are numărul de protoni din nucleu ( particule pozitive) egal cu numărul de electroni din învelișul electronic (particule negative), adică

V.3.1. Electrizarea prin frecare

🔦 Observație

Pentru o bună reușită a experimentelor de electrizare trebuie respectate anumite condiții:

• Corpurile să fie curate (eventual degresate cu spirt), bine uscate, de preferat și rotunjite.

• Încăperea unde se efectuează să fie încălzită și fără umiditate.

• Nu încercați aceste experimente când plouă afară și este multă umiditate în aerul atmosferic.

👀 Experimentul 4: Atracția corpurilor electrizate

Materiale necesare:
Baghetă de plastic, bucată de lână, bucățele de hârtie ( sau bobițe de polistiren ), o sticluță cu apă, doză goală de aluminiu, vas cu soluție de detergent de vase, compas.

Descrierea experimentului:

• Pune pe masă o grămăjoară de bobițe de polistiren și apropie de ea bagheta.
• Ce observi ?

  Bagheta nu atrage bucățelele mici.

• Freacă cu bucata de lână un capăt al baghetei, fără să atingi cu mâna porțiunile frecate.
• Ce observi ?

  După frecare, bagheta atrage bobițele.

• Apropie un corp electrizat de o doză de aluminiu.
• Ce observi ?

  Corpul electrizat atrage doza.

• Pune soluția de detergent de vase într-un vas.
• Suflă cu un pai ca să formezi un balon de săpun.
• Apropie un corp electrizat de balonul de săpun.
• Ce observi ?

  Corpul electrizat atrage balonul de săpun.

• Cu ajutorul unui compas fă un orificiu mic în fundul sticlei cu apă.
• Scoate dopul sticlei ca să obții un jet subțire de apă.
• Apropie un corp electrizat de jetul de apă.
• Ce observi ?

  Corpul electrizat atrage jetul de apă.

Concluzia experimentului:
Corpurile electrizate au proprietatea de a atrage corpuri ușoare (bucățele de hârtie, bobițe de polistiren, doze de aluminiu, baloane de săpun, jet subțire de apă, firele de păr etc).

🔦 Observație

Nu uitați că orice interacțiune are loc prin forțe reciproce. Corpul electrizat atrage cu o forță corpul neutru, dar și corpul neutru atrage cu aceeași forță corpul electrizat, dar în sens opus.

Prin frecarea a două corpuri, acestea se electrizează și se încarcă cu sarcini electrice, pozitive sau negative.

Sarcina electrică (q) este o mărime fizică ce măsoară starea de electrizare a unui corp.

Unitatea de măsură în SI:

Fenomenul prin care un corp se încarcă cu sarcini electrice se numește electrizare.

👀 Experimentul 5: Electrizarea prin frecare

Materiale necesare:
Balon umflat, lavetă, suport.

Descrierea experimentului:

• Suspendă balonul de un suport.
• Freacă cu laveta balonul, fără să atingi cu mâna porțiunile frecate și apoi lasă-l liber.
• Apropie laveta de balonul suspendat.
• Ce observi ?

  Cele două corpuri frecate se atrag.

Concluzia experimentului:
În urma frecării a două corpuri, unul se încarcă cu sarcini pozitive (laveta), celălalt cu sarcini negative (balonul de cauciuc).

Electrizarea corpurilor prin frecare are loc printr-un transfer de electroni de la un corp la altul, astfel:

- Corpul care cedează electroni, se va încărca cu sarcini electrice pozitive, deoarece va avea un surplus (mai mulți) protoni în nucleele atomilor.

- Corpul care primește electroni, se va încărca cu sarcini electrice negative, deoarece va avea un surplus de electroni în învelișurile electronice ale atomilor.

Interacțiunile electrostatice sunt de două feluri:

1. Atracția are loc între două corpuri electrizate cu sarcini opuse ( pozitivă cu negativă). Forțele de atracție sunt egale în modul, dar de sens opus.








2. Respingerea are loc între două corpuri electrizate cu sarcini de același fel (pozitivă cu pozitivă sau negativă cu negativă). Forțele de respingere sunt egale în modul, dar de sens opus.

Interacțiunile dintre două corpuri electrizate au loc la distanță prin intermediul câmpului electrostatic din jurul oricărui corp electrizat.

👀 Experimentul 6: Interacțiuni electrostatice

Materiale necesare:
Corp de sticlă (borcănel), bucată de mătase, un pai de suc, lână, ață, suport.

Descrierea experimentului:

• Taie paiul în două bucăți.
• Prinde un fir de ață de bucată mică de pai și suspend-o de un suport.
• Freacă cu o mănușă de lână cele două bucățele tăiate din pai, una fiind cea suspendată.
• Apropie paiul electrizat prin frecare de cel suspendat.
• Ce observi ?

  Cele două paie se resping.

Cele două paie se resping deoarece s-au încărcat cu aceleași sarcini electrice, fiind confecționate din material identic.

• Freacă cu bucata de mătase (hârtie) partea rotunjită a unui borcănel, fără să atingi cu mâna porțiunile frecate.
• Apropie borcănelul de paiul suspendat.
• Ce observi ?

  Cele două corpuri se atrag.

Concluzia experimentului:
Sticla s-a încărcat cu sarcini pozitive, iar paiul de plastic cu sarcini negative și de aceea s-au atras.

V.3.2. Electrizarea prin contact. Pendul electrostatic.

👀 Experimentul 7: Confecționarea unui electroscop

Materiale necesare:
Borcan de sticlă curat și uscat, sârmă de cupru, 2 foițe de aluminiu (e la folia de împachetat), capac de carton, foarfece.

Descrierea experimentului:

• Decupează din carton un capac mai mare decât gura borcanului, fă o gaură în capac, astfel încât firul de cupru să treacă prin el.
• Întinde firul astfel încât o parte mai mică să rămână în afara capacului borcanului, deasupra și o mare parte va fi în borcan.
• În partea de jos, îndoaie sârma și pune pe acest cârlig două foițe de aluminiu.
• Freacă un balon de păr sau lână și apropie-l de capătul de sus al sârmei.
• Ce observi ?

  Cele două foițe de aluminiu se depărtează una de cealaltă.

Concluzia experimentului:
Electroscopul este un dispozitiv care detectează corpurile electrizate.
Când electroscopul este neutru, foițele de aluminiu stau una lângă alta.
Când electroscopul este încărcat, foițele se încarcă cu sarcini opuse și de aceea se resping și se îndepărtează.

👀 Experimentul 8: Electrizarea prin contact

Materiale necesare:
Baghetă, bucată de lână, electroscop.

Descrierea experimentului:

• Freacă bagheta de lână.
• Atinge capătul baghetei de sfera electroscopului.
• Ce observi ?

  Foițele electroscopului se resping, adică se încarcă cu sarcini electrice.

Concluzia experimentului:
Sfera electroscopului se va încărca cu același tip de sarcină electrică cu a corpului electrizat prin contact.

Mai putem electriza un corp neutru prin contactul (atingerea) cu un corp deja electrizat.

Electrizarea prin contact are loc prin trecerea electronilor de pe corpul electrizat pe cel neutru, care se va încărca cu același fel de sarcină electrică ca și cel electrizat.

V.3.3. Electrizarea prin influență.

👀 Experimentul 9: Electrizarea prin influență (de la distanță)

Materiale necesare:
Baghetă de sticlă, bucată de mătase (hârtie) , electroscop.

Descrierea experimentului:

• Electrizează prin frecare cu mătase, bagheta de sticlă.
• Apropie, fără să atingi, bagheta de sticlă de sfera electroscopului.
• Ce observi ?

  Foițele electroscopului se resping, arătând că electroscopul s-a încărcat cu sarcini electrice.

Concluzia experimentului:
Sfera electroscopului se va încărca cu sarcină electrică opusă corpului electrizat adus în apropiere. Sfera s-a încărcat pozitiv și plasticul s-a electrizat negativ.

Electrizarea prin influență (de la distanță) are loc prin încărcarea capătului corpului neutru cu sarcină electrică opusă celui electrizat adus în apropierea lui.