Φόρτιση Σωμάτων

Ένα φορτίο είναι μια στοιχειώδης ιδιότητα ενός αντικειμένου όπως η μάζα. Το φορτίο είναι η θεμελιώδης πηγή του ηλεκτρικού πεδίου, της ηλεκτρικής δύναμης και του ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Το 600 π.Χ., ανακαλύφθηκε το φαινόμενο του κεχριμπαριού, το οποίο εξήγησε ο διάσημος Έλληνας μαθηματικός Θαλής από τη Μίλητο. Το Ambar, όταν τρίβεται με γούνα, προσελκύει τα μαλλιά σαν ελαφριά αντικείμενα. Όταν το κεχριμπάρι τρίβεται για μεγάλο χρονικό διάστημα, δημιουργείται ένας ηλεκτρικός σπινθήρας. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, λόγω του τριβοηλεκτρικού φαινομένου, το φορτίο μοιράζεται με άλλες ουσίες και σπινθήρες.

Η διαδικασία με την οποία ένα ουδέτερο σώμα μετατρέπεται σε φορτισμένο σώμα είναι γνωστή ως ηλεκτρισμός. Ένα ουδέτερο σώμα χάνει ή κερδίζει το ηλεκτρόνιο σθένους του και μετατρέπεται σε φορτισμένο σώμα με ηλεκτρισμό. Τα φορτία είναι δύο ειδών:θετικά και αρνητικά φορτία. Ένα ουδέτερο σώμα έχει τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων. Τα πρωτόνια είναι συνδεδεμένα στον πυρήνα ενός ατόμου και δεν κινούνται, αλλά τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν στο φλοιό σθένους μετακινούνται από το αντικείμενο όταν παρατηρούν κάποια ενέργεια. Αυτή είναι η ίδια ενέργεια που έλκει το ηλεκτρόνιο από τον πυρήνα. Βασικά λοιπόν, ο μετασχηματισμός των ηλεκτρονίων προκαλεί φόρτιση. Σε αυτό το κεφάλαιο σχετικά με τη φόρτιση αμαξωμάτων για την κλάση 12, θα συζητήσουμε πρώτα το είδος της φόρτισης και στη συνέχεια το είδος της διαδικασίας φόρτισης των αμαξωμάτων.

Θετική χρέωση:

Το ελάχιστο κέρδος ενέργειας από το ηλεκτρόνιο σθένους για να μεταπηδήσει ή να απομακρυνθεί από το φλοιό σθένους είναι γνωστό ως συνάρτηση εργασίας. Με αυτή την ενέργεια, το ηλεκτρόνιο απομακρύνεται από το αντικείμενο. Η ουδετερότητά του σπάει και το αρνητικό φορτίο μειώνεται, επομένως το σώμα λέγεται ότι έχει θετικό φορτίο επειδή ο αριθμός των πρωτονίων είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των ηλεκτρονίων.

Αρνητική χρέωση:

Κατά τη διάρκεια του ηλεκτρισμού, το ηλεκτρόνιο μετακινείται από ένα αντικείμενο και πηγαίνει σε άλλο σώμα. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων αυξάνεται σε αυτό το σώμα και η αναλογία πρωτονίων-ηλεκτρονίου γίνεται ανισόρροπη. Η υπερβολική ποσότητα ηλεκτρονίων κάνει το σώμα να έχει αρνητικά φορτία.

Τύπος ηλεκτροδότησης:

Με κάποια διαδικασία, τα ηλεκτρόνια σθένους του αντικειμένου μεταφέρονται και το σώμα φορτίζεται. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι φόρτισης αμαξωμάτων. Τρεις κύριες μέθοδοι ή διαδικασίες είναι η τριβή, η αγωγιμότητα και η επαγωγή.

Φόρτιση με τριβή

Η ανισορροπία του αριθμού των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων που δημιουργούνται σε ένα σώμα με το τρίψιμο δύο ουδέτερων σωμάτων μεταξύ τους ονομάζεται φόρτιση με τριβή. Σε αυτή τη διαδικασία, ένα σώμα χάνει το ηλεκτρόνιο σθένους του και αποκτά ένα θετικά φορτισμένο σώμα και ένα άλλο σώμα που έχει αποκτήσει ηλεκτρόνια μετατρέπεται σε ένα αρνητικά φορτισμένο σώμα.

Όλο το σώμα δεν φορτίζεται. μόνο οι μονωτές μετατρέπονται σε φορτισμένα σώματα όταν τρίβονται μεταξύ τους. Επειδή η προσθήκη ηλεκτρονίων δεν κινείται μέσα στο σώμα, υπάρχει στην επιφάνεια του σώματος. Αυτό το φορτίο παραμένει σε ηρεμία, δεν κινείται και παράγει στατικό ηλεκτρισμό. Το σώμα με χαμηλή τιμή συνάρτησης εργασίας παίρνει θετικό φορτίο και το σώμα με υψηλή συνάρτηση εργασίας παίρνει αρνητικό φορτίο. Η τριβοηλεκτρική σειρά μας δίνει την ιδέα για το ποιο σώμα θα βρίσκεται κάτω από ποιο φορτίο. Στη σειρά, το σώμα που θα έρθει πρώτο φορτίζεται αρνητικά και το σώμα που έρχεται αργότερα φορτίζεται θετικά. Ένα παράδειγμα φόρτισης με τριβή είναι το

1. Τρίβοντας τη ράβδο εβονίτη με γούνα, η γούνα φορτίζεται αρνητικά και η ράβδος φορτίζεται θετικά.

2. Τρίβοντας μια γυάλινη ράβδο με μετάξι, η γυάλινη ράβδος έχασε κάποια ηλεκτρόνια από θετικά και το μετάξι απέκτησε μερικά ηλεκτρόνια για να σχηματίσει αρνητικά φορτισμένα.

3. Το τρίψιμο της πλαστικής χτένας με στεγνά μαλλιά έλκεται από τη γραμμή ροής του νερού.

Φόρτιση με αγωγιμότητα:

Η διαδικασία με την οποία ένα αφόρτιστο σώμα φορτίζεται με απλή επαφή με ένα φορτισμένο σώμα είναι γνωστή ως φόρτιση μέσω αγωγιμότητας. Σε αυτή τη διαδικασία, όταν το αφόρτιστο σώμα έρχεται σε επαφή με το φορτισμένο σώμα, κάποια επιπλέον ποσότητα ηλεκτρονίων μετακινείται από το φορτισμένο σώμα στο αφόρτιστο σώμα για να κάνει το σώμα αρνητικά φορτισμένο. Αυτή η διαδικασία φόρτισης παρατηρείται γενικά σε αγωγούς όπως η ουσία μέταλλο. Και τα δύο σώματα λαμβάνουν τον ίδιο τύπο φόρτισης σε αυτήν τη μέθοδο. Σύμφωνα με την αρχή της διατήρησης του φορτίου, το συνολικό φορτίο του φορτισμένου σώματος λαμβάνει ίση κατανομή φορτίου μεταξύ αυτών των δύο σωμάτων. Εάν δύο ίσες ποσότητες σωμάτων αντίθετου φορτίου έρθουν σε επαφή, τα δύο σώματα αποκτούν ουδέτερο φορτίο.

Φόρτιση μέσω επαγωγής:

Η διαδικασία με την οποία ένα αφόρτιστο σώμα φορτίζεται φέρνοντάς το κοντά σε ένα φορτισμένο σώμα ονομάζεται φόρτιση μέσω επαγωγής. Σε αυτή τη διαδικασία, δεν είναι απαραίτητη η άμεση σωματική επαφή. Σε αυτή τη μέθοδο λαμβάνει χώρα η διαδικασία επαγωγής. Όταν ένα αφόρτιστο σώμα πλησιάζει σε ένα φορτισμένο σώμα, το ουδέτερο αφόρτιστο σώμα δέχεται φορτίο έτσι ώστε η πολικότητα των δύο φορτίων να γίνεται αντίθετη. Ένα συνηθισμένο παράδειγμα επαγωγικής φόρτισης είναι όταν τρίβουμε μια πλαστική χτένα σε στεγνά μαλλιά, η πλαστική χτένα φορτίζεται. Αυτή η φορτισμένη χτένα θα προσελκύσει μερικά μικροσκοπικά κομμάτια χαρτιού. Εδώ τα αφόρτιστα κομμάτια χαρτιού έχουν το αντίθετο φορτίο από τη χτένα χωρίς πραγματική φυσική επαφή.

Επίδραση του φορτίου στη μάζα του σώματος:

Το ουδέτερο σώμα έχει ίσο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων. Σε ένα θετικά φορτισμένο σώμα, ο αριθμός των ηλεκτρονίων μειώνεται. ως αποτέλεσμα, η μάζα του σώματος μειώνεται επειδή τα ηλεκτρόνια έχουν κάποια μάζα. Σε ένα αρνητικό φορτίο, ο αριθμός των ηλεκτρονίων συγκρίνεται περισσότερο με τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε ένα ουδέτερο σώμα φορτίου. Επομένως η μάζα του αρνητικού φορτίου είναι μεγαλύτερη από το ουδέτερο σώμα φορτίου.

Συμπέρασμα

Ο μετασχηματισμός των ηλεκτρονίων κάνει ένα σώμα φορτισμένο και αυτός ο μετασχηματισμός του ηλεκτρονίου γίνεται μέσω πολλών διαδικασιών όπως φόρτιση με τριβή, φόρτιση με επαγωγή, φόρτιση με αγωγιμότητα. Με τη φόρτιση αλλάζει η μάζα του αντικειμένου. Μερικές φορές η μάζα μειώνεται (σε ​​θετικό φορτίο), και μερικές φορές αυξάνεται (σε ​​αρνητικό φορτίο). Η φόρτιση του αμαξώματος είναι σημαντική λόγω του ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού αμαξώματος αυτού του σώματος. Είναι επίσης απαραίτητο στην καθημερινή μας ζωή να φορτίζουμε το σώμα μας.