Φόρτιση μέσω επαφής

Χρέωση μέσω επαφής

Η φόρτιση μέσω επαφής είναι επίσης γνωστή ως φόρτιση μέσω αγωγιμότητας. Είναι μια μέθοδος φόρτισης. Οποιοδήποτε αντικείμενο θα φορτιστεί μόνο εάν υπάρχει καθαρή περίσσεια ή έλλειψη ηλεκτρονίων. Αυτό μπορεί να γίνει με πολλούς τρόπους εκτός από τη φόρτιση με επαφή, όπως φόρτιση με τριβή ή φόρτιση με επαγωγή.

Σε αυτήν τη μέθοδο φόρτισης, ένα φορτισμένο αντικείμενο έρχεται σε επαφή με ένα αφόρτιστο αντικείμενο και φορτίζει το τελευταίο.

Στην καθημερινή μας ζωή, χρησιμοποιούμε τη λέξη "φόρτιση", όπως κανενός - φορτίζουμε τα τηλέφωνα, τα iPad ή τους υπολογιστές μας. Στην πραγματικότητα δεν  σημαίνει ότι παίρνουμε ένα σωρό αρνητικές ή θετικές χρεώσεις και τις τοποθετούμε στο τηλέφωνό μας. Κάτι διαφορετικό συμβαίνει στην πραγματικότητα. Σίγουρα περιλαμβάνει κάποια θετικά και αρνητικά φορτία, αλλά με διαφορετικό τρόπο.

Προέλευση ηλεκτρικής φόρτισης

Είναι γνωστό ότι όλη η ύλη αποτελείται από άτομα και μόρια, με τη βασική μονάδα να είναι ένα άτομο. Γνωρίζουμε επίσης ότι κάθε άτομο έχει έναν πυρήνα στο κέντρο του γύρω από τον οποίο τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια περιστρέφονται σε κυκλικές τροχιές. Κάθε άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, περιέχει τόσα ηλεκτρόνια όσα και τα πρωτόνια στον πυρήνα. Επομένως, αυτά τα υλικά είναι ηλεκτρικά ουδέτερα, περιέχουν φορτία, τα φορτία τους είναι ακριβώς ισορροπημένα.

Με βάση τις χρεώσεις σε ένα δεδομένο σώμα ή αντικείμενο, τα ταξινομούμε κυρίως σε δύο τύπους:

• Φορτισμένο σώμα:Εάν τα θετικά και τα αρνητικά φορτία δεν είναι ισορροπημένα, τότε υπάρχει κάποια καθαρή φόρτιση. Έτσι, ένα αντικείμενο ή ένα σώμα φορτίζεται εάν έχει ανισορροπία φορτίου ή κάποιο καθαρό φορτίο.

• Μη φορτισμένο σώμα:Ας υποθέσουμε ότι ένα σώμα ή ένα αντικείμενο περιέχει ίσες ποσότητες θετικού και αρνητικού φορτίου. Με μια τέτοια ισότητα ή ισορροπία φορτίου, το αντικείμενο λέγεται ότι είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, δηλαδή δεν περιέχει καθαρό φορτίο.

Τώρα, τίθεται το ερώτημα:ποια είναι η αιτία της χρέωσης; Ποιος είναι ο λόγος πίσω από αυτή τη φόρτιση και αποφόρτιση του ίδιου αντικειμένου μετά την επαφή με άλλο αντικείμενο;

Ποια είναι η αιτία της φόρτισης;

Όλα τα υλικά σωματίδια σε αυτό το σύμπαν έχουν φορτία, αλλά το μέγεθος του θετικού και αρνητικού φορτίου σε αυτά είναι το ίδιο, επομένως είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Όπως όλα τα άτομα έχουν τον ίδιο αριθμό. ηλεκτρονίων και πρωτονίων και επομένως είναι ουδέτερα.

Αν για κάποιο λόγο, για παράδειγμα, τρίβοντας ένα αντικείμενο με ένα άλλο, ένα αντικείμενο χάσει ηλεκτρόνια, γίνεται ηλεκτρικά θετικό και αυτό που αποκτά ηλεκτρόνια γίνεται ηλεκτρικά αρνητικό. Έτσι, ένα σώμα φορτίζεται μόνο εάν έχει καθαρό κέρδος ή απώλεια ηλεκτρονίων.

Ας μιλήσουμε για ορισμένες σημαντικές ιδιότητες των χρεώσεων.

Ιδιότητες χρεώσεων

• Το φορτίο κβαντίζεται – Κατά τη μεταφορά φορτίου, μεταφέρεται μόνο ένας ακέραιος αριθμός ηλεκτρονίων, επομένως, το φορτίο μπορεί να υπάρχει σε πολλαπλάσια του 'e'.

• Η φόρτιση διατηρείται – Η φόρτιση δεν μπορεί ούτε να δημιουργηθεί ούτε να καταστραφεί, μπορεί να μεταφερθεί από το ένα σώμα στο άλλο'

• Η χρέωση είναι προσθετική – Η χρέωση μπορεί να προστεθεί αλγεβρικά.

• Το φορτίο βρίσκεται στην επιφάνεια του αγωγού – Το φορτίο στηρίζεται μόνο στην επιφάνεια του αγωγού γιατί εάν το φορτίο βρίσκεται εντός του αγωγού, τότε θα απωθείται έντονα από παρόμοιες χρεώσεις μέσα σε αυτό. Αυτό είναι επίσης γνωστό ως Ηλεκτροστατική Θωράκιση.

• Το φορτίο είναι αμετάβλητο – Σημαίνει ότι το φορτίο δεν μεταβάλλεται με την αύξηση της ταχύτητας καθώς η μάζα ποικίλλει ανάλογα με την ταχύτητα.

Χρέωση μέσω επαφής

Η φόρτιση μέσω επαφής είναι πολύ απλή. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα φορτισμένο μπαλόνι με αρνητικό φορτίο -10C πάνω του. Τώρα πάρτε ένα αμετάβλητο αντικείμενο και κάντε το να έρθουν σε επαφή μεταξύ τους. Τι πιστεύετε λοιπόν ότι θα συμβεί; Σημειώστε ότι δεν υπάρχει τρίψιμο, μόνο άγγιγμα, δηλαδή το μπαλόνι μόλις το άγγιξε. Μπορεί να υπάρχουν δύο περιπτώσεις, είτε όλα τα φορτία από το μπαλόνι μεταφέρονται σε αυτό το αφόρτιστο αντικείμενο είτε υπάρχει μεταφορά μόνο ορισμένων φορτίων.

Αν απομένουν τρεις φορτίσεις σε ένα μπαλόνι, τότε λόγω διατήρησης των φορτίων, πρέπει να υπάρχουν επτά φορτίσεις σε αυτό το αντικείμενο.

Βασικά σημεία που πρέπει να θυμάστε

• Αρνητικό φορτίο σημαίνει περίσσεια ηλεκτρονίων.

• Οι χρεώσεις θα κατανέμονται εξίσου  εάν το σχήμα, το μέγεθος και το υλικό και των δύο αγωγών είναι το ίδιο.

• Δεν απαιτείται γείωση στη μέθοδο φόρτισης με αγωγιμότητα.

• Υπάρχει πραγματική μεταφορά ηλεκτρονίων.

• Η χρέωση είναι μια κλιμακωτή ποσότητα.

• Η χρέωση δεν μπορεί να υπάρξει χωρίς ύλη.

• Το Coulomb είναι η μονάδα φόρτισης SI.

Συμπέρασμα

Είναι αρκετά ξεκάθαρο ότι στη μέθοδο φόρτισης με επαφή, όταν φέρνουμε οποιοδήποτε αντικείμενο σε επαφή με άλλο αντικείμενο, τότε κάποια μεταφορά φορτίων θα γίνεται απλά με το άγγιγμα. Επίσης, δεν χρειάζεται να υπάρχουν διαφορετικοί τύποι υλικών. Αυτός είναι ίσως ο απλούστερος τύπος φόρτισης.