Ηλεκτρισμός

Σχεδιάγραμμα

Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.

Τι έγινε

1. Τα ηλεκτρισμένα σώματα ασκούν δύναμη από απόσταση. Το ηλεκτρικό εκκρεμές μάς δείχνει αν ένα σώμα είναι ηλεκτρισμένο, ενώ ο μαγνήτης δεν το επηρεάζει.
2. Υπάρχουν δύο είδη φορτίου, θετικό και αρνητικό: τα όμοια απωθούνται και τα αντίθετα έλκονται. Το φορτίο μετριέται σε κουλόμπ (C), συνήθως σε μC και nC.
3. Το άτομο έχει θετικό πυρήνα (πρωτόνια και νετρόνια) και αρνητικά ηλεκτρόνια. Πρωτόνιο και ηλεκτρόνιο έχουν φορτίο ίδιου μεγέθους, 1,6·10⁻¹⁹ C, με αντίθετο πρόσημο.
4. Ένα σώμα φορτίζεται όταν παίρνει ή χάνει ηλεκτρόνια. Το ολικό φορτίο διατηρείται και κάθε φορτίο είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του στοιχειώδους (κβάντωση).
5. Ένα σώμα ηλεκτρίζεται με τριβή, με επαφή ή με επαγωγή. Στους αγωγούς (μέταλλα) το φορτίο απλώνεται παντού χάρη στα ελεύθερα ηλεκτρόνια, στους μονωτές μένει στο σημείο.
6. Το ηλεκτροσκόπιο ανιχνεύει φορτίο: τα φύλλα του ανοίγουν τόσο περισσότερο όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο.
7. Νόμος του Κουλόμπ: F = k·q₁·q₂/r², με k = 9·10⁹ N·m²/C² στον αέρα. Οι δύο δυνάμεις είναι ίσες και αντίθετες (δράση και αντίδραση).
8. Γύρω από κάθε φορτίο υπάρχει ηλεκτρικό πεδίο, που το περιγράφουν η ένταση και οι δυναμικές γραμμές. Μέσα σε αγωγό δεν υπάρχει πεδίο (θωράκιση) και κάθε φορτίο μέσα σε πεδίο έχει δυναμική ενέργεια.

Πρόσωπα

Θαλής ο Μιλήσιος

είδε το τριμμένο ήλεκτρο να έλκει

Γουίλιαμ Γκίλμπερτ

μελέτησε πρώτος συστηματικά τον ηλεκτρισμό

Βενιαμίν Φραγκλίνος

ονόμασε τα φορτία θετικά και αρνητικά

Σαρλ Κουλόμπ

μέτρησε τη δύναμη ανάμεσα σε φορτία

Έρνεστ Ράδερφορντ

πρότυπο ατόμου με πυρήνα και ηλεκτρόνια

Νιλς Μπορ

συνδιαμόρφωσε το πλανητικό πρότυπο ατόμου

Μάικλ Φαραντέι

επινόησε πεδίο και δυναμικές γραμμές

Tolman και Stewart

έδειξαν πειραματικά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια

Όροι

ηλεκτρικό εκκρεμές

μπαλάκι σε κλωστή που δείχνει ηλέκτριση

ηλεκτρικό φορτίο (q)

προκαλεί τις ηλεκτρικές δυνάμεις

κουλόμπ (C)

μονάδα ηλεκτρικού φορτίου στο S.I.

1 μC

10⁻⁶ C

1 nC

10⁻⁹ C

όμοια φορτία

απωθούνται μεταξύ τους

αντίθετα φορτία

έλκονται μεταξύ τους

ηλεκτρικά ουδέτερο σώμα

έχει συνολικό φορτίο μηδέν

ιόν

άτομο που έχασε ή πήρε ηλεκτρόνια

στοιχειώδες φορτίο

1,6·10⁻¹⁹ C, όσο ενός ηλεκτρονίου

διατήρηση του φορτίου

το ολικό φορτίο μένει πάντα σταθερό

κβάντωση του φορτίου

φορτίο σε ακέραια πακέτα του στοιχειώδους

ηλέκτριση με τριβή

δύο σώματα παίρνουν ίσα αντίθετα φορτία

ηλέκτριση με επαφή

το ουδέτερο παίρνει φορτίο ίδιου είδους

ηλέκτριση με επαγωγή

διαχωρισμός φορτίων χωρίς να αγγίξουμε

αγωγός

το φορτίο του απλώνεται σε όλη την έκταση

μονωτής

το φορτίο του μένει εκεί που μπήκε

ηλεκτροσκόπιο

όργανο που ανιχνεύει ηλεκτρικό φορτίο

νόμος του Κουλόμπ

F = k·q₁·q₂/r²

ηλεκτρικό πεδίο

χώρος όπου ασκείται δύναμη σε φορτία