Budowa atomu i elektryzowanie ciał

Atom składa się z jądra atomowego (zawierającego dodatnie protony i obojętne neutrony) oraz powłok elektronowych, na których krążą ujemne elektrony. Elektrony to jedyne cząstki w atomie, które mogą przemieszczać się między powłokami i atomami.

Normalnie atom jest obojętny, bo ma tyle samo elektronów co protonów. Gdy atom odda elektrony, staje się kationem (jonem dodatnim). Kiedy przyjmie dodatkowe elektrony, zamienia się w anion (jon ujemny).

Elektryzowanie ciał zachodzi, gdy potrzemy o siebie dwa obojętne przedmioty. Wtedy elektrony przeskakują z jednego ciała na drugie. Po tarciu jedno ciało ma więcej ładunków dodatnich, a drugie więcej ujemnych. Pamiętaj, że ciała naładowane przeciwnymi ładunkami przyciągają się, a naładowane tak samo - odpychają.

Ciekawostka: Kiedy czeszesz włosy w suchy dzień, mogą one "stanąć dęba" - to właśnie efekt elektryzowania! Włosy zyskują ten sam ładunek i odpychają się od siebie.

Zasada zachowania ładunku

Wyobraź sobie dwa balony: A (3 protony i 3 elektrony) oraz B (4 protony i 4 elektrony). Początkowo oba są obojętne elektrycznie. Kiedy potrzesz je o siebie, elektrony przeskoczą między balonami.

Po potarciu balon A może mieć 3 protony i tylko 2 elektrony, co daje mu ładunek dodatni. Jednocześnie balon B będzie miał 4 protony i 5 elektronów, co daje mu ładunek ujemny. Zauważ, że suma wszystkich ładunków pozostała taka sama!

Nieważne jak długo będziesz pocierać ciała o siebie - całkowita liczba protonów i elektronów zawsze pozostanie bez zmian. Żaden elektron nie może się nagle pojawić ani zniknąć. To właśnie mówi nam zasada zachowania ładunku.

Zapamiętaj: Elektrony mogą się przemieszczać między ciałami, ale ich całkowita liczba w układzie zawsze pozostaje taka sama. To jak przekładanie cukierków z jednej kieszeni do drugiej - suma cukierków się nie zmienia!

Przewodniki i izolatory

Przewodniki to materiały zawierające ruchome nośniki elektryczne (elektrony lub jony), dzięki którym przewodzą prąd. Należą do nich:

• metale
• woda (oprócz destylowanej)
• organizmy żywe
• grafit (znajdziesz go w ołówku)
• zjonizowane gazy w świetlówkach
• mokre drewno

Aby rozładować naelektryzowany przewodnik, wystarczy dotknąć go w jednym miejscu innym przewodnikiem - ładunki szybko się wyrównają.

Z kolei izolatory nie mają swobodnych nośników elektrycznych i nie przewodzą prądu. To na przykład:

• tworzywa sztuczne (guma, plastik)
• suche drewno
• woda destylowana
• porcelana
• diament

Jeśli chcesz rozładować naelektryzowany izolator, musisz dotknąć go przewodnikiem w każdym naelektryzowanym miejscu lub po prostu polać wodą!

Wskazówka praktyczna: Dlatego właśnie kable elektryczne są pokryte plastikiem - to izolator chroniący nas przed porażeniem. A metalowa część kabla to przewodnik, który przenosi prąd.