Электропроводность. Проводники и изоляторы. Стефан Грей

Понадобились десятилетия и многочисленные опыты с различными телами, чтобы в 1729 году английский физик Стефан Грей (1666–1735) открыл явление электропроводности и установил, что электричество может передаваться от одного тела к другому по влажной бечевке на расстояние 765 футов (233 м), но не передается по шелковой нити. Он также установил, что электропроводность зависит от материала, из которого сделан проводник. Грей первым разделил все вещества на проводники и непроводники электричества. К проводникам относятся все металлы, уголь, графит, растворы кислот, оснований, солей и т. д. Тела, в которых электрические заряды не могут свободно перемещаться (передают его с большим трудом), получили название непроводников (изоляторов или диэлектриков). Это стекло, смола, фарфор, каучук, эбонит, шелк, дистиллированная вода, керосин, газы и многие другие вещества.

Основные исследования в области электричества. Открыл в 1729 явление электропроводности, установив, что электричество может передаваться от одного тела к другому по металлической проволоке или прядильной нити, но не может передаваться по шелковой нити. Первый разделил все тела на проводники и непроводники электричества. Надежно подтвердил существование явления электростатической индукции и показал, что электрический заряд распределяется по поверхности тела.

Два рода электрических зарядов. Закон Кулона

Шарль Огюстен де Кулон (1736–1806) – французский физик и инженер.

Закон Кулона по форме похож на закон всемирного тяготения. Сила взаимодействия двух тел, обладающих массой, пропорциональна произведению их масс, а сила взаимодействия тел, обладающих зарядом пропорциональна произведению их зарядов. Сила обоих взаимодействий обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами. Но гравитационные силы - всегда силы притяжения, массы всегда положительны, а кулоновские силы могут быть и силами притяжения и силами отталкивания, так как существуют заряды двух видов: положительные и отрицательные - причём заряды одинакового знака отталкиваются.

Явления электризации объясняются особенностями строения атомов и молекул различных веществ. Ведь все тела построены из атомов. Каждый атом состоит из заряженного положительно атомного ядра и движущихся вокруг него отрицательно заряженных частиц – электронов. При нормальном состоянии атома положительный заряд его ядра равен общему отрицательному заряду электронов этого атома, так что любой атом в нормальном состоянии электрически нейтрален. Но под влиянием внешних воздействий атомы могут терять часть своих электронов, тогда как заряд их ядер при этом остается неизменным. В этом случае атомы заряжаются положительно и называются положительными ионами. Атомы могут также присоединять к себе добавочные электроны и заряжаться при этом отрицательно. Такие атомы называются отрицательными ионами.

Закон, по которому два наэлектризованных тела действуют друг на друга, был впервые сформулирован в 1785 г. Шарлем Кулоном.

Кулон определил, что два маленьких наэлектризованных шарика оказывают друг на друга в направлении линии их соединения в зависимости от того, наэлектризованы они одноименно или разноименно, притягивающую или отталкивающую силу взаимодействия F, равную произведению их точечных электрических зарядов (соответственно q 1 и q 2), деленному на квадрат расстояния r между ними.

F = (q 1 · q 2)/4 π εа r 2,

где εа – абсолютная диэлектрическая проницаемость среды, в которой находятся заряды; r – расстояние между зарядами.

Этот вывод получил название закона Кулона. Впоследствии именем Кулона была названа единица количества электричества, используемая в электротехнической практике.

В системе СИ за единицу количества электричества принимается один кулон (1 Кл) – заряд, протекающий через поперечное сечение проводника за одну секунду при силе тока в один ампер.

Поиск по сайту: