Ποιοι είναι οι τρεις τρόποι φόρτισης ενός αντικειμένου;

Τα περισσότερα αντικείμενα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Αυτό σημαίνει ότι έχουν ίσο θετικό και αρνητικό φορτίο, το καθένα ακυρώνει το άλλο. Για να φορτίσετε ένα αντικείμενο πρέπει να αλλάξετε την ισορροπία αρνητικού και θετικού με τον ένα ή τον άλλο τρόπο. Υπάρχουν τρεις τρόποι για να γίνει αυτό.

Υπάρχουν τρεις τρόποι φόρτισης ενός αντικειμένου: τριβή, αγωγιμότητα και επαγωγή. Η τριβή περιλαμβάνει το τρίψιμο του υλικού με ένα άλλο, με αποτέλεσμα τα ηλεκτρόνια να μετακινούνται από τη μια επιφάνεια στην άλλη. Οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν πειραματιστεί με αυτή τη μορφή φόρτισης ενός αντικειμένου, είτε τρίβοντας ένα μπαλόνι σε ένα άλτη για να το κάνουν να κολλήσει ή ανακατεύοντας τα πόδια τους πάνω από μια επιφάνεια με μοκέτα για να δημιουργήσει ένα ηλεκτρικό φορτίο για να χτυπήσει κάποιος. Η τριβή είναι χρήσιμη για τη φόρτιση μονωτών, τα οποία είναι υλικά που δεν είναι καλοί αγωγοί. Η αγωγιμότητα από την άλλη πλευρά χρησιμοποιείται για να φορτίσει πράγματα που είναι καλοί αγωγοί, όπως ένα μέταλλο. Ένα φορτισμένο αντικείμενο αγγίζεται στο αγώγιμο υλικό και μέρος του φορτίου, είτε είναι θετικό είτε αρνητικό, θα μεταφερθεί. Ο τελικός τρόπος φόρτισης ενός αντικειμένου είναι η επαγωγή και είναι, πάλι, ο καλύτερος για αγώγιμα υλικά. Το αφόρτιστο αγώγιμο υλικό γειώνεται σε οποιοδήποτε ουδέτερα φορτισμένο υλικό και το φορτισμένο αντικείμενο κρατιέται κοντά του. Το φορτίο θα ρέει μεταξύ των δύο αντικειμένων και ο αφόρτιστος αγωγός θα αναπτύξει ένα αντίθετο φορτίο από το αρχικό φορτισμένο αντικείμενο.

Υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι υλικών: αγωγοί, μονωτές και ημιαγωγοί. Οι μονωτές αποτελούνται από ξύλα, καουτσούκ και πλαστικά, υλικά κατά μήκος των οποίων το φορτίο δεν ρέει εύκολα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα καλώδια που βύσματα στον τοίχο έχουν μια θήκη από καουτσούκ. Οι αγωγοί, όπως το μέταλλο, επιτρέπουν στο φορτίο να ρέει εύκολα από το ένα άκρο στο άλλο. Οι ημιαγωγοί είναι ένα χρήσιμο ενδιάμεσο και μπορούν να χρησιμοποιηθούν χρησιμοποιώντας μετρημένες ακαθαρσίες που αλλάζουν πόσο αγώγιμο είναι το υλικό.

Η μονάδα μέτρησης SI που χρησιμοποιείται για το ηλεκτρικό φορτίο είναι τα κουλόμπ, που ονομάστηκαν από τον Γάλλο φυσικό Charles-Augustin de Coulomb. Ο Charles-Augustin de Coulomb ανέπτυξε επίσης τον νόμο του Coulomb, ο οποίος μετρά την ηλεκτροστατική δύναμη έλξης/απώθησης μεταξύ δύο αντικειμένων.

Είναι εύκολο να πειραματιστείτε με τη διαδικασία φόρτισης με τριβή. Οι περισσότεροι άνθρωποι θα έχουν ήδη πειραματιστεί με τη φόρτιση ενός μπαλονιού τρίβοντάς το στον βραχυκυκλωτήρα τους. Μόλις φορτιστεί το μπαλόνι, θα προσκολληθεί σε παρόμοια φορτισμένα αντικείμενα ή θα σηκώσει τα μαλλιά κάποιου προς τη φορτισμένη επιφάνεια από καουτσούκ. Ένα άλλο πείραμα είναι να πάρετε ένα πλαστικό στυλό και να το τρίψετε δυνατά με χαρτί. Μόλις φορτιστεί το αντικείμενο, μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας μια βρύση κουζίνας, καθώς αν γυρίσετε τη βρύση στο φορτισμένο στυλό θα προσελκύσει τη ροή του νερού.

Ο κρύος καιρός διευκολύνει ένα αντικείμενο να δημιουργήσει ηλεκτροστατικό φορτίο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο κρύος αέρας είναι πιο ξηρός από τον ζεστό αέρα και ο ηλεκτρισμός δεν μπορεί να εκφορτιστεί το ίδιο εύκολα.