2019. augusztus 24., szombat

2. Dörzselektromosság


1. Dörzselektromosság

Dörzselektromos alapjelenség =
Szőrmével megdörzsölt műanyagrúd apró papírdarabkákat vonz magához.






A jelenség magyarázata:
A test atomokból tevődik össze.
Az atom 2 részből áll:
  • atommag: p+; n0.
  • elektronburok: e-.

Dörzsölés hatására a külső elektronok átvándorolnak a másik testre, így ott töltéstöbblet alakul ki. A műanyag szigetelő anyag, tehát a felhalmozódott töltések nem vándorolnak el, hanem ugyanott maradnak.



3 féle elektromos állapot létezik:
  1. semleges: e- száma = p+ száma (pl. asztal lapja)
  2. negatív: e- száma > p+ száma (pl. szőrmével dörzsölt műanyagrúd)
  3. pozitív: e- száma < p+ száma (pl. papírral dörzsölt üvegrúd)
A pozitív és negatív elnevezés Benjamin Franklin-től származik.


(0-15.30 és 22.55-29.00 és 38.52-45.30)

Fontos szabály:
Az egynemű töltések taszítják, a különneműek vonzzák egymást.


_______________________________________________________________________________

2. Az elektromos töltés


Elektromos töltés = a testek töltéstöbbletének a mértéke.
Jele: Q
Mértékegysége: C, Coulomb


1 Coulomb töltés egy tőle 1 méter távolságban levő másik 1Coulomb töltésre 9*109 N erővel hat.
elektrosztatikai állandó = `k = 9*10^9 N*m^2/C^2`

Töltésmegmaradás-törvénye:
Zárt rendszer töltése állandó.

Ennek következtében elmondható, hogy
A szőrmén ugyanannyi, de ellentétes előjelű töltés keletkezik, mint amennyi a műanyag rúdon létrejön.

________________________________________________________________________________

3. Anyagok fajtái


Hogy milyen töltés alakul ki attól függ, hogy mit mivel dörzsölünk meg, vagyis a dörzs-elektromossági sorozatban, hol helyezkedik el a két anyag:

Vessük össze a netfizika.hu triboelektromos sorával!

Az anyagok csoportosítása vezetőképességük szerint:
  1. vezetők: az elektronjaik könnyen elmozdulnak. (pl. fémek)
  2. szigetelők: az elektronjaik nehezen mozdulnak el. (pl. műanyag)


ÉF: 15.05.6.
Mi a különbség az elektromosan vezető, illetve szigetelő anyagok között?
A) A szigetelőkben nincsenek elektronok, míg a vezetőkben vannak.
B) A vezetőkben több negatív töltéshordozó van, mint pozitív, a szigetelőkben pedig pontosan egyenlő a két töltéshordozó mennyisége.
C) A vezetőkben vannak olyan töltéshordozók, amelyek könnyen el tudnak mozdulni, a szigetelőkben pedig nincsenek.

________________________________________________________________________________

4. Az elektromos állapot kimutatása:

Az elektromos állapot kimutatására szolgáló eszköz az elektroszkóp. A skálával ellátott elektroszkópot elektrométernek nevezik.


 

Felépítése:
fémlap/fémgömb
2 db fémszál.

Működése:
A fémlapra/fémgömbre felvitt töltések továbbhaladnak a fémszálak végei felé. Mivel a két fémszál azonos töltésű lesz, ezért taszítani fogják egymást. A taszítás mértéke a felvitt töltés mennyiségétől függ.

12.10.3. 
Egy kezdetben töltetlen elektroszkópot pozitív többlettöltéssel látunk el. Mi történik az elektroszkóp lemezeivel?
A) A lemezek egymástól eltávolodnak, ugyanúgy, mintha negatív töltést vittünk volna fel.
B) A lemezek szorosan összetapadnak.
C) Semmi nem történik, az elektroszkóp lemezeit csak negatív töltéssel lehet ellátni.




03.9.
Két egyforma elektroszkópot egymástól függetlenül feltöltünk, majd egy vezetővel összekötünk. Azt tapasztaljuk, hogy az egyik elektroszkóp lemezei az összekötés után kicsit jobban, a másiké kicsit kevésbé ágaznak szét, mint eredetileg. Mit állapíthatunk meg az elektroszkópok eredeti töltéséről?
A Azonos előjelű és nagyságú volt.
B Azonos előjelű, de különböző nagyságú volt.
C Ellentétes előjelű, de azonos nagyságú volt.
D Ellentétes előjelű és különböző nagyságú volt.


_________________________________________________________________________________

Feladatok:

 (OFI TK10 14.)
1. Az első esetben azonos előjelű töltéseket tartalmazó ingákat közelítünk egymáshoz.
A második esetben viszont ellentétes előjelű töltéseket tartalmazó ingákkal tesszük ugyanezt.
a) Mikor nagyobb az ingák fonalának a függőlegessel bezárt a szöge: az azonosan,
vagy az ellentétes előjelűen töltött ingák esetén?
(Azonos nagyságú töltéseket feltételezünk, és az állványok távolsága is azonos)
b) Hogyan befolyásolja az inga egyensúlyi helyzetében a fonál kitérésének mértékét a golyó tömege, ha adott a töltése?
c) Hogyan befolyásolja az inga kitérésének mértékét a golyó töltésének nagysága adott tömegű inga esetén?

2. Megváltozik-e a műanyag rúd tömege, ha szőrmével megdörzsölve negatív töltést kap?

3. Ékszíjhajtás alkalmazásakor a forgódob felületét sokszor a szíjjal azonos anyagú bevonattal látják el. Mi lehet ennek az eljárásnak a célja?

4. Az elektrosztatikai kísérletek gyakran jól sikerülnek az üres tantetemben,
az egész osztály előtt bemutatva viszont kevésbé.
Mi lehet ennek az oka?

5. Ha felfújt léggömbre töltéseket viszünk, a gömb mérete kissé megváltozik.
Hogyan történik a változás és miért?

Dörzselektromosság Igaz-hamis teszt:

NÉV:
Azonosító:
PONT:
Igaz-hamis állítások:

Ssz. Állítás Igaz Hamis ?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
dátum: