Električni naboj fb
 

Električni naboj za osnovno šolo




Avtor/ica gradiva ne nudi inštrukcij.


Življenje brez električnih naprav je danes že težko predstavljivo. Električne naprave poganja električni naboj. Vanje vstopa in po njih se pretaka po žicah.


Osnovne lastnosti električnega naboja lahko opazimo pri pojavih statične elektrike. S statično elektriko se v vsakdanjem življenju pogosto srečamo. Poglejmo si nekaj primerov.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Primeri opisujejo pojave, ki se pogosto dogajajo med telesi, na katerih je prisoten električni naboj. V nadaljevanju si poglejmo, iz kje naboj izhaja in kako se telesa naelektrijo.


Nosilci električnega naboja



Električni naboj se skriva v atomih, iz katerih je sestavljeno vsako telo. Da bi bolje razumeli električni naboj, si moramo torej podrobneje pogledati zgradbo samega atoma. Atom je sestavljen iz:

  • atomskega jedra in

  • elektronske ovojnice.


Atomsko jedro sestavljajo:

  • protoni,

  • nevtroni,

ki so med seboj trdno povezani.


V elektronski ovojnici pa se gibljejo elektroni.


Električni naboj je, podobno kot masa, ena od lastnosti delcev v atomu (osnovnih delcev) in sicer:

  • protoni imajo pozitivni naboj,

  • elektroni imajo negativni naboj,

  • nevtroni pa nimajo naboja.


Shema zgradbe atoma



Nosilci naboja so torej elektroni in protoni, saj imajo svoj električni naboj.


Naboj elektronov in protonov



S poskusi so ugotovili, da imajo vsi elektroni in protoni enako velik naboj. Temu naboju pravimo osnovni naboj, označimo pa ga z . Električni naboj merimo z enoto ampersekunda, ki jo označimo z .


Osnovni naboj je po velikosti enak:




Naboji protonov in elektronov se ločijo po predznakih, saj elektroni nosijo negativni, protoni pa pozitivni naboj:


  • Naboj elektrona je:




  • Naboj protona je:




Električno nevtralen atom



Atomi imajo običajno enako število elektronov in protonov. Ker pa imajo:

  • naboji elektronov nasproten predznak od

  • naboja protonov,

je skupni električni naboj atoma enak 0 As. To pomeni, da je atom električno nevtralen.


Naelektrtitev teles



Podobno kot atomi, so tudi telesa okrog nas običajno električno nevtralna. Lahko pa se zgodi, da se naelektrijo. Poglejmo, kako in zakaj pride do naelektritev.


Vsako telo je zgrajeno iz atomov. V atomskih jedrih so protoni in nevtroni močno povezani skupaj. Elektrone, ki se gibljejo okoli atomskih jeder, pa je iz atomov precej enostavno odtrgati.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Če se zgodi, da ima telo presežek ali primankljaj elektronov, potem ni več električno nevtralno. Takrat je telo naelektreno ali električno nabito. Ker imamo tako negativne kot pozitivne naboje, je lahko tudi telo naelektreno:


  • Negativno


    Telo je naelektreno negativno, če ima presežek elektronov. Takrat ima več elektronov kot protonov, torej ima več negativnega naboja.


  • Pozitivno


    Telo je naelektreno pozitivno, če ima primankljaj elektronov. Takrat ima manj elektronov kot protonov, torej ima več pozitivnega naboja.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Telo lahko naelektrimo z drgnjenjem. Pri tem pa se naelektri pozitivno ali negativno.



Katero telo bo elektrone oddalo in katero prejelo je odvisno od kombinacije materialov, ki jih drgnemo med seboj. Zato ne moremo vnaprej vedeti, katero telo se bo naelektrilo negativno in katero pozitivno.


Po dogovoru velja, da se:

  • plastična palica, ki jo podrgnemo ob volneno krpo, naelektri negativno.

  • steklena palica, ki jo podrgnemo ob svileno krpo, naelektri pozitivno.



Naboj telesa



Videli smo, da pri naelektritvi pridejo elektroni iz enega telesa na drugega in s tem na telo prinesejo svoj naboj. Zato je naboj telesa odvisen od števila elektronov, ki so:

  • na telo prišli ali

  • iz njega odšli.


Električni naboj teles označimo s črko . Več elektronov kot jih telo sprejme ali odda, večji bo njegov naboj.


Naboj telesa izračunamo z enačbo:




kjer je N število prejetih ali oddanih elektronov, pa osnovni naboj.



Če telo sprejme elektrone, je njegov naboj negativen. Če jih odda, pa je njegov naboj pozitiven.



Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Prevodniki in izolatorji



Vse snovi lahko v grobem razdelimo na take, po katerih se električni naboj:

  • lahko giblje (pretaka),

  • ne more gibati (pretakati).

Prvim pravimo električni prevodniki, drugim pa električni izolatorji.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Naelektrimo lahko tako izolatorje kot prevodnike, vendar ne na isti način. Poglejmo si, kako jih naelektrimo.


Naelektritev električnih izolatorjev



Električni izolatorji so snovi, po katerih se elektroni ne morejo gibati. Vezani so na posamezne atome. To pomeni, da je naboj na telesu statičen - ostaja na mestu.


V prejšnjem primeru smo že navedli dva materiala, ki sta električna izolatorja:

  • volna (volnena krpa),

  • plastika (plastični glavnik).


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Izolatorje lahko naelektrimo z drgnjenjem ob druge izolatorje. Med drgnjenjem odtrgamo nekaj elektronov iz enega telesa, ki nato preidejo na drugo telo. Pri tem se eno telo naelektri pozitivno, drugo pa negativno.


Z drgnjenjem dveh izolatorjev se obe telesi naelektrita z enako velikim, vendar nasprotnim nabojem.



Ker se elektroni ne morejo prosto gibati po izolatorju, je telo naelektreno na tistem mestu, kjer mu odtrgamo ali dodamo elektrone. To pomeni, da je po naelektritvi ves naboj zbran na površini izolatorja.


Naelektritev električni prevodnikov



Električni prevodniki so snovi, po katerih se elektroni prosto gibljejo. Električni naboj se torej lahko po telesu pretaka.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Za naelektritev prevodnih teles, je dovolj že dotik drugega naelektrenega telesa.


Primer

Primer je brezplačno dostopen prijavljenim uporabnikom.
 
 
Prijavi se za brezplačen dostop do primera »


Prevodnik se naelektri z nabojem iste vrste, kot telo, iz katerega je naboj prišel.



Tudi pri naelektritvi prevodnika ostane ves naboj na njegovi površini. Vendar pa se naboj enakomerno razporedi po celotni površini prevodnika. Razlog za ta pojav bomo spoznali v gradivu Električna sila za osnovno šolo.


Prevodnika ne moremo naelektriti z drgnjenjem, saj se ves odtgani naboj v trenutku prenese nazaj na mesto, od koder je prišel.




glavni avtor in urednik gradiva: Maj Pirih