Исследовательский проект Электризация тел

Руководитель проекта Преподаватель физики ГБПОУ МТК Мокрова Ирина Иннокентьевна

Задачи проекта 1. Изучить историю возникновения учения об электричестве 2. Выяснить физическую природу явления электризации тел 3. Рассмотреть практическое значение электризации в быту и технике 4.Предложить способы устранения нежелательных последствий электризации тел

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Теория Строение атома Атомы состоят из ядер и электронов. В состав ядра входят положительно заряженные протоны и не имеющие заряда нейтроны. Электроны несут отрицательный заряд. Количество электронов в атоме равно числу протонов в ядре, поэтому в целом атом нейтрален. Заряд любого тела: q = ±Ne , где е = 1,6*10 -19 Кл - элементарный или минимально возможный заряд (заряд электрона), N - число избыточных или недостающих электронов .

Теория Электрические заряды Электрические заряды возникают, если в атоме нарушается баланс между количеством электронов и протонов. Если число электронов превышает количество протонов, атом становится отрицательно заряженным ионом. Если число электронов меньше количества протонов в ядре, атом становится положительно заряженным ионом ъ Тела, заряженные зарядом одного знака, отталкиваются, а противоположно заряженные — притягиваются

Теория Статическое электричество Статическое электричество — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках . При электризации тел происходит перемещение электронов, входящих в состав атомов любых тел, с одного тела на другое. Тело можно наэлектризовать: А)Трением (При натирании стекла бумагой или шёлком оно зарядится положительно ,а бумага или шёлк отрицательно) Б)Прикосновением (Если прикоснуться заряженным телом к незаряженному, то заряд разделится) В)По индукции (Если к незаряженному телу поднести заряженное, то вследствие взаимодействия зарядов они перераспределятся в незаряженном теле)

Исторические сведения Фалес Милетский (624 – 547 гг. до нашей эры) Обнаружил, что янтарь, потёртый о мех, приобретает свойство притягивать пушинки, соломинки. Дочь Фалеса пряла шерсть янтарным веретеном. Уро-нив его однажды в воду, стала обтирать веретено шерстяным хитоном и заметила, что к веретену пристало несколько шерстинок, и чем сильнее она вытирала веретено, тем больше налипало шерстинок. Девушка рассказала об этом явлении отцу, тот провёл эксперимент с раз-личными изделиями, и все они вели себя одинаково…

Исторические сведения Уильям Гильберт (1540 – 1603 гг.) показал, что при трении электризуетсяне только янтарь, но и другие вещества и что притягиваются металлы, дерево, листья и даже вода и масло…

Исторические сведения Отто фон Герике (1602 – 1686 гг.) …построил первую электро-статическую машину, осно-ванную на трении… …обнаружил, что кроме притяжения существует электрическое отталки-вание…

Исторические сведения …изучал взаимодействие наэектризованных тел, заме-тил, что в одних случаях наэлектризованные тела взаимно притягиваются, а в других — отталкиваются. Объяснил это явление тем, что существуют два рода электричества — «стеклян-ное» и «смоляное». Тела, заряженные электричеством одного рода, взаимно от-талкиваются, а при разно-именных зарядах притяги-ваюся… Шарль Дюфе (1666 – 1736 гг.)

Исторические сведения …«стеклянное» электричество им было названо положительным, а «смоляное» — отрицательным… Бенджамин Франклин (1706 – 1790 гг.)

ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ «…установил, от чего зави-сит сила взаимодействия наэлектризованных тел. Из опытов Кулона возникло понятие «количество электричества…»

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ Молния В результате движения воздушных потоков, насыщенных водяными парами, образуются грозовые облака, являющиеся носителями статического электричества. Электрические разряды образуются между разноименными заряженными облаками или, чаще, между заряженным облаком и землей. При достижении определенной разности потенциалов происходит разряд молнии между облаками или на земле. Для защиты от молний устанавливаются молниеотводы, проводящие разряд напрямую в землю.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ Молния Молния выбирает самый короткий путь к земле, поэтому попадает в здания или в деревья. Высокие здания оборудуют металлическими полосами (прутьями), по которым электрический разряд уходит в землю. Это громоотвод. Грозовой разряд идет на землю и обратно по одному и тому же пути. Это происходит с такой скоростью, что наш глаз видит только одну вспышку. На своем пути молния раскаляет воздух, который, быстро расширяясь, создает звуковую волну. Это вызывает громовые раскаты. Мы слышим их после того, как увидим молнию, так как звук распространяется значительно медленнее, чем свет.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ Электризация водопадов Впервые электризация жидкости при дроблении была замечена у водопадов Швейцарии в 1 786 г. С 1913г. явление получило название баллоэлектрического эффекта. Эффект электризации наблюдается не только у водопадов на открытой местности, но и в пещерах. Заряд воздуху у водопадов сообщают микроскопические капельки воды и молекулярные комплексы, которые при дроблении отрываются от водной поверхности и уносятся в окружающую среду.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ Электризация водопадов . Наиболее значительный эффект электризации воздуха наблюдается у самых больших водопадов мира - Игуассу на границе Бразилии и Аргентины (высота падения воды - 190 м, ширина потока - 1 500 м) и Виктория на реке Замбези в Африке (высота падения воды - 133 м, ширина потока -1600 м). У водопада Виктория за счет дробления воды возникает электрическое поле напряженностью 25 кВ/м. При дроблении пресной воды в воздух переходит отрицательный заряд. Поэтому в воздухе у водопадов количество отрицательных ионов превышает количество положительных. У небольшого водопада Учан-Су в Крыму отношение отрицательных ионов к количеству положительных равно 6,2.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРИРОДЕ Электризация живых существ В бассейне Амазонки индейцы ловили электрических угрей, загоняя в водоем лошадей, для того чтобы обессилить электрического угря от множества разрядов. Когда комар садится на вашу руку, он начинает энергично тереть лапками крылышки и брюшко. Оказывается, при энергичном трении хитинового покрова образуется статическое электричество, между кожей руки и насекомым происходит слабый разряд, проскакивает искра. Разряд и помогает пробить твёрдую кожу хоботком насекомого.

Знаете ли Вы, почему нельзя заливать бензин в пластмассовые канистры? Этого нельзя делать потому что пластмасс – диэлектрик. Из – за трения бензина может произойти взрыв, а в металлических – заряд вытесненный изнутри на поверхность уйдет в землю. Электростатические явления в быту и технике

Статическое электричество может принести пользу: - при окраске мелких деталей краскораспылителем, краску и тело заряжают противоположными зарядами, что приводит к большой экономии краски, - в лечебных целях используют статический душ, - для очистки воздуха от пыли, сажи, кислотных и щелочных паров используются электростатические фильтры, - для копчения рыбы в специальных электромерах (рыба заряжается положительно, а электроды отрицательно, копчение в электрическом поле происходит в десятки раз быстрее).

Электростатические явления в быту и технике Маляр без кисточки   При окраске мелких деталей краскораспылителем, краску и тело заряжают противоположными зарядами, что приводит к большой экономии краски Движущиеся на конвейере окрашиваемые детали, например корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд, и они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный и плотный.

Электростатические явления в быту и технике Электрические копчености  Копчение — это пропитывание продукта древесным дымом. Частицы дыма не только придают продуктам вкус, но и предохраняют их от порчи. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а отрицательным электродом служит, например, тушка рыбы. Заряженные частички дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются ею. Все электрокопчение продолжается несколько минут

Чтобы получить в электрическом поле слой ворса на каком-либо материале, надо материал заземлить, поверхность покрыть клеящим веществом, а затем через заряженную металлическую сетку, расположенную над этой поверхностью, пропустить порцию ворса. Ворсинки быстро ориентируются в поле и, распределяясь равномерно, оседают на клей строго перпендикулярно поверхности. Так получают покрытия, похожие на замшу или бархат. Легко получить разноцветный узор, заготовив порции разного по цвету ворса и несколько шаблонов, которыми в процессе электроворсования прикрывают поочередно отдельные участки   изделия.   Так   можно   сделать   многоцветные ковры. Электростатические явления в быту и технике Электрический ворс

Электростатические явления в быту и технике Смешение веществ  Если мелкие частицы одного вещества зарядить положительно, а другого — отрицательно, то легко получить их смесь, где частицы распределены равномерно. Например, на хлебозаводе теперь не приходится совершать большую механическую работу, чтобы замесить тесто

При трении о воздух электризуется самолет. Поэтому после посадки к самолету нельзя сразу же приставлять металлический трап: может возникнуть разряд, который вызовет пожар. Сначала самолет «разряжают»: опускают на землю металлический трос, соединенный с обшивкой самолета, и разряд происходит между землей и концом троса. Электростатические явления в быту и технике Электризация самолетов

Электростатические явления в быту и технике Электризация человека . Самый известный всем пример электризации – это электризация пластиковой расчески, которая после расчесывания получает отрицательный заряд, а волосы приобретают положительный. Статическое электричество широко распространено в обыденной жизни. Если, например, на полу лежит ковер из шерсти, то при трении об него человеческое тело может получить электрический заряд минус, а ковер получит заряд плюс. Когда человек, тело которого наэлектризовано, дотрагивается до металлического предмета, например трубы отопления или холодильника, накопленный заряд моментально разрядится, а человек получит легкий удар током.

Электростатические явления в медицине Сильные электрические поля используются в медицине при создании электроаэрозолей. Они представляют собой лекарственные или другие биологические вещества, распыленные в электростатическом поле и обладающие целым рядом свойств, выгодно отличающих их от обычных аэрозолей: капельки электроаэрозоля сильнее измельчаются, меньше слипаются, при определенных условиях они глубже проникают в легкие (вплоть до мельчайших легочных ячеек — альвеол), создавая в них запасы постепенно всасывающихся лекарственных или биологически активных веществ. Электризация синтетического белья, возникающая во время носки, оказывается даже полезной. Например, известно, что поливинилхлоридное белье помогает при лечении некоторых болезней

Электростатические явления в быту и технике Явление электризации используется в лазерных принтерах и копировальных аппаратах

Способы и средства для борьбы с накоплением электрических зарядов Технический прогресс не только расширяет возможности человека, но и ставит множество новых проблем. Например, сегодня в различных отраслях промышленности используются сильные электрические поля, широко внедряется в быт синтетика, а синтетические материалы обладают способностью накапливать электрические заряды. Приходится решать проблемы, связанные с влиянием электрических полей на технологические процессы и на организм человека.

В домашних условиях устранить заряды статического электричества довольно легко, повышая относительную влажность воздуха квартиры до 60—70%

Электризация устраняется, если к воде, которой протирают пластиковые полы, добавить гидрофильные вещества, например хлорид кальция, а также если протирать электризующиеся поверхности глицерином.

Интернет источники : http://iclass.home-edu.ru http://thephysics.org.ua http://ru.wikipedia ttp://schools.keldysh.ru http://planeta.edu.tomsk.ru