2. Η ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΣΤΑΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ 2.2

ΣΤΟΧΟΙ Σ’ αυτό το μάθημα θα μάθουμε: Τι είναι ο στατικός ηλεκτρισμός. Παραδείγματα όπου συναντούμε το στατικό ηλεκτρισμό. Πώς να εξηγούμε τα διάφορα φαινόμενα του στατικού ηλεκτρισμού. Πώς δημιουργούνται οι κεραυνοί και οι αστραπές.

ΣΤΑ ΑΡΧΑΙΑ ΧΡΟΝΙΑ Εξακόσια χρόνια π.Χ. ένας Έλληνας μαθηματικός, αστρονόμος και φιλόσοφος, ο Θαλής ο Μιλήσιος, έκανε μερικά από τα πρώτα επιστημονικά πειράματα. Σ' ένα από αυτά παρατήρησε ότι αν τρίψουμε κεχριμπάρι (δηλαδή απολιθωμένο ρετσίνι δέντρων) σε μετάξι ή μαλλί, αυτό παράγει σπινθήρες και αποκτά την ιδιότητα να έλκει μικρά κομμάτια χνούδι, άχυρο κ.λ.π. Την ίδια παρατήρηση με τον Θαλή έκανε και ο Αριστοτέλης, ενώ και οι δύο απέδωσαν αυτήν την ιδιότητα που έχει το κεχριμπάρι στην υπόθεση ότι ήταν έμψυχο. Ας σημειωθεί οτι ο όρος "ηλεκτρισμός" προέρχεται από τη λέξη "ήλεκτρο" που σημαίνει κεχριμπάρι. Θαλής ο Μιλήσιος Αρκετές ιστορικές αναφορές μας βεβαιώνουν ότι ο Θαλής ο Μιλήσιος (625-547 π.Χ.) πραγματοποίησε απλά πειράματα γύρω από φυσικά φαινόμενα, που σήμερα κατατάσσονται στη σφαίρα του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού.

Πώς φορτίζεται ο εβονίτης Ράβδος από εβονίτη Μάλλινο ύφασμα Ο εβονίτης φορτίζεται αρνητικά και το ύφασμα θετικά. Τρίβοντας τη ράβδο από εβονίτη με το μάλλινο ύφασμα, ηλεκτρόνια αποσπώνται από το μαλλί και εναποτίθενται στη ράβδο.

Πώς φορτίζεται το γυαλί Ράβδος από γυαλί Ύφασμα από μετάξι Το γυαλί φορτίζεται θετικά και το ύφασμα αρνητικά Τρίβοντας τη ράβδο από γυαλί με το μεταξένιο ύφασμα, ηλεκτρόνια αποσπώνται από το γυαλί και εναποτίθενται στο ύφασμα.

Ο στατικός ηλεκτρισμός Η συγκέντρωση αρνητικού ή θετικού φορτίου σ’ ένα σώμα ονομάζεται στατικός ηλεκτρισμός.

Τι είναι ο στατικός ηλεκτρισμός Αν σε ξηρό καιρό, μετά από περπάτημα σε χαλί έλθετε σε επαφή με μια μεταλλική επιφάνεια, θα νοιώσετε μια ηλεκτρική εκκένωση. Γιατί; Ηλεκτρικό φορτίο μεταφέρεται από το δάκτυλο στο χερούλι της πόρτας. Η συγκέντρωση αρνητικού ή θετικού φορτίου σ’ ένα σώμα ονομάζεται στατικός ηλεκτρισμός.

Στατικός ηλεκτρισμός σε μια χτενιά Αν τρίψουμε μια χτενιά μ’ ένα μάλλινο ύφασμα και την πλησιάσουμε σε μικρά κομματάκια από χαρτί, θα τα δούμε να έλκονται από τη χτενιά.

Παραδείγματα στατικού ηλεκτρισμού Σίγουρα έχετε νοιώσει τις τρίχες του χεριού σας να σηκώνονται όταν το πλησιάζετε κοντά στην οθόνη της τηλεόρασης ενώ λειτουργεί. Γιατί νομίζετε; Ένας σπινθήρας από στατικό ηλεκτρισμό μπορεί να καταστρέψει τον υπολογιστή σας.

Στατικός ηλεκτρισμός στη φύση Όταν τα στατικά ηλεκτρικά φορτία που δημιουργούνται μέσα στα σύννεφα βρουν δίοδο προς τη γη, σχηματίζεται ο κεραυνός. Μέση τάση σε ηλεκτρική εκκένωση: 15 000 000 V. _ + Ηλεκτρικές εκκενώσεις μπορεί να γίνουν και μεταξύ δύο σύννεφων. Τότε έχουμε την αστραπή.

Το πείραμα του Franklin με το χαρταετό (λιθογραφία) Στο πείραμα αυτό ο Φραγκλίνος έδεσε ένα κλειδί στο μεταξένιο νήμα ενός χαρταετού, τον οποίο πέταξε στη διάρκεια μιας καταιγίδας. Σύντομα διαπίστωσε ότι το μεταλλικό κλειδί είχε φορτιστεί ηλεκτρικά, μια και όταν πλησίασε αυτό το χέρι του, δημιουργήθηκαν σπινθήρες και ένοιωσε ένα σοκ. Ο ηλεκτρισμός πέρασε από τα σύννεφα στο κλειδί μέσω του νήματος. Έτσι ο Φραγκλίνος απέδειξε ότι ο κεραυνός είναι μια ηλεκτρική εκκένωση μεταξύ του σύννεφου και του εδάφους.

Φόρτιση σε οχήματα Ξέρετε για ποιο λόγο τα οχήματα και ειδικά τα βυτιοφόρα, έχουν ένα λάστιχο ή μια αλυσίδα να κρέμεται από το σασί και να αγγίζει το έδαφος; Τα αυτοκίνητα καθώς κινούνται σε ξηρό αέρα φορτίζονται. Το φορτίο αυτό είναι επικίνδυνο και μπορεί να προκαλέσει έκρηξη. Η αλυσίδα ή το λάστιχο μεταφέρουν το φορτίο στη γη.

Πειράματα με μπαλόνια Φουσκώστε ένα μπαλόνι σε μάλλινο ύφασμα και πλησιάστε το σε μια πολύ λεπτή ροή νερού. Θα δείτε το νερό να κινείται μαζί με το μπαλόνι. Προσπαθήστε να εξηγήσετε το φαινόμενο. Watch the Video

Κι’ άλλα πειράματα με μπαλόνια Φουσκώστε ένα μπαλόνι μέσα σ’ ένα μάλλινο τρικό και κρατείστε το κόντρα στον τοίχο. Ανόμοια φορτία έλκονται Τι παρατηρείτε; Φουσκώστε δύο μπαλόνια με τον ίδιο τρόπο και αφού τα δέσετε με κλωστή κρατείστε τα μαζί. Όμοια φορτία απωθούνται Τι παρατηρείτε;

Στατικός ηλεκτρισμός και στο άνθρωπο Καθώς το κορίτσι αγγίζει τη φορτισμένη γεννήτρια Βαν ντε Γκραφ, οι τρίχες των μαλλιών της σηκώνονται. Προσπαθήστε να το εξηγήσετε, αφού λάβετε υπόψη ότι όμοια φορτία απωθούνται.

ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ ΣΤΑΤΙΚΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ Τι είναι Κεραυνοί Παραδείγματα αστραπές Παραδείγματα Να εξηγούμε τα φαινόμενα