Электростатическая индукция
->
В атомных ядрах проводников некоторые электроны слабо связаны с ядрами и поэтому легко оставляют атом. Такие электроны называются свободными. Свободные электроны постоянно перемещаются и находятся в беспорядочном движении внутри проводника. В процессе этого движения электроны сталкиваются с молекулами, в результате чего ими из молекул выбиваются новые свободные электроны. На место вылетевших электронов становятся электроны, вызвавшие это явление.
Если на проводник действует внешнее электрическое поле, то беспорядочное движение свободных электронов сменяется движением, направленным в одну сторону.
Хорошими проводниками электричества являются металлы, уголь, водные растворы кислот и солей. В электротехнике чаще всего применяются медные, алюминиевые и стальные проводники.
Целый ряд существующих в природе веществ не имеют свободных электронов. В них электроны под действием внешнего электрического поля только отклоняются от своего обычного пути движения вокруг ядра, не оставляя атома. К ним относятся: стекло, мрамор, фарфор, резина, эбонит, воск и другие. К изоляторам относятся также минеральные масла, воздух, различные лаки. Они почти совсем не пропускают электрического постоянного тока.
Кроме этих двух крайних по электрическим свойствам категорий веществ, имеются и такие, которые занимают промежуточное положение. Их называют полупроводниками. К полупроводникам относятся: селен, закись меди, сернистый кадмий, германий, сернистый свинец и. др.
Не следует забывать, что в природе не существует ни идеальных проводников, ни идеальных изоляторов. Кроме металлических проводников, которые называют проводниками первого рода, в электротехнике применяют и проводники второго рода — растворы кислот, солей и щелочей. Растворы подобного рода называют электролитами. В проводниках второго рода молекулы состоят из положительных и отрицательных ионов. Если в раствор поместить два металлических стержня, соединенных с источником электрической энергии, то ионы будут перемещаться, направляясь в сторону зарядов соответствующего знака.
Если рядом с проводником расположить на некотором расстоянии электрически заряженное тело, то оказывается, что в проводнике также появляются электрические заряды. При этом на том конце проводника, который ближе к подносимому заряженному телу, возникает заряд, противоположный по знаку заряду тела. На другом конце проводника появится заряд такой же по знаку и по величине, как и заряд подносимого тела. Явление возникновения электрических зарядов на расстоянии называется электроста-1 тической индукцией.
Возникновение электрических зарядов на расстоянии.
Если тело, заряженное электричеством, удалить, то индуктируемые в проводнике
заряды исчезнут. Однако, при некоторых условиях, можно эти появившиеся на концах проводника заряды сохранить. Для этого необходимо взять проводник, состоящий из двух частей. Каждая часть такого проводника укреплена на изолирующей подставке.
После того, как в двух половинах такого разрезанного проводника появятся разные по знаку заряды, надо эти половинки разъединить.
Оказывается, что даже после удаления индуктирующего эти заряды тела, на одной половине проводника сохранится положительный электрический заряд, а на другой — отрицательный.
Описанное выше явление можно объяснить так: при появлении вблизи проводника тела, имеющего заряд определенного знака, свободные электроны в проводнике сосредоточатся на одном из его концов, в зависимости от знака поднесенного заряда. Если заряд тела положительный, то свободные электроны сосредотачиваются ближе к нему, так как они будут притягиваться положительным зарядом. Если же заряд тела отрицательный, электроны, отталкиваясь от него, сосредоточатся на дальнем конце проводника.