9 клас

На морських узбережжях Греції, Прибалтики інших країнах люди досить часто знаходили прозорі камінці, які містили в собі рештки різних комах. Як згодом з'ясувалося  це була скам'яніла смола хвойних порід дерев, що росли там багато тисяч років тому. Сьогодні ми називаємо цю смолу – бурштином (рос. янтарь).  Ці камінці чудово горіли і піддавалися обробці нескладним інструментом. Інколи море настільки багато виносило їх на берег, що їх використовували як паливо. Давньогрецький філософ Фалес Мілетьський свідчить, що в Греції з бурштину виготовляли інструменти для ткацьких верстатів. Працюючи з вовною, ткалі помічали, що при тривалій роботі до бурштинових деталей налипає дуже багато ворсинок із вовни та інструмент доводиться досить часто очищати. Грецькою мовою бурштин – ήλεκτρον «електрон». 

Бурштинові властивості згодом були відкриті у багатьох речовин і відповідно до назви, вони отримали назвуелектричних властивостей. Придворний лікар королеви Єлізавєти Уїльям Гілберт спостерігав існування цих властивостей в алмазу, опалу, карборунду та інших дорогоцінних каменів і назвав їх «електричними мінералами». Такі властивості сьогодні ми щоденно бачимо у предметів які входять до нашого вжитку – гребінця, кулькової ручки, одягу; інколи навіть наші хатні улюбленці коти та собаки демонструють прояви цих властивостей у предметів з якими вони контактують. Набуття таких властивостей предметами називають електризацією.

Здатність притягати залежить від того на скільки тривало та ретельно ви натирали предмет. 

Цю властивість використав німецький фізик Отто фон Геріке для створення першої електричної машини.

Вона представляла собою кулю, виплавлену із сірки, яку натирали руками. При тривалому натиранні вона могла породжувати невеликі іскри і навіть злегка вражати експериментатора.

Деякі клаптики паперу, а особливо фольги, притягнувшись до предмета, відскакують від нього і при наближенні наступного разу відштовхуються! Проте, при наближенні тканини чи хутра, яким натирали предмет, притягуються до нього!

Ця особливість наштовхнула французького фізика Шарля Дюфе у XVIII ст. на думку про існування двох видів електрики. Він назвав їх «скляною» та «смоляною». Сьогодні ми кажемо про існування носіїв «позитивної» та «негативної» електрики. 

Носії позитивної електрики нагромаджуються на склі, потертому об шовк, а негативної – на ебоніті потертому об хутро.

Набуття тілами носіїв електричного заряду того чи іншого знаку встановлюється експериментально. При електризації тертям, було встановлено, що одне і те ж саме тіло може заряджатися по різному в залежності від тіла, з яким воно взаємодіє. На основі дослідів, складено так званий, трибоелектричний ряд речовин. 

Збільшення позитивного заряду

Повітря

Руки людини

Скло

Плексиглас

Волосся людини

Нейлон

Шерсть

Шерсть кота

Алюміній

Папір

Сталь

Гума

Мідь

Срібло

Шовк

Целюлоза

Бавовна

Бурштин

Поліуритан 

Поліетилен

Полістирол

Полівініл

Кремній

Тефлон

Епоксидна смола

Натуральний каучук

Збільшення негативного заряду

За цим рядом досить просто визначити знак носіїв набутого тілом електричного заряду, в залежності від того, з яким тілом воно приведене у контакт. 

Чим далі відстоять речовини тіл у цьому ряду, тим яскравіше будуть проявлятися електричні властивості після натирання. Водночас одна і та ж речовина, будучи приведена у контакт з речовинами, що знаходяться вище або нижче може нагромадити носії позитивного або негативний заряду.

Головною властивістю заряджених тіл є їх взаємне притягання або відштовхування. 

Однойменно заряджені тіла (++, --) відштовхуються, різнойменно заряджені (+-) притягаються.

На початку XVIII ст. англійський фізик Стівен Грей, проводячи експерименти по поширенню електрики на відстань, з'ясовує, що речовини можна розділити на категорії, які ми сьогодні називаємо провідники та ізолятори (діелектрики). На поверхні ізоляторів при електризації нагромаджуються носії електричного заряду але вони залишаються нерухомими. В провідниках носії електричного заряду нагромаджуються і переміщуються. Одразу доведеться обмовитися, що чіткого поділу речовин та тіл на провідники та ізолятори бути не може, оскільки за певних умов (наприклад нагріванні) ізолятор може перетворитися на провідник і навпаки. 

Характерними провідниками носіїв електричного заряду є метали та розчини солей, кислот, лугів. Людське тіло, яке містить розчини також можна віднести до провідників. 

Найпростіший прилад для виявлення електричного заряду - електроскоп («той що бачить електрику»).

Цей прилад дозволяє визначити – наелектризований предмет чи ні, та приблизно оцінити величину нагромадженого тілом заряду. Сьогодні створено електричні машини, які можуть генерувати на накопичувати на свої поверхні надзвичайно великі заряди. Один з таких приладів – генератор Ван де Граафа.

Електризуючи різні предмети, за допомогою електроскопа можна порівняти величину нагромадженого ними електричного заряду по куту відхиляння пелюсток. Для кількісного опису такої здатності слугує фізична величина електричний заряд.

Електричний заряд– це фізична величина, за допомогою якої кількісно характеризують інтенсивність електричної взаємодії тіл.Ця величина позначається – q. Має знак + або -, та одиницю вимірювання – 1 Кулон.

Одиниця вимірювання названа на честь французького дослідника Шарля Огюстена Кулона, з роботами якого ми ознайомимося надалі.

 Електричний заряд в 1 Кулон є дуже великим, а тому крім основної одиниці вимірювання існують також похідні одиниці – мілікулони - мКл (10-3 Кл), мікрокулони – мкКл (10-6 Кл), нанокулони – нКл (10-9 Кл). Такого порядку заряди нагромаджуються на тілах, з якими ми маємо справу у побуті.