Провідники і діелектрики

Ми бачили в попередніх дослідах, що, торкаючись зарядженим тілом до незарядженим предметів, ми повідомляємо їм електричний заряд. Ми користувалися цим, коли заряджали електроскоп. Таким чином, електричні заряди можуть переходити з одного тіла на інше.

Електричні заряди можуть також і переміщатися по тілу. Так, наприклад, коли ми заряджали електроскоп, ми торкалися скляною паличкою верхнього кінця металевого стержня. Проте і нижній кінець стрижня і листки, прикріплені до цього кінця, виявлялися зарядженими; а це означає, що заряди переміщалися вздовж стрижня.

Проте переміщення зарядів по різних тілах відбувається по-різному. Розглянемо наступний досвід: розташуємо на деякій відстані один від одного два електроскопа, зарядимо один з них і з’єднаємо стержні електроскопом шматком мідного дроту, тримаючи останню за допомогою двох шовкових ниток (рис. 4, а). Відхилення листків зарядженого електроскопа негайно зменшиться, і одночасно з цим листки другого електроскопа відхиляться, виявляючи поява заряду. Електричні заряди легко переміщаються уздовж мідного дроту.

Переміщення зарядів по різних тілах: а) електричні заряди легко переміщуються по металевій дроті; при з’єднанні електроскопом дротом заряд лівого електроскопа зменшується, а правого збільшується; б) електричні заряди не проходять по шовкової нитки; при з’єднанні електроскопом шовковою ниткою лівий електроскоп зберігає заряд, а правий залишається незарядженим

Повторимо тепер цей досвід, але використовуємо замість мідного дроту шовкову нитку (рис. 4, б). При цьому кінці нитки можна тримати безпосередньо в руках. Ми побачимо, що в цьому випадку заряджений електроскоп буде довго зберігати незмінним свій заряд, а другий електроскоп залишатиметься раніше незарядженим. Електричні заряди не можуть переміщатися по шовкової нитки. Провівши той же досвід з звичайної (білої паперової) ниткою, ми отримаємо проміжний результат: заряд буде переходити з одного електроскопа на інший, але дуже повільно).

Речовини, за якими електричні заряди легко переміщуються, ми називаємо провідниками. Речовини, що не володіють цією властивістю, називаються діелектриками (або ізоляторами).

Добрими провідниками є всі метали, водні розчини солей і кислот і багато інших речовин. Хорошою провідністю мають також розпечені гази: якщо наблизити до зарядженого електроскопа полум’я свічки, то повітря навколо електроскопа робиться проводять, заряд з електроскопа переходить на навколишні тіла і листки швидко спадають (рис. 5).

 

Провідником, хоча і не дуже хорошим, є також людське тіло. Якщо доторкнутися до зарядженого електроскопа, він розряджається і його листки опадають. Ми говоримо при цьому, що заряд електроскопа через наше тіло, підлога і стіни кімнати «йде в землю».

Прикладами хороших діелектриків є бурштин, фарфор, скло, ебоніт, гума, шовк і гази при кімнатних температурах. Відзначимо, що багато тверді діелектрики, наприклад скло, добре ізолюють тільки в сухому повітрі і робляться поганими діелектриками, якщо вологість повітря велика. Це пояснюється тим, що у вологому повітрі на поверхні діелектриків може утворитися провідна плівка води. Обережним нагріванням цю плівку можна видалити, після чого ізолююча здатність знову відновлюється.

Коли в якомусь тілі відбувається переміщення зарядів, ми говоримо, що в цьому тілі є електричний струм. Так, наприклад, при з’єднанні електроскопом в мідному дроті (рис. 4, а) виникає короткочасний електричний струм, який принципово нічим не відрізняється від струму в освітлювальної мережі або в трамвайному дроті.

У сучасних застосуваннях електрики і провідники та діелектрики відіграють величезну роль. Металеві проводу лінії електропередачі являють собою ті «канали», за якими ми змушуємо рухатися заряди. При цьому важливо, щоб у місцях кріплення проводів заряди не йшли з проводів в навколишні предмети. Тому дроти завжди розташовуються на спеціальних ізолюючих кріпленнях – «ізоляторах», без яких сучасні лінії електропередачі були б неможливі.

Посилання на основну публікацію