Provodnici i izolatori — zašto metalna kašika u ruci neće da se naelektriše?

🎬 Video

📖 Pojmovi

Lenjir da, kašika ne

Kad Marko trlja lenjir, naelektrisanje ostaje na plastici — zato lenjir privlači papiriće. Sa kašikom je drugačije: naelektrisanje kroz metal, Markovu šaku i telo stalno otiče, pa kašika ostaje neutralna. Materijale kroz koje naelektrisanje lako prolazi zovemo provodnicima, a one kroz koje gotovo ne prolazi — izolatorima.

Uzemljenje

Zemlja se ponaša kao neizmerno veliko metalno telo: mokro tlo dobro provodi. Kad telo spojimo sa njom provodnikom, elektroni prelaze između tela i Zemlje — u jednom ili drugom smeru — dok telo praktično ne postane neutralno. Kažemo da je telo uzemljeno. Markova kašika je preko njegove ruke i tela bila stalno uzemljena; da ju je držao kroz gumenu rukavicu, naelektrisala bi se.

Šta provodi, a šta ne

Električni kabl je bakarna žica u plastičnom omotaču: bakar provodi, a plastika štiti ruku. Provodnici su metali, grafit (od kog je i „mina“ olovke) i voda u kojoj su rastvorene soli, kiseline ili baze — pa i znoj i ljudsko telo. Izolatori su plastika, guma, staklo, suvo drvo i porcelan, od kog su „šoljice“ na stubovima dalekovoda.

Zašto metal provodi

Zamisli metal kao uredne redove atoma od kojih je svaki „pustio“ bar po jedan elektron. Ti elektroni ne pripadaju nijednom atomu nego se, kao roj, motaju kroz ceo komad metala. Zovu se slobodni elektroni, i baš oni lako premeštaju naelektrisanje s kraja na kraj metala.

Zašto slana voda provodi

U čaši slane vode nema slobodnih elektrona, ali ima jona. So se u vodi raspadne na pozitivne jone natrijuma ($\mathrm{Na^+}$, sa jednim elektronom manje) i negativne jone hlora ($\mathrm{Cl^-}$, sa jednim elektronom više). Joni se kreću kroz vodu i nose naelektrisanje.

Vazduh

Suv vazduh je izolator — zato zimi, u toploj i suvoj sobi, naelektrisan balon dugo ostane „lepljiv“. Kad je vazduh pun vodene pare, na primer u kupatilu posle tuširanja, balon brzo izgubi naelektrisanje: vlažan vazduh primetno provodi. Gas provodi kad u njemu ima jona ili slobodnih elektrona.

Izolator se naelektriše samo tamo gde ga trljamo

U izolatoru su elektroni čvrsto vezani za svoje atome, pa dodato ili oduzeto naelektrisanje ostaje baš na mestu gde je nastalo. Balon protrljan samo jednom stranom privlači papiriće samo tom stranom. Zato lenjir, da bismo ga dobro naelektrisali, trljamo celom dužinom.

Gde se smesti naelektrisanje na metalu

Naelektrisanja istog znaka se odbijaju, pa se na metalu razbeže što dalje jedna od drugih — sva odu na spoljašnju površinu. Na šupljoj metalnoj kutiji nalaze se spolja, a ne unutra. Najviše ih se skupi na vrhovima i šiljcima, a na metalnoj lopti raspoređena su svuda podjednako.

Spojena metalna tela

Uzmi dve metalne kugle, veliku i malu, i spoji ih žicom. Naelektrisanje se preraspodeli, i velika kugla ga posle spajanja ima više od male — bez obzira na to koja je bila naelektrisana pre toga. (Da su kugle iste veličine, podelile bi ga podjednako.) Slično je kad je jedno telo mnogo veće od drugog, čak i ako nisu istog oblika.

❓ Pitanja

✏️ Rešeni zadaci

📝 Test

Pročitaj zadatak i izaberi tačan odgovor. Računa se šta pogodiš iz prvog pokušaja.