Elektrostatička indukcija — kako balon kotrlja limenku a da je ne dodirne?

🎬 Video

📖 Pojmovi

Šta se dešava u limenci

Limenka je od metala, a metal je pun slobodnih elektrona. Kad joj se približi negativno naelektrisan balon, on odgurne slobodne elektrone na drugu stranu limenke. Strana bliža balonu ostane sa manjkom elektrona — pozitivna, a dalja strana dobije višak — negativna. Takvo razdvajanje naelektrisanja na provodniku, izazvano naelektrisanim telom u blizini, zove se elektrostatička indukcija.

Celina ostaje neutralna

Pri indukciji nijedan elektron ne uđe u limenku niti iz nje izađe — elektroni se samo premeste s jedne strane na drugu. Zato je limenka kao celina i dalje neutralna. Kad balon skloniš, elektroni se vrate i raspodela je opet ravnomerna.

Zašto se neutralno telo privlači

Balon privlači bližu, suprotno naelektrisanu stranu limenke, a odbija dalju stranu istog znaka. Kulonova sila slabi sa rastojanjem, pa je privlačenje bliže strane jače od odbijanja dalje. Zato ukupna sila vuče limenku ka balonu. Isto važi i kad bi balon bio pozitivan — tada bi se elektroni skupili na bližoj strani, i limenka bi opet bila privučena.

Izolatori: papirić i zid

U izolatoru elektroni ne mogu da putuju kroz celo telo, ali se u svakom atomu ili molekulu malo pomere ka naelektrisanom telu ili od njega. Tako se i na površini izolatora pojavi slabo naelektrisanje suprotnog znaka okrenuto ka balonu. Zbog toga balon privlači papiriće, kosu i neutralan zid, iako su to izolatori.

Naelektrisavanje indukcijom

Indukcijom se telo može i trajno naelektrisati. Kad je balon blizu limenke, dodirni prstom dalju stranu: elektroni koje balon odguruje odu kroz tebe u Zemlju. Skloni prst, pa tek onda balon — limenka ostaje naelektrisana pozitivno, suprotno od balona, a balon nije izgubio ništa od svog naelektrisanja.

Dva metalna dela

Isto se može postići sa dve metalne kugle na izolatorskim postoljima koje se dodiruju. Prinese se naelektrisano telo, kugle se razdvoje dok je ono još blizu, i tek onda se ono skloni. Bliža kugla ostaje naelektrisana suprotno od tela, a dalja istim znakom — i to jednakim količinama.

Elektroskop bez dodira

Prinesi negativan češalj elektroskopu, ali ga ne dodiruj. Češalj odgurne slobodne elektrone sa kugle niz metalni štap, sve do listića. Listići sada imaju višak elektrona, odbijaju se i razmaknu — iako niko nije dodirnuo elektroskop. Skloni češalj i elektroni se vrate gore: listići se skupe.

Elektrofor

Elektrofor je jednostavna sprava za naelektrisavanje indukcijom: plastična ploča i metalna ploča sa izolatorskom drškom. Plastična ploča se trljanjem naelektriše negativno. Na nju se spusti metalna ploča, pa se ona kratko dodirne prstom — deo elektrona ode kroz prst. Kad se metalna ploča podigne za dršku, ostaje pozitivno naelektrisana. Postupak se može ponavljati mnogo puta, jer plastična ploča skoro ništa ne gubi — njeno naelektrisanje ne prelazi na metalnu ploču.

Influentna mašina

U fizičkom kabinetu možda si video spravu sa dva velika okrugla diska i ručicom: kad se ručica okreće, između dve metalne kugle počnu da pucketaju varnice duge i po nekoliko centimetara. To je influentna mašina. Ona ponavlja indukciju iznova i iznova dok se diskovi okreću, pa na kuglama nakupi suprotna naelektrisanja — mnogo veća nego što se dobije trljanjem.

❓ Pitanja

✏️ Rešeni zadaci

📝 Test

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