МОЛНИЯ И ГРОМ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗРЯД

Произведём теперь такой опыт. Зарядим электроскоп электричеством одного рода, например — положительным (стеклянным). Листочки электроскопа разойдутся (рис. 4, слева).

Теперь поднесём к этому электроскопу натёртую смо­ляную палочку и, таким образом, подведём к нему некоторую новую порцию электричества, но уже другого рода — отрицательного (смоляного). Казалось бы, ли­сточки должны разойтись ещё больше. Но оказывается, происходит обратное явление: листочки сойдутся и сво­бодно повиснут так, как будто бы никакого электричества в электроскопе нет (рис. 4, справа). Два одинаковых

Количества электричества разного рода уничтожают друг друга; при их соединении ни того, ни другого электриче­ства не остаётся.

Это явление называют электрическим разрядом — гово­рят, что два тела, содержавшие положительное и отрица­тельное электричества, разрядились.

Положительное и отрицательное электричества всегда стремятся притянуться друг к другу и разрядить тело, на котором они находились. Если тела, заряженные электри- чествами разного рода, находятся близко друг от друга, но не соединены, то разряд может произойти и через воздух — тогда между обоими телами проскакивает искра и раздаётся короткий сухой треск. Чем сильнее тела были заряжены электричеством, тем ярче искра и сильнее треск.

В лабораториях учёные могут зарядить электричеством металлические шары так сильно, что образуется сверкаю­щая искра до 10 метров длиной и раздаётся оглушитель­ный удар.

Всякая электрическая искра происходит от соединения между собой положительного и отрицательного электри­чества, т. е. от электрического разряда.

10

Все вещества, предметы, тела можно разделить на две группы — проводники электричества и электрические изо­ляторы.

Чем отличаются проводники от изоляторов?

Чтобы ответить на этот вопрос, сделаем следующий опыт с электроскопом. Возьмём два электроскопа и по­ставим их рядом на столе. Один из электроскопов заря-

Рис. 5. По проводнику электричество переходит от одного электроскопа к другому, а по изолятору перейти не может.

Дим электричеством, а другой оставим незаряженным (рис. 5, сверху). Прикоснёмся теперь к обоим шарикам сразу медной палочкой. Мы увидим, что угол между ли­сточками заряженного электроскопа немного уменьшится, а листочки незаряженного электроскопа раздвинутся (рис. 5, слева). Это происходит потому, что часть электричества с одного электроскопа ушла по медной палочке к другому. Медь — проводник электричества.

Сделаем теперь снова такой же опыт, но на этот раз соединим шарики обоих электроскопов палочкой, сделан­ной из фарфора (рис. 5, справа). Листочки электроскопа
останутся в прежнем положении: с ними ничего не про­изойдёт. Через фарфор электричество не смогло перейти от одного электроскопа к другому. Фарфор не проводит электричества. Он является изолятором.

Проводниками электричества являются, в первую оче­редь, металлы (медь, железо и другие), вода и земля. Человеческое тело также относится к проводникам. При­

Мерами электрических изоляторов являются фарфор, стек­ло, резина, воздух.

Проводники и носят своё название от того, что они проводят электричество, т. е. пропускают его через себя, а изоляторы не проводят — не пропускают через себя электричество.

Основную часть электрических устройств составляют проводники, переносящие электричество в определённое место, и изоляторы, которые не дают электричеству уходить в неположенные для него места. Всякий, кто ви­дел телефонную линию или линию передачи электриче­ской энергии (рис. 6), замечал, что провода, которые служат для передачи электричества, натянуты на фарфо­ровых или стеклянных изоляторах. Провода (линия пере­дачи) несут электричество от электрической станции (где оно вырабатывается машинами) к фабрикам, заво­дам, МТС и жилищам. Большие фарфоровые изоляторы поддерживают провода и обеспечивают передачу по ним электричества. Изоляторы нужны именно для того, чтобы не допустить ухода электричества с проводов через стол­бы в землю, оградить, или, как говорят, «изолировать» его от земли.

Текущее в проводах электричество образует электри­ческий ток. Чем больше электричества протекает в одну секунду через провод, тем больший ток течёт по нему.

12

Для ответа на вопрос — что же представляет собою электричество? — нужно знать, из чего состоят различ­ные тела природы. Это изучается наукой, которая назы­вается физикой.

Учёные-физики установили, что каждое тело, твёрдое, жидкое или газообразное, состоит из отдельных очень мелких частичек, называемых атомами. Атом же, в свою очередь, состоит из нескольких ещё более мелких частиц, заряженных электричеством. В середине атома располо­жена его основная часть — ядро атома. Это ядро заряжено положительным электричеством. Вокруг ядра вращаются частицы вещества, называемые электронами. Электрон за­ряжен отрицательным электричеством.

В обычном состоянии атом содержит одинаковое коли­чество положительного и отрицательного электриче­ства и поэтому он не проявляет своих электрических свойств.

Однако, если каким-либо образом разбить атом на ча­сти — отделить от него один или несколько электронов, то оставшаяся часть будет иметь больше положительного электричества, чем отрицательного. Тогда такой неполный атом проявит себя как положительно заряженное тело: он будет стремиться притянуть из окружающей среды недостающие ему электроны. Оторвавшиеся же от атома электроны будут проявлять свойства отрицательного электричества.

Этот отрыв и происходит, например, при натирании стекла мехом или плотной бумагой; его можно получать и другими способами. Электрический ток в проводе и представляет собой движение электронов. Количество электронов, т. е. количество электричества, проходящего через 1 квадратный сантиметр поперечного сечения про­водника, называется силой тока.

Сила тока в электротехнике измеряется единицей, на­зываемой ампером.

Через электрическую лампочку, горящую в комнате п имеющую среднюю яркость, протекает ток, изме­ряемый >/з—*/г ампера. В линиях передачи элект­рической энергии протекают токи, измеряемые сот­нями и тысячами ампер, а в молнии ток доходит до 200 000 ампер!

Теперь, когда мы знаем, что атомы каждого тела состоят из частиц, содержащих как положительное, так и отрицательное электричество, мы можем объяснить важное явление—получение электричества через влия­ние. Это поможет нам понять, как образуется молния.

Произведём следующий опыт. Поднесём к шарику электроскопа палочку, заряженную электричеством ка­кого-нибудь рода, например — положительным, но не бу­дем дотрагиваться палочкой до шарика, оставив между ними маленький просвет (рис. 7, слева). Листочки элект-

Роскопа разойдутся, хотя электричество с палочки на ша­рик не могло перейти: воздух не является проводником. Это произошло по следующей причине. Положительное электричество на палочке будет притягивать к себе отри­цательное электричество, имеющееся на шарике, стержне и листочках электроскопа, и отталкивать от себя поло­жительное электричество на этих же проводниках. Отри­цательное электричество соберётся ближе к палочке — на поверхности шарика, а положительное — дальше, на листочках. А оба листочка, на которых оказалось электричество одного и того же рода (положительное), разойдутся.

Но такое расположение обоих электричеств на элект­роскопе — непрочное. Стоит нам удалить палочку от ша­рика, и листочки снова спадут: оба рода электричества, притягиваясь друг к другу, опять равномерно распреде­лятся во всех частях электроскопа, и он перестанет про­являть свои электрические свойства.

Поступим теперь так. Снова поднесём к шарику элект­роскопа палочку, заряженную положительным электриче-

14 ством, оставив просвет. Листочки разойдутся. Затем, не унося палочки, дотронемся другой рукой до шарика. Угол между листочками немного уменьшится, но совсем листочки не спадут (рис. 7, посредине). Теперь унесём палочку и отнимем руку. Листочки останутся в прежнем положении — электроскоп будет заряжен (рис. 7, справа).

Почему это произошло? Откуда получилось электриче­ство на электроскопе? Ведь мы заряженной палочкой к шарику не прикасались.

Когда мы дотронулись рукою до шарика электроскопа, то положительное электричество на нём, которое стреми­лось оттолкнуться от палочки, пошло по проводникам — нашей руке и нашему телу — и ушло в землю. А отрица­тельное электричество, притягиваемое палочкой, осталось на электроскопе и распределилось по всей его проводя­щей части, на шарике, стержне и листочках. На долю листочков досталось уже меньше электричества, и угол между ними уменьшился. Когда мы после этого унесли палочку, то ничего не изменилось, и электроскоп остался заряженным отрицательным электричеством.

Такой способ получения электричества называется по­лучением электричества «через влияние». Здесь электри­чество не переходит от одного тела к другому, а полу­чается от влияния тела, заряженного электричеством дру­гого рода.

Мы увидим в следующей главе, что именно такое по­лучение электричества через влияние и будет причиной молнии.

Рассказанных здесь сведений достаточно, чтобы по­нять, как образуется молния, какие действия она произ­водит и как от неё защититься. Этому и посвящены сле­дующие главы нашей книжки.