ОТ ЛУЧИНЫ ДО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

«РУССКИЙ СВЕТ»

ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Щё в древнем мире было замечено, что если янтарь потереть о шерсть, то он способен притягивать к себе различные лёгкие тела: пушинки, небольшие кусочки бу­маги, волосы.

Такой же способностью обладает стеклянная палочка, если её натереть куском шёлка.

В XVII веке это природное явление было названо элек­тричеством от греческого слова янтарь — «электрон».

Тела, обладающие электрическими свойствами, при­нято называть наэлектризованными. Говорят также, что они имеют электрический заряд.

Несложными опытами можно убедиться в том, что электрические заряды бывают двух родов: один положи­тельный, другой отрицательный. Их обозначают знаками «+» и «—».

Заряды положительного электричества возникают на стекле при трении его об мех (поэтому сперва такое элек­тричество называли стеклянным), а заряды отрицатель­ного электричества возникают на янтаре.

Если два тела имеют одноимённые электрические за­ряды, то эти тела отталкиваются друг от друга. Наоборот, тела, заряженные разноимённым электричеством, взаимно притягиваются. Другими словами, между электрическими зарядами действуют силы электрического взаимодействия. Каждый электрический заряд создаёт вокруг себя в про­странстве особые, электрические силы.

Разгадка электричества кроется в самой природе ве­щества.

Мы уже говорили о том, что в каждом атоме вокруг ядра движутся электроны. Но что удерживает электроны в атоме?

Силы электрического взаимодействия.

Как теперь хорошо известно, каждый электрон яв­ляется носителем мельчайшего отрицательного электриче­ского заряда, а ядро атома заряжено положительным электричеством. Таким образом, между ядром и атомными электронами должно существовать взаимное притяжение.

Каждый атом в целом, в своём нормальном состоянии, электрически нейтрален, т. е. не имеет никакого электриче­ского заряда, так как положительный заряд атомного ядра в точности равен сумме отрицательных зарядов всех элек­тронов, находящихся в атоме.

Однако так бывает не всегда. Иногда атом теряет один или несколько своих орбитальных электронов и тогда он становится уже электрически заряженным: положитель­ный заряд ядра будет теперь уже больше, чем сумма от­рицательных зарядов оставшихся электронов. Такой по­ложительно заряженный атом называют положитель­ным ионом.

В других случаях он превращается в отрицатель­ный ион (когда атом приобретает лишние электроны).

Вот такие электрически заряженные атомы и образу­ются при электризации янтаря или стеклянной палочки.

При электризации тел трением атомы одного тела те­ряют из своих оболочек часть электронов, которые перехо­дят в электронные оболочки атомов другого тела. Появ­ляются отрицательные и положительные ионы. Тело, кото­рое будет иметь отрицательные ионы (янтарь), будет заряжено отрицательно. А тело, в котором образуются положительные ионы (стеклянная палочка), приобретает положительный заряд электричества.

Среди природных тел известна большая группа таких, в которых часть атомных электронов не связана с опреде­лёнными атомами; это так называемые «свободные» элек­троны. Они «не привязаны» к отдельным атомам, а могут свободно перемещаться внутри тела.

Такие тела (к ним относятся все металлы) можно на­электризовать, не прибегая к трению.

Посмотрите на рисунок 8. К незаряженному металли­ческому телу мы подносим шарик, заряженный отрица­тельным электричеством. «Свободные» электроны, т. е. отрицательные заряды тела, стараясь оттолкнуться от близко поднесённого отрицательного заряда, перейдут на противоположный конец, благодаря чему он зарядится от­рицательно, а другой конец тела зарядится при этом по­ложительно.

Если теперь к концу тела, на котором образовался от­рицательный электрический заряд, мы притронемся паль­цем, то, стремясь оттолкнуться ещё дальше от поднесён­ного отрицательно заряженного шарика, отрицательный заряд уйдёт с тела через палец в землю (рис. 8).

Теперь уберём палец и отрицательно заряженный ша­рик. Незаряженное ранее тело окажется заряженным по­ложительным электричеством. Такой способ электризации тел называется электризацией через влияние.

В природе такого рода электризация происходит при грозе. В грозовом облаке при трении встречных быстрых потоков холодного и более тёплого воздуха один о дру­гой скапливаются большие количества атмосферного электричества определённого знака — положительного или отрицательного. Когда туча проходит низко над землёй, она возбуждает через влияние на поверхности земли боль­шие электрические заряды противоположного знака. При

Этом часто ударяет молния — разряд атмосферного элек­тричества. Явление сопровождается сильным треском — громом.

При электрическом разряде происходит движение элек­трических зарядов. А движение электрических зарядов — это и есть электрический ток.

В молнии, как природной, так и искусственной, полу­чаемой в лаборатории, электрический ток длится очень короткое время. Но при помощи различных электрических машин можно получать и постоянный ток.

По проводникам электрический ток можно передавать на большие расстояния — туда, где он необходим. Провод­никами тока служат металлы — алюминий, медь и дру­гие. У этих тел, как мы уже говорили, имеются не связан­ные с отдельными атомами электроны.

В металлическом проводе, не присоединённом к источ­нику тока, электроны не имеют какого-либо упорядочен­ного движения; они перемещаются внутри тела в самых различных направлениях, хаотически. Но когда мы при­соединяем концы провода к полюсам (электродам) источ­ника электрического тока, в нём возникает упорядоченный поток «свободных» электронов — от одного полюса ма­шины к другому. Это и будет электрический ток в ме­таллах.

Современные мощные машины, создающие электриче­ский ток,— генераторы — вырабатывают не постоянный ток, а переменный. Такой ток во многих случаях более удобен и выгоден для практических целей.

При переменном токе направление движения электро­нов в проводниках изменяется много раз в секунду.