Elektriskais lādiņš
Elektriskais lādiņš ir elektronu, protonu un citu subatomāro daļiņu pamatīpašība. Elektroniem ir negatīvs lādiņš, bet protoniem - pozitīvs. Negatīvi uzlādētas lietas un pozitīvi uzlādētas lietas velk (piesaista) viena otru. Tas liek elektroniem un protoniem salipt kopā, veidojot atomus. Lietas, kurām ir vienāds lādiņš, atgrūž viena otru (tās atgrūž viena otru). To sauc par lādiņu likumu. To atklāja Šarls Ogistēns Kulons. Likumu, kas apraksta, cik spēcīgi lādiņi viens otru velk un spiež, sauc par Kulona likumu.
Lietas, kurās ir vienāds elektronu un protonu skaits, ir neitrālas. Lietas, kurās ir vairāk elektronu nekā protonu, ir negatīvi uzlādētas, bet lietas, kurās ir mazāk elektronu nekā protonu, ir pozitīvi uzlādētas. Lietas ar vienādu lādiņu viena otru atbaida. Lietas, kurām ir atšķirīgi lādiņi, viena otru piesaista. Ja iespējams, tad tas, kuram ir pārāk daudz elektronu, atdos pietiekami daudz elektronu, lai atbilstu protonu skaitam tajā, kuram ir pārāk daudz protonu, lai atbilstu tā elektronu slodzei. Ja elektronu ir tieši tik daudz, lai tie atbilstu liekajiem protoniem, tad abas lietas viena otru vairs nepiesaista. Kad elektroni pārvietojas no vietas, kur to ir pārāk daudz, uz vietu, kur to ir pārāk maz, to sauc par elektrisko strāvu.
Ja cilvēks, paklājoties ar kājām pa paklāju, pieskaras misiņa durvju rokturim, viņš var saņemt elektriskās strāvas triecienu. Ja ir pietiekami daudz papildu elektronu, tad spēks, ar kādu šie elektroni viens otru atgrūž, var būt pietiekams, lai daži elektroni pārlēktu pāri spraugai starp cilvēku un durvju rokturi. Dzirksteles garums ir sprieguma jeb "elektriskā spiediena" mērvienība. Elektronu skaitu, kas pārvietojas no vienas vietas uz otru laika vienībā, mēra kā strāvas stiprumu jeb "elektronu plūsmas ātrumu".
Ja cilvēks saņem pozitīvu vai negatīvu lādiņu, tas var likt viņa matiem sastingt, jo lādiņi katrā matā to atgrūž no pārējiem.
Elektriskais lādiņš, kas rodas, saņemot triecienu no durvju roktura vai cita priekšmeta, parasti ir no 25 līdz 30 tūkstošiem voltu. Tomēr elektriskā strāva plūst tikai īsu brīdi, tāpēc elektronu plūsma caur cilvēka ķermeni nerada fizisku kaitējumu. No otras puses, mākoņiem iegūstot elektrisko lādiņu, tiem ir vēl lielāks spriegums, un strāvas stiprums (elektronu skaits, kas plūdīs zibens triecienā) var būt ļoti liels. Tas nozīmē, ka elektroni var pārlēkt no mākoņa uz zemi (vai no zemes uz mākoni). Ja šie elektroni iet cauri cilvēkam, tad elektriskais trieciens var apdedzināt vai nogalināt.
Vēsturiskais eksperiments
Džeimss Klērks Maksvels (James Clerk Maxwell) savā darbā "Traktāts par elektrību un magnētismu" (1873) aprakstīja šādu eksperimentu. Parasti stikls un sveķi ir neitrāli uzlādēti. Tomēr, ja tos berzē kopā un pēc tam atdala, tie sāk viens otru pievilkt.
Ja otru stikla gabalu berzē ar otru sveķu gabalu, redzamas šādas lietas:
- Abi stikla gabali viens otru atgrūž.
- Katrs stikla gabaliņš piesaista katru sveķu gabaliņu.
- Abi sveķu gabaliņi viens otru atgrūž.
Ja uzlādēts un neuzlādēts objekts atrodas kopā, pievilkšanās būs ļoti vāja.
Par ķermeņiem, kas spēj šādā veidā piesaistīt vai atbaidīt lietas, saka, ka tie ir "elektrificēti" jeb "uzlādēti ar elektrību". Ja divas dažādas vielas berzē kopā, rodas elektriskais lādiņš, jo viena no tām nodod elektronus otrai. Iemesls tam ir tāds, ka abu vielu atomu spēks piesaistīt elektronus nav vienāds. Tāpēc tas, kuram ir lielāka pievilkšanas spēja, atņems elektronus no tā, kuram ir mazāka pievilkšanas spēja. Ja stiklu berzē pret kaut ko citu, tas var vai nu atdot, vai atņemt elektronus. Tas, kas notiek, ir atkarīgs no tā, kas ir otra lieta.
Lietas, kas ir paņēmušas elektronus, sauc par "negatīvi lādētām", bet lietas, kas ir atdevušas elektronus, sauc par "pozitīvi lādētām". Šiem nosaukumiem nav īpaša iemesla. Tā ir tikai patvaļīga (nejauša izvēle) konvencija (vienošanās).
Ķermeņus var elektrizēt ne tikai berzes rezultātā, bet arī daudzos citos veidos.
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir elektriskais lādiņš?
A: Elektriskais lādiņš ir elektronu, protonu un citu subatomāro daļiņu pamatīpašība. Elektroniem ir negatīvs lādiņš, bet protoniem - pozitīvs. Lietas, kurām ir vienāds lādiņš, viena otru atgrūž (tās viena otru atbaida).
J: Kas atklāja lādiņa likumu?
A: Lādiņa likumu atklāja Šarls Ogistēns de Kulons (Charles-Augustin de Coulomb).
J: Ko apraksta Kulona likums?
A: Kulona likums apraksta, cik spēcīgi lādiņi viens otru velk un spiež.
J: Ar ko neitrāli objekti atšķiras no objektiem ar pozitīvu vai negatīvu lādiņu?
A: Priekšmeti, kuros ir vienāds skaits elektronu un protonu, ir neitrāli, bet priekšmeti, kuros ir vairāk elektronu nekā protonu, ir ar negatīvu lādiņu, bet priekšmeti, kuros ir mazāk elektronu nekā protonu, ir pozitīvi lādēti.
J: Kas notiek, ja saskaras divi objekti ar dažādiem lādiņiem?
A: Kad saskaras divi objekti ar atšķirīgiem lādiņiem, tie viens otru pievilks - ja iespējams, objekts, kuram ir pārāk daudz elektronu, atdos pietiekami daudz elektronu, lai to skaits atbilstu protonu skaitam objektā, kuram ir pārāk daudz protonu salīdzinājumā ar tā elektronu daudzumu. Ja elektronu ir tieši tik daudz, lai tie atbilstu liekajiem protoniem, tad abas lietas viena otru vairs nepiesaista.
J: Kā veidojas elektriskā strāva?
Atbilde: Kad elektroni pārvietojas no vietas, kur to ir pārāk daudz, uz vietu, kur to ir pārāk maz, to sauc par elektrisko strāvu.
Jautājums: Kāpēc dažos gadījumos elektriskais trieciens var būt bīstams, bet citos ne?
A: Elektriskās strāvas trieciens, ko cilvēks izjūt, saņemot triecienu no durvju roktura vai cita priekšmeta, parasti ir no 25 tūkstošiem līdz 30 tūkstošiem voltu; tomēr, tā kā elektriskā strāva plūst tikai īsu brīdi, tā nerada fizisku kaitējumu. No otras puses, kad mākoņi iegūst elektriskos lādiņus, tiem ir vēl augstāks spriegums un strāvas stiprums (elektronu skaits, kas plūst zibens triecienā) var būt ļoti liels - tas nozīmē, ka, ja šie augstsprieguma/augstas strāvas stipruma elektroni iziet cauri cilvēkam, tie var viņu apdedzināt vai nogalināt.
