Naboj

Izvor: Vidipedija
Skoči na: orijentacija, traži

Električni naboj je temeljno očuvano svojstvo nekih subatomskih čestica, koje određuje njihovu elektromagnetsku interakciju. Električni nabijena materija stvara elektromagnetska polja i utječe na njih. Međudjelovanje između naboja i polja je izvor jedne od četiti fundamentalne sile, i to elektromagnetske sile.

Povijest naboja

Grčki filozof Tales dokazao je da se naboj može akumulirati trljanjem krzna o različite materijale, kao što je jantar. Poznati Grci su znali da nabijeni jantarni gumb može privlačiti lake objekte kao što je na primjer kosa. Isto su tako znali da dugim trljanjem jantara mogu dobiti iskakanje iskre.

Charles Francios de Cisternay du Fay je 1733. godine iznio mišlenje da elektricitet dolazi u dvije inačice, izrazito te da imaju teoriju o dvojnosti fluida.

Benjamin Franklin je u 18. st. zastupao jednu fluidnu teoriju elektriciteta. Franklin je elektricitet zamišljao kao vrstu nevidljivog fluida koji postoji u svim predmetima (u Leydenovoj staklenci staklo je to koji drži akumulirani naboj).

Statički elektricitet

Razlika potencijala između oblaka i zemlje.
Elektricitet je pojava koju uzrokuju prisutnost ili gibanje naboja (elektrona ili iona), koji djeluju električnom silom. Za materijal kažemo da ima negativan električni naboj ako ima višak elektrona, a pozitivan naboj ako ima manjak elektrona. Električna struja je gibanje elektrona kroz materijal. Kontrast tomu je statički elektricitet, za koji kažemo da je zadržan u materijelu s električnim nabojem. Istovrsni naboji se odbijaju, a raznovrsni privlače.

Nabijena čestica uvijek privlači vodič bez naboja elektrostatskom indukcijom-prvi zakon elektrostatike. Vodič je materijal s velikim brojem čestica koji se slobodno gibaju, te tako može provoditi ili prenositi električnu struju (elektricitet). Izolator je materijal s vrlo malo elektrona, koji se slobodno gibaju. Takve materijale koristimo kao zaštitu od strujnog udara.

Elektrostatska indukcija

Elektrostatska indukcija je postupak pri kojem vodič postaje nabijen uporabom naboja drugog tijela, bez dodira. Naboji se induciraju u različitim dijelovima predmeta uslijed odbijanja i privlačenja. Munje i gromovi su iznenadan dotok elektriciteta iz oblaka, nabijenog uslijed međusobnog trenja različitih čestica. Gromobran pomaže pri usmjeravanju naboja iz oblaka i odvođenju jake električne struje u zemlju. Gromobran se sastoji od tri dijela:

  1. Gromobranske hvataljke
  2. Tijela- gromobranske trake- najkraći put do zemlje
  3. Uzemljenja - mreža ukopana u zemlju spaja vod gromobrana (olakšan protok struje).

Van de Graaffov generator

Stroj u kojem se pozitivan naboj sa šiljka, pomoću pokretnog remena, prenosi i pohranjuja u metalnoj kugli.

Potencijal i kapacitet

Van de Graaffov generator
Električno nabijeni predmeti zbog svoga naboja i položaja u električnom polju, imaju potencijalnu energiju. Potencijal je svojstvo polja. Potencijalna energija je pridružena jedinici naboja u određenoj točci el. polja, kao recimo, rad izvršen gibanjem jedinice pozitivnog naboja do te točke.

Jedinica razlike potencijala je volt (razlika potencijala je između dvije točke jednaka je promijeni energije, nastala gibanjem pozitivnog naboja od jedne do druge točke u el. polju).

Kapacitet je omjer spremljenog naboja u tijelu i povećanja njegova potencijala. Tijelo s većim kapacitetom zahtijeva veći naboj kako bi izmijenio svoj potencijal, jednako kao i tijelo s manjim kapacitetom i onda je manji naboj. Farad je jedinica kapaciteta.

Kondenzator je uređaj za pohranjivanje električnog naboja. Sastoji se od dvije paralelne metalne ploče, odvojene električnim izolatorom koji nazivamo dielektrik.