אלקטרוסטטיקה

דף עבודה וסיכום

 

מהו חשמל סטטי?

 

האם קרה לך ביום חם ויבש שאתה מסתרק והשערות נדבקות למסרק ונעמדות כאילו הייתה יצור מן החלל?  אולי הלכת על שטיח וכשנגעת בחפץ מסוים הרגשת "מכה" חשמלית?  חשמל זה אינו מאותו סוג שאנו משתמשים בו להפעיל את מכשירי החשמל שלנו בבית.  סוג זה של חשמל מכונה "חשמל סטטי" משום שהוא אינו נע במסלול מסוים.

 

כל חפץ וגוף בנויים מחומר, וכל חומר בנוי מאטומים.  באטומים אלה המטען השלילי שווה למטען החיובי, כך שבדרך כלל כשאנו נוגעים בחפצים איננו מקבלים "מכה" חשמלית.  אנו אומרים שהאטומים הנייטרליים.  באטום נייטרלי המטען החיובי שווה למטען השלילי כך שהאחד מבטל את השני.  חומר שלו יש יותר מטען חיובי משלילי, או יותר מטען שלילי מחיובי, אנו מכנים חומר טעון ובעל חשמל סטטי.

 

מטענים דומים דוחים אחד את השני ומטענים שונים נמשכים אחד לשני.

 

חשמל סטטי - מה הכוונה כשאומרים מטען חשמלי?

 

כשמשפשפים בלון בשערות או עם פיסת צמר, הוא ירים חתיכות נייר קטנות.  פעולה זו היא תוצאה של מטען חשמלי.  פעולת השפשוף גורמת לאי שוויון בין המטען החיובי והמטען השלילי.  האלקטרונים (שמטענם שלילי) עברו מהבד לבלון.  דבר זה השאיר את הבד עם עודף פרוטונים (שמטענם חיובי), זאת אומרת יותר פרוטונים מאלקטרונים.  בבלון נוצר עודף אלקטרונים.  זאת אומרת, יש עתה יותר אלקטרונים מפרוטונים.

 

מעבר זה של אלקטרונים מהבד לבלון, גרם למצב של אי-שוויון.  מטען חשמלי עבר מחפץ אחד לשני וגרם לטעינת שני החפצים במטענים שונים.

 

הגדרות

 

חפץ נייטרלי - חפץ שבו יש שוויון בין פרוטונים (המטען החיובי) לאלקטרונים

                       (המטען השלילי)

חפץ טעון - חפץ שקיבל או איבד אלקטרונים ובכך נוצר מצב של אי-שוויון בין שני            

                   המטענים השונים.

 

האלקטרו סקופ

 

חוק המטענים החשמליים אומר כי מטענים שווים דוחים זה את זה ומטענים שונים מושכים זה את זה.

 

חוק מדעי הוא עובדה, או קבוצה של עובדות שנבדקו שוב ושוב והוכחו שנכונים משך שנים רבות.

 

מכשיר פשוט העוזר לבדוק את חוק המטענים הוא האלקטרו סקופ  (ראה ציור)

 

 

בורג

 

פס מתכת

 

 

קשית

 

                                       

 

                                   

אפשר להטעין אלקטרו סקופ עם מטען שלילי אם נקרב אל הבורג מוט פלסטיק ששופשף בחתיכת צמר. (ציור א).  כאשר נוגעים בבורג, מטען שלילי זורם לתוך האלקטרו סקופ והקשית נדחית מפס המתכת.  (ציור ב). כשמסירים את המוט לאלקטרוסופ יש מטען שלילי. (ציור ג). אם נגע באצבע בבורג, המטען יזרום דרך גופינו לרצפה והאלקטרו סקופ  יאבד את המטען שלו.  הקשית תחזור למקומה

(ציור ד).

               מוט פלסטיק                                                  מוט פלסטיק   

ב

 

א

 
 


                                        

 


                                  

 

 

 

 


                              לפני המגע, מוט פלסטיק טעון                    בעת המגע, אלקטרונים זורמים

                             דוחה אלקטרונים של  אלקטרו סקופ           ממוט טעון לתוך אלקטרו סקופ

                            

 

 

ד

 

ג

 
 

 


                                       

 


כיוון זרימת אלקטרונים

 
                                  

 

 

 

 


                                   מסירים מוט, האלקטרו סקופ                       האלקטרונים בורחים דרך הגוף

                                  טעון במטען שלילי                                        לרצפה. האלקטרו סקופ חוזר

                                                                                                   להיות נייטרלי

 

שאלות:

 

 1.  מדוע קוראים לחשמל סטטי בשם זה?

 2.  מהו אטום ניטרלי? מה מבדיל אותו מאטום טעון?

 3.  השלם את הכוחות הפועלים בין המטענים:  (+) ו- (-) = ___________

                                                                             (+) ו-(+)= ___________

                                                                             (-) ו-(-) = ____________

                                                                             (-) ו-(+) = ___________

 4.  למה גורם השפשוף?

 5.  כאשר מטען שלילי עובר מגוף אחד לשני, שני הגופים נטענים במטען חשמלי:

         a.  הסבר תופעה זו

         b.  מה מטען שני הגופים

 6.  מהו האלקטרו סקופ?

 7.  הסבר כיצד נטען האלקטרו סקופ?

 8.  הסבר כיצד אפשר לפקור את האלקטרו סקופ ממטען חשמלי?

 

 

 

 

כל הזכויות שמורות לעדנה לבל – דואר אלקטרוני – 2002 Copyright ©