Wie wird ein Objekt positiv geladen?

Haben Sie schon einmal einen Blitzeinschlag gesehen oder sind geschockt, als Sie einen Türknauf berührten? Wenn ja, haben Sie die Kraft elektrischer Ladungen in Aktion beobachtet. Positive und negative elektrische Ladungen entstehen durch die Bewegung winziger Teilchen, die Elektronen genannt werden. Während Elektronen so klein sind, dass man sie nicht einmal mit einem Mikroskop sehen kann, können Sie sehen, wie sich positive und negative Ladungen bilden, wenn Sie Gegenstände in Ihrem eigenen Haus verwenden.

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Sie wissen vielleicht bereits, dass alle Materie aus mikroskopisch kleinen Teilchen besteht, die Atome genannt werden. Atome bestehen jedoch aus noch kleineren Teilchen, den Elektronen, Protonen und Neutronen. Protonen befinden sich im Zentrum oder Kern eines Atoms und haben eine positive Ladung; Neutronen kommen auch im Kern vor, haben aber keine Ladung. Elektronen umkreisen den Kern und sind negativ geladen.

Normalerweise hat ein Atom die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen. Da sich Elektronen jedoch im äußeren Teil eines Atoms befinden, bewegen sie sich manchmal von einem Atom oder einer Atomgruppe zum anderen. Wenn ein Atom oder eine Atomgruppe mehr Elektronen als Protonen hat, ist es

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Wenn Sie jemals einen Ballon in Ihr Haar gerieben und damit aufgerichtet haben, wissen Sie bereits, wie man positive und negative Ladungen erzeugt. Immer wenn Atome aneinander reiben, können Elektronen zwischen ihnen übertragen werden. Dies bedeutet, dass ein Objekt nicht positiv geladen werden kann, es sei denn, ein anderes Objekt wird negativ geladen; Diese Elektronen müssen irgendwo hin. Wenn Sie den Ballon in Ihrem Haar rieben, bewegten sich Elektronen von den Atomen in Ihrem Haar in die Atome im Ballon, wodurch Ihr Haar positiv geladen und der Ballon negativ geladen wurde.

Ihr Haar steht auf, weil sich Gegenstände mit entgegengesetzter Ladung anziehen. Vielleicht haben Sie den Ballon auch an eine der Wände in Ihrem Haus geklebt. Dies liegt daran, dass geladene Objekte, egal ob positiv oder negativ, auch von neutral geladenen Objekten wie der Wand angezogen werden. Wenn Sie den Ballon jedoch in die Nähe eines anderen Ballons bringen, den Sie auf diese Weise aufgeladen haben, würden sich die beiden Ballons voneinander entfernen. Dies liegt daran, dass sich zwei Objekte mit gleicher Ladung, ob positiv oder negativ, immer gegenseitig abstoßen.

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Sie haben gesehen, wie sich die Elektronen von Ihrem Haar zum Ballon bewegen, wenn Sie sie aneinander reiben. Aber warum sind sie von deinen Haaren auf den Ballon übergegangen und nicht umgekehrt? Der Ballon wird bei diesem Experiment immer negativ geladen, da bestimmte Stoffe leichter Elektronen abgeben als andere. und es wird immer leichter sein, dass der Gummi im Ballon Elektronen aus Ihrem Haar aufnimmt als Ihr Haar Elektronen aus dem Ballon.

EIN triboelektrische Reihe ist eine Liste, die zeigt, wie einfach es ist, dass verschiedene Stoffe einander Elektronen entziehen. Je niedriger eine Substanz auf einer triboelektrischen Reihe ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie negativ geladen wird. Ein Stoff kann Elektronen von allen darüber liegenden Stoffen in der Reihe aufnehmen. Nehmen wir zum Beispiel die folgende triboelektrische Reihe:

Haarglas Papierwolle Vinyl Latex Teflon

Sie können sehen, dass das Reiben von Teflon auf einer der anderen Substanzen auf dieser Liste diese Materialien positiv auflädt, da das Teflon von allen Elektronen aufnehmen kann. Und jede Substanz auf dieser Liste kann sich negativ aufladen, indem sie Ihrem Haar Elektronen entzieht.

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Positive und negative Ladungen sind auch der Grund für Blitzeinschläge bei Gewittern. Gewitterwolken bilden sich, wenn Wassertröpfchen in den kalten, oberen Teilen der Atmosphäre gefrieren und fallen; Gleichzeitig tragen Aufwinde Wasserdampf nach oben. Das fallende und das aufsteigende Wasser reiben aneinander: Das fallende Wasser wird negativ geladen, das aufsteigende Wasser wird positiv geladen. Dadurch ist die Gewitterwolke unten negativ und oben positiv geladen.

Normalerweise würden die Elektronen in der Gewitterwolke langsam zum neutral geladenen Boden fließen, weil ein geladenes Objekt von einem neutral geladenen Objekt angezogen wird. Die Luft zwischen der Wolke und dem Boden dient jedoch als Isolator, eine Substanz, die verhindert, dass sich Elektronen leicht durch sie hindurch bewegen. Aber sobald sich am unteren Ende der Wolke eine ausreichend starke negative Ladung aufgebaut hat, kann selbst die Luft sie nicht mehr aufhalten. Die Elektronen springen alle auf einmal in Form eines Blitzeinschlags zu Boden.