Kako predmet postane pozitivno napolnjen?

Ste že kdaj videli udar strele ali ste bili šokirani, ko ste se dotaknili kljuke na vratih? V tem primeru ste opazili moč električnih nabojev v akciji. Pozitivni in negativni električni naboji nastanejo zaradi gibanja drobnih delcev, imenovanih elektroni. Čeprav so elektroni tako majhni, da jih niti z mikroskopom ni mogoče videti, lahko vidite, kako nastanejo pozitivni in negativni naboji samo z uporabo predmetov v vaši hiši.

•••DanComaniciu / iStock / Getty Images

Morda že veste, da je vsa snov sestavljena iz mikroskopskih delcev, imenovanih atomi. Atomi pa so sestavljeni iz še manjših delcev, imenovanih elektroni, protoni in nevtroni. Protoni se nahajajo v središču ali jedru atoma in imajo pozitiven naboj; nevtroni se nahajajo tudi v jedru, vendar nimajo naboja. Elektroni krožijo okoli jedra in so negativno nabiti.

Običajno ima atom enako število protonov in elektronov. Ker pa se elektroni nahajajo v zunanjem delu atoma, se včasih premaknejo z enega atoma ali skupine atomov na drugega. Kadar ima atom ali skupina atomov več elektronov kot protonov, je

•••sarahdoow / iStock / Getty Images

Če ste si kdaj v lase podrgnili balon in ga uporabili za dvig las, že veste, kako narediti pozitivne in negativne naboje. Kadar se atomi podrgnejo drug ob drugega, se lahko med njimi prenašajo elektroni. To pomeni, da se objekt ne more pozitivno nabiti, razen če drug predmet postane negativno nabit; ti elektroni morajo nekam iti. Ko ste si balon podrgnili v lase, so se elektroni preselili iz atomov v laseh v atome v balonu, zaradi česar so bili vaši lasje pozitivno napolnjeni, balon pa negativno nabit.

Vaši lasje stojijo, ker se predmeti z nasprotnimi naboji privlačijo drug drugega. Mogoče ste tudi balon prilepili na eno od sten v vaši hiši. To je zato, ker nabite predmete, pozitivne ali negativne, privlačijo tudi nevtralno nabiti predmeti, kot je stena. Če pa ste balon približali drugemu balonu, ki ste ga napolnili na ta način, bi se balona oddaljila drug od drugega. To je zato, ker se dva predmeta z enakim nabojem, bodisi pozitiven bodisi negativen, vedno odbijata.

•••sedmak / iStock / Getty Images

Videli ste, kako se elektroni premikajo z vaših las na balon, ko ste jih drgnili drug ob drugega. Zakaj pa so se z vaših las premaknili na balon in ne obratno? V tem poskusu se bo balon vedno končal z negativnim nabojem, ker se nekatere snovi lažje predajo elektronom kot druge, in gumi v balonu bo vedno lažje vzeti elektrone iz las, kot pa lase vzeti elektrone iz balon.

A triboelektrične serije je seznam, ki prikazuje, kako lahko različne snovi med seboj vzamejo elektrone. Nižja kot je snov v triboelektrični seriji, večja je verjetnost, da bo postala negativno nabita. Snov lahko vzame elektrone iz katere koli snovi nad serijo. Za primer vzemimo naslednje triboelektrične serije:

Lasni stekleni papir Volna Vinil Latex Teflon

Vidite lahko, da bo drgnjenje teflona s katero koli drugo snov na tem seznamu pozitivno napolnilo te materiale, ker lahko teflon vzame elektrone iz vseh. In vsaka snov s tega seznama se lahko negativno napolni z jemanjem elektronov iz las.

•••Evgeniy1 / iStock / Getty Images

Pozitivni in negativni naboji so tudi razlog, da med nevihtami udari strela. Nevihte nastanejo, ko kapljice vode v mrazu, zgornji deli ozračja trdno zmrznejo in padejo; ob istem toku gornji tokovi vodijo vodno paro navzgor. Padajoča in naraščajoča voda se drgneta druga ob drugo: padajoča voda postane negativno napolnjena, naraščajoča pa pozitivno nabita. Zaradi tega je nevihta na dnu negativno napolnjena, na vrhu pa pozitivno.

Ker običajno napolnjeni predmet privlači nevtralno nabit predmet, bi elektroni v nevihti počasi prihajali do nevtralno nabitih tal. Vendar zrak med oblakom in tlemi služi kot izolator, snov, ki preprečuje, da bi se elektroni skozinjo zlahka premikali. Ko pa se na dnu oblaka nabere dovolj močan negativni naboj, ga niti zrak ne more ustaviti. Vsi elektroni naenkrat skočijo na tla v obliki strele.