Hur laddas ett objekt positivt?

Har du någonsin sett ett blixtnedslag eller blivit chockad när du rörde vid en dörrhandtag? I så fall har du observerat kraften i elektriska laddningar i aktion. Positiva och negativa elektriska laddningar skapas från rörelsen av små partiklar som kallas elektroner. Medan elektroner är så små att de inte ens kan ses med ett mikroskop kan du se hur positiva och negativa laddningar bildas bara genom att använda föremål i ditt eget hus.

•••DanComaniciu / iStock / Getty Images

Du kanske redan vet att all materia består av mikroskopiska partiklar som kallas atomer. Emellertid består atomer av ännu mindre partiklar som kallas elektroner, protoner och neutroner. Protoner finns i en atoms centrum eller kärna och har en positiv laddning; neutroner finns också i kärnan men har ingen laddning. Elektroner kretsar kring kärnan och är negativt laddade.

Normalt har en atom lika stort antal protoner och elektroner. Men eftersom elektroner finns i den yttre delen av en atom kommer de ibland att flytta från en atom eller grupp av atomer till en annan. När en atom eller grupp av atomer har fler elektroner än protoner är det

•••sarahdoow / iStock / Getty Images

Om du någonsin har gnuggat en ballong i håret och använt den för att få ditt hår att stå upp, vet du redan hur man gör positiva och negativa laddningar. Närhelst atomer gnuggar mot varandra kan elektroner överföra mellan dem. Detta betyder att ett objekt inte kan bli positivt laddat om inte ett annat objekt blir negativt laddat; dessa elektroner måste gå någonstans. När du gnuggade ballongen i håret rörde sig elektroner från atomerna i håret till atomerna i ballongen, vilket gjorde ditt hår positivt laddat och ballongen negativt laddat.

Ditt hår står upp eftersom föremål med motsatta laddningar lockas till varandra. Du kanske också har fäst ballongen på en av väggarna i ditt hus. Detta beror på att laddade föremål, vare sig positiva eller negativa, också lockas av neutralt laddade föremål, som väggen. Men om du förde ballongen nära en annan ballong som du laddade på detta sätt skulle de två ballongerna röra sig bort från varandra. Detta beror på att två objekt med samma laddning, oavsett om de är positiva eller negativa, alltid stöter bort varandra.

•••sedmak / iStock / Getty Images

Du har sett hur elektronerna rör sig från ditt hår till ballongen när du gnuggar dem mot varandra. Men varför flyttade de från ditt hår till ballongen och inte tvärtom? Ballongen kommer alltid att hamna negativt laddat i detta experiment, eftersom vissa ämnen ger upp elektroner lättare än andra, och det kommer alltid att vara lättare för gummit i ballongen att ta elektroner från ditt hår än för ditt hår att ta elektroner från ballong.

A triboelektriska serier är en lista som visar hur lätt det är för olika ämnen att ta elektroner från varandra. Ju lägre ett ämne är i en triboelektrisk serie, desto mer sannolikt är det att det blir negativt laddat. Ett ämne kan ta elektroner från alla ämnen ovanför det i serien. Ta till exempel följande triboelektriska serier:

Hårglaspapper Ull Vinyl Latex Teflon

Du kan se att gnugga teflon på något av de andra ämnena i den här listan kommer att göra dessa material positivt laddade, eftersom teflonen kan ta elektroner från dem alla. Och alla ämnen på den här listan kan bli negativt laddade genom att ta elektroner från ditt hår.

•••Evgeniy1 / iStock / Getty Images

Positiva och negativa laddningar är också anledningen till att blixtnedslag under åskväder. Åskmoln bildas när vattendroppar i den kalla, övre delen av atmosfären fryser fast och faller; samtidigt transporterar uppdrag vattenånga. Det fallande och stigande vattnet gnuggar mot varandra: Det fallande vattnet blir negativt laddat och det stigande vattnet blir positivt laddat. På grund av detta är åskmolnet negativt laddat på botten och positivt laddat på toppen.

Normalt, eftersom ett laddat föremål lockas till ett neutralt laddat föremål, skulle elektronerna i åskmoljan långsamt strömma till den neutralt laddade marken. Men luften mellan molnet och marken fungerar som en isolator, ett ämne som förhindrar elektroner från att enkelt röra sig genom det. Men när en tillräckligt stark negativ laddning byggs upp längst ner i molnet kan inte ens luften stoppa den. Elektronerna hoppar alla till marken samtidigt i form av ett blixtnedslag.