В повседневной жизни человек наблюдает огромное количество явлений и, возможно, гораздо большее их количество остаются незамеченными. Одними из них являются электрические явления.

Опыт показывает, что после соприкосновения и последующего разделения двух тел из различных веществ между этими телами обнаруживаются силы притяжения. Например, если пластмассовой расчёской провести несколько раз по сухим волосам или по шерстяному свитеру, то пластмасса приобретёт новое свойство: начнёт притягивать мелкие кусочки бумаги, другие лёгкие предметы и даже тонкие струйки воды. Таким образом, два тела – наэлектризованное и ненаэлектризованное – всегда притягиваются. Два тела, наэлектризованные трением друг о друга, тоже будут притягиваться. К примеру, наэлектризовавшись трением о наше тело (при ходьбе, движениях рук и ног), свитер или юбка притягиваются, «липнут» к телу.

Наэлектризованные тела (их также называют заряженными или имеющими заряд) могут не только притягиваться, они могут и отталкиваться. Проведем опыт: натрём палочку из эбонита (вулканизированный каучук) шерстяной варежкой, а палочку из стекла – шёлковым платком. Подвесив палочки на нитях, увидим, что эбонит и шерсть, а также стекло и шёлк притягивают друг друга.

Теперь поменяем пары тел, видим, что эбонит и шёлк, а также стекло и шерсть отталкивают друг друга.

Явление, наблюдаемое в этих опытах, называется электризацией тел.

Явление электризации тел и взаимодействие наэлектризованных тел было обнаружено более 2000 лет тому назад, на основе гипотезы о существовании электрических зарядов.

Как возникает электризация тел? Попытаемся выяснить. При трении тел друг о друга электроны способны покидать свой атом и переходить на другой. Почему это происходит? Известно, что атом состоит из ядра, внутри которого находятся протоны и нейтроны, вокруг ядра вращаются электроны. Поэтому при соприкосновении двух тел электрон покидает свой атом того вещества, в котором силы притяжения ядра атома меньше, и переходит на то вещество, в котором эти силы больше. В итоге одно тело приобретает отрицательный заряд, а другое становится положительно заряженным.

Переход электронов от одного тела к другому, после которого тела приобретают разные знаки зарядов, называют электризацией трением (см. рисунок).

Еще один способ электризации - электризация индукцией(от лат. «индукцио» – наведение, возникновение). Проиллюстрируем данный способ: (см. рисунок).

Имеются два незаряженных металлических шара (число электронов равно числу протонов), которые касаются друг друга (а). Затем к одному из них подносят, не касаясь его, наэлектризованную (к примеру, положительно) палочку (б), после чего второй шар отодвигают (в). Теперь палочку можно убрать, шары будут разноимённо заряженными. Почему в данном опыте тела имеют разные знаки? Сначала металлические шары не были заряжены. Поскольку палочка стеклянная, считаем её заряд положительным. Она притягивает отрицательно заряженные частицы шаров – электроны. Поэтому электроны «перетекает» в левую часть левого шара, и в этом месте образуется скопление отрицательного заряда (б). Положительные ионы металла прочно связаны друг с другом, поэтому никуда не «перетекут». После отделения двух тел одно оказывается заряжено положительно, другое - отрицательно. Все ли тела поддаются индукционной электризации? Выясним, как происходит электризация в древесине и пластмассе. Электроны в резине, древесине и пластмассе не являются свободными, то есть не могут перетекать на другие тела. Поэтому для электризации тел из этих веществ необходимо прибегнуть к их трению, способствующему интенсивному отделению электронов от атомов и переходу на другое тело.

Исходя из видов электризации тел и свойств, можно выделить два вида веществ: 

диэлектрики - вещества, которые не имеют свободных электронов, не проводят заряд от одного тела к другому (фарфор, древесина, пластмасса), и 

проводники– тела и вещества со свободными заряженными частицами, которые могут перемещать заряд в другие части тела и к другим телам (все металлы, растворы электролитов, солей, кислот, щелочей).

Существует некая особенность в распределении заряда. Обратимся к опыту: повторим опыт по электризации индукцией иначе. Сначала те же шары по-прежнему не заряжены (д). Поднесём палочку к шарам (е), затем уберём её и после этого разъединим шары (ж). В итоге шары окажутся незаряженными (з).

При поднесении положительно заряженной палочки к телам, атомы которых электрически нейтральны (е), левый шар приобрел отрицательный заряд, а правый – положительный. Помним, что тела с разноименными зарядами притягиваются, что и произошло в нашем случае. Электроны перешли с правого шара на левый. Отодвинем шары друг от друга после того как уберем палочку (ж), отрицательный заряд снова оказался в правом шаре, а заряд как первого, так и второго шара стал, как и вначале, нейтральным. (з)

Доказали закон сохранения электрического заряда: что при возникновении и переходе зарядов от одного тела к другому, алгебраическая сумма всех зарядов замкнутой системы остается постоянной.

Итак, тело считается заряженным, если оно притягивает к себе более мелкие тела. Если тело заряжено, то это значит, что ему сообщен электрический заряд.

Электрический заряд– это физическая величина, характеризующая свойства тел, частиц вступать в электромагнитные взаимодействия и определять значение сил и энергии при таких взаимодействиях. Буквенное обозначение: q.

Остановимся подробно на характеристиках заряда. Выясним, какими характеристиками обладает заряд:

1. Носителями электрического заряда являются частицы.

2. Без частиц электрический заряд не существует, но частицы без заряда существуют -нейтрон.

3. В 1733 г. французский учёный Ш. Дюфэ проделал опыты и выяснил, что на электризуемых телах могут образовываться заряды только двух родов. По знаку условно электрический заряд делится на два вида: +qположительный (так заряжается стекло, потёртое о шёлк; шерсть, потёртая об эбонит) и –qотрицательный (заряд шёлка при трении о стекло; заряд эбонита при трении о шерсть).

А) Носитель отрицательного элементарного заряда – электрон.

Б) Носитель положительного элементарного заряда – протон.

4. Характер взаимодействия заряда зависит от их знаков:

А) Заряды разных знаков притягиваются.

Б) Заряды одинаковых знаков отталкиваются.

В) Если в теле имеется одинаковое количество отрицательных и положительных зарядов, их действие взаимно нейтрализуется, тело нейтрально. Если в двух телах имеется избыток электрических зарядов одного знака, тела отталкиваются, или в одном теле избыток положительных зарядов, в другом избыток отрицательных, то тела притягиваются.

5. Единица измерения заряда 1 Кулон (1Кл).

6. Элементарные заряды отличаются только знаками, модули (числом) которых одинаковы и равны ∣e∣ = 1,6 · 10–19 Кл.

7. Чтобы узнать заряд любого тела, нужно количество частиц умножить на величину элементарного заряда, q= N· ∣e∣.

8. Тело считается отрицательно заряженным, если в нем число электронов больше, чем число протонов.

9. Тело считается положительно заряженным, если в нем число протонов больше, чем число электронов.

10. Заряд распределяется равномерно по внешней поверхности одинаковой кривизны. Если кривизна поверхности разная, то на поверхности с кривизной с меньшим радиусом располагается больший по величине заряд – это используют в громоотводах, так как верхнюю часть громоотвода делают более заостренной.

11. Электрический заряд - инвариантная физическая величина, не зависит от скорости движения тела.

Подведем итоги:

- Если тело способно притягивать к себе более мелкие тела, означает, что оно заряжено, то есть, сообщен заряд. 

- По знаку заряд делится на два вида: положительный и отрицательный. 

- Электризация тел возникает двумя способами: трением и наведением (индукцией). 

- В ходе распределения зарядов в теле выполняется закон сохранения электрического заряда. 

- Изучение электрических явлений в повседневной жизни играет значимую роль для дальнейшего развития науки и техники.