Hvordan bliver et objekt positivt ladet?

Har du nogensinde set et lynnedslag eller blevet chokeret, da du rørte ved en dørknop? I så fald har du observeret strømmen af ​​elektriske ladninger i aktion. Positive og negative elektriske ladninger skabes fra bevægelsen af ​​småpartikler kaldet elektroner. Mens elektroner er så små, at de ikke engang kan ses med et mikroskop, kan du se, hvordan positive og negative ladninger danner bare ved at bruge genstande i dit eget hus.

Elektron og ladning

Du ved måske allerede, at alt materie består af mikroskopiske partikler kaldet atomer. Atomer består imidlertid af endnu mindre partikler kaldet elektroner, protoner og neutroner. Protoner findes i midten eller kernen af ​​et atom og har en positiv ladning; neutroner findes også i kernen men har ingen ladning. Elektroner kredser kernen og er negativt ladet.

Normalt har et atom et lige antal protoner og elektroner. Men fordi elektroner findes i den ydre del af et atom, vil de undertiden bevæge sig fra et atom eller en gruppe af atomer til en anden. Når et atom eller en gruppe af atomer har flere elektroner end protoner, er det negativt ladet
. Når et atom eller en gruppe af atomer har flere protoner end elektroner, er det positivt ladet
. Et atom eller en gruppe af atomer, der har det samme antal protoner og elektroner, er neutralt ladet.

Sådan laver du en positiv ladning

Hvis du nogensinde har gnides en ballon i dit hår og brugt det til at få dit hår til at stå op, ved du allerede hvordan man laver positive og negative afgifter. Når atomer gnider sig mod hinanden, kan elektroner overføre dem. Dette betyder, at et objekt ikke kan blive positivt ladet, medmindre et andet objekt bliver negativt ladet de elektroner skal gå et sted. Når du gned ballonen i dit hår, flyttede elektroner fra atomer i dit hår til atomer i ballonen, hvilket gjorde dit hår positivt ladet og ballonen negativt ladet.

Dit hår står op, fordi genstande med modsatte ladninger er tiltrukket af hinanden. Du har måske også fastgjort ballonen til en af ​​væggene i dit hus. Dette skyldes, at ladede objekter, enten positive eller negative, også tiltrækkes af neutralt opladede genstande, ligesom væggen. Men hvis du bragte ballonen tæt på en anden ballon, du debiterede denne vej, ville de to balloner flytte væk fra hinanden. Det skyldes, at to genstande med samme ladning, enten positive eller negative, altid afviser hinanden.

Triboelektriske Serier

Du har set hvordan elektronerne bevæger sig fra dit hår til ballonen, når du gned dem mod hinanden. Men hvorfor flyttede de fra dit hår til ballonen og ikke omvendt? Ballonen vil altid ende med at blive negativt ladet i dette eksperiment, fordi visse stoffer giver op med elektroner lettere end andre, og det vil altid være lettere for gummiet i ballonen at tage elektroner fra dit hår end for dit hår at tage elektroner fra ballon.

En triboelektrisk serie
er en liste, der viser, hvor nemt det er for forskellige stoffer at tage elektroner fra hinanden. Jo lavere et stof er på en triboelektrisk serie, jo mere sandsynligt er det at blive negativt ladet. Et stof kan tage elektroner fra stoffer over det på serien. Du kan f.eks. Tage følgende triboelektriske serier:

Hårglas Papiruld Vinyl Latex Teflon

Du kan se, at gnidning teflon på et af de andre stoffer på denne liste vil gøre disse materialer positivt ladede, fordi teflonen kan tage elektroner fra dem alle. Og ethvert stof på denne liste kan blive negativt ladet ved at tage elektroner fra dit hår.

Hvorfor er lynnedslag?

Positive og negative ladninger er også årsagen til, at lynnedslag rammer under tordenvejr. Thunderclouds dannes, når dråber af vand i den kolde, øvre dele af atmosfæren fryser fast og falder; på samme tid bærer opdrager vanddamp op. Det faldende og stigende vand gnider mod hinanden: Det faldende vand bliver negativt ladet, og det stigende vand bliver positivt opladet. På grund af dette er thundercloud negativt ladet på bunden og positivt ladet ovenpå.

Normalt fordi en ladet objekt tiltrækkes af et neutralt ladet objekt, vil elektronerne i tordencloud langsomt strømme til det neutralt opladede jord. Imidlertid fungerer luften imellem skyen og jorden som en isolator
, et stof der forhindrer elektroner i at flytte igennem det nemt. Men når en stærk nok negativ ladning opbygges i bunden af ​​skyen, kan luften heller ikke stoppe det. Elektronerne hopper alle sammen til jorden på en gang i form af lynnedslag.