Hiện tượng nhiễm điện

I. Hiện tượng nhiễm điện

1. Hiện tượng nhiễm điện cọ xát

Ví dụ: Thí nghiệm tìm hiểu hiện tượng nhiễm điện cọ xát

Chuẩn bị: thước nhựa, các vụn giấy, các mảnh nilông, vải khô

Tiến hành thí nghiệm:

Hình 1: Thí nghiệm tìm hiểu hiện tượng nhiễm điện do cọ xát

• Bước 1: Đặt các vụn giấy trên mặt bàn. Đưa một đầu thước nhựa (chưa được cọ xát) đến gần các vụn giấy. Quan sát hiện tượng xảy ra.
• Bước 2: Dùng vải khô cọ xát nhiều lần vào một đầu thước nhựa rồi tiếp tục đưa đầu thước đã được cọ xát đến gần các vụn giấy. Quan sát hiện tượng xảy ra.
• Bước 3: Thực hiện lại bước 1 và bước 2 nhưng thay các vụn giấy bằng các mảnh nilông.

2. Tính chất của vật nhiễm điện

Thí nghiệm tìm hiểu tính chất của vật nhiễm điện

Chuẩn bị: hai ống nhựa giống nhau, thanh thuỷ tinh, thanh kim loại (nhôm, sắt hoặc đồng), vải khô, lụa, đế nhựa có trục quay.

Tiến hành thí nghiệm:

• Bước 1: Dùng vải khô lần lượt cọ xát vào hai đầu của ống nhựa 1 rồi đặt nó lên đế có trục quay.
• Bước 2: Đưa đầu ống nhựa 2 đã được cọ xát với vải khô đến gần đầu ống nhựa 1. Quan sát hiện tượng xảy ra với ống nhựa 1.
• Bước 3: Thay ống nhựa 2 bằng thanh thuỷ tinh đã được cọ xát với lụa, rồi thực hiện tương tự như bước 2.
• Bước 4: Thay thanh thuỷ tinh bằng thanh kim loại đã được cọ xát với vải khô (hoặc với lụa), rồi thực hiện tương tự như bước 2.

Quy ước:

• Sau khi cọ xát vào vải khô, ống nhựa nhiễm điện âm.
• Sau khi cọ xát vào lụa, thanh thuỷ tinh nhiễm điện dương

3. Giải thích nguyên nhân một vật nhiễm điện do cọ xát

• Nguyên tử là hạt vô cùng nhỏ cấu tạo nên chất. Bình thường nguyên tử trung hòa về điện.
• Electron có thể dịch chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, từ vật này sang vật khác.

Hình 3: Cọ xát thanh cao su vào len

• Khi hai vật liệu cách điện cọ xát vào nhau, như thanh cao su cọ xát vào len, các electron từ len dịch chuyển sang thanh cao su làm thanh cao su và len bị nhiễm điện trái dấu. Các điện tích tập trung ở chỗ cọ xát mà không di chuyển đến những chỗ khác của vật. Ngược lại, bên trong kim loại các electron có thể dịch chuyển dễ dàng đến nơi.

II. Một vài hiện tượng thực tế liên quan đến sự nhiễm điện do cọ xát

a) Hiện tượng: Sét xuất hiện khi trời mưa dông.

Hình 4: Hiện tượng sét

Giải thích: Sự cọ xát mạnh giữa những giọt nước trong luồng không khí bốc lên cao là một trong những nguyên nhân tạo thành các đám mây dông bị nhiễm điện. Khi hai đám mây tích điện trái dấu lại gần nhau, giữa chúng có hiện tượng phóng tia lửa điện, phát ra ánh sáng chói lòa, gọi là sét.

b) Hiện tượng: Vào những ngày thời tiết khô ráo, nhất là những ngày hanh khô, khi cởi áo ngoài bằng len, dạ hay sợi tổng hợp, ta thường nghe thấy những tiếng lách tách nhỏ. Nếu ở trong phòng tối, ta còn thấy các chớp sáng li ti. 

Hình 5: Quần áo làm bằng len

Giải thích: Khi ta cử động cũng như khi cởi áo, do áo len (dạ hay sợi tổng hợp) bị cọ xát nên đã nhiễm điện. Giữa các phần bị nhiễm điện trên áo len hay giữa áo len và áo trong xuất hiện các tia lửa điện là các chớp sáng li ti. Không khí khi đó bị dãn nở phát ra tiếng lách tách nhỏ.

c) Hiện tượng: Chiếc lược nhựa sau khi cọ xát vào vải khô rồi đặt nó gần dòng nước đang chảy từ vòi, ta thấy dòng nước bị hút về phía lược.

Hình 6: Chiếc lược nhiễm điện đưa lại gần dòng chảy

Giải thích: Chiếc lược nhựa sau khi cọ xát vào vải khô sẽ nhiễm điện âm (do nhựa là vật liệu dễ nhận electron). Vì thế lược nhựa có khả năng hút các giọt nước nhỏ, nhẹ.

Ứng dụng của sự nhiễm điện:

• Sơn tĩnh điện.
• Dây xích của xe tải chở xăng.
• Hút bụi.