Молния и гром

Электричество одного какого-нибудь рода отталкивает от себя электричество того же рода и притягивает электричество другого рода. Это — важное свойство электричества. Вот какими простыми опытами можно его проверить.

На вбитый в стену гвоздь наденем чистую сухую стеклянную трубочку, а к концу её подвесим на шёлковой нитке кусочек пробки (рис. 2, слева). Натрём стеклянную палочку мехом или плотной бумагой. Тогда на стекле появится положительное (стеклянное) электричество. Дотронемся затем этой палочкой до пробки. При этом часть электричества перейдёт с палочки на пробку. Теперь на пробке и на конце стеклянной палочки будет находиться электричество одного и того же рода (положительное), и пробка отскочит от палочки.

Рис. 2. Опыты с электричеством. Слева: зарядившись от натёртой палочки, пробка отталкивается от неё. Справа наверху: заряженные натёртой стеклянной палочкой две пробки оттолкнутся друг от друга. Справа внизу: если одну пробку зарядить от стеклянной, а другую — от смоляной палочки, то они притянутся друг к другу.

Подвесим теперь на стеклянную трубку две шелковинки с пробками. Если к обеим пробкам прикоснуться натёртой стеклянной палочкой, то они получат одинаковое, положительное электричество (или, как говорят, «зарядятся» положительным электричеством) и оттолкнутся друг от друга (рис. 2, справа наверху). То же самое произойдёт, если зарядить обе пробки отрицательным электричеством от натёртой смоляной палочки. Таким образом, два одинакового рода электричества отталкиваются друг от друга.

Если же одну пробку зарядить натёртой стеклянной палочкой, а другую — натёртой смоляной, то обе пробки окажутся заряженными электричествами различного рода и притянутся одна к другой (рис. 2, справа внизу).

Таким образом, два разного рода электричества притягиваются одно к другому.

3. Прибор для наблюдения действия электричества — электроскоп

Чтобы узнать, заряжен ли какой-нибудь предмет электричеством, пользуются простым прибором, который называется электроскопом. Электроскоп основан на том свойстве электричества, о котором только что говорилось — на свойстве двух предметов, заряженных электричеством одинакового рода, отталкиваться друг от друга.

Этот прибор изображён на рис. 3 (слева). Он состоит из стеклянной банки, закрытой пробкой, через которую проходит металлический стержень. На том конце стержня, который находится внутри банки, укреплены два тонких продолговатых металлических листочка, а на наружном конце находится металлический шарик. Если к шарику прикоснуться стеклянной палочкой, заряженной электричеством, то это стеклянное электричество перейдёт по стержню на листочки. Оба листочка окажутся заряженными электричеством одинакового рода (положительным), и поэтому они оттолкнутся друг от друга и примут наклонное положение. Это и показано на рис. 3 (справа).

Рис. 3. Листочки электроскопа (справа) раздвинулись — значит он заряжен электричеством.

Если ещё раз натереть стеклянную палочку и снова прикоснуться ею к шарику, то листочки электроскопа разойдутся ещё больше. Это происходит потому, что мы зарядили электроскоп дважды или, как говорят, подвели к нему двойное количество электричества. Чем больше электричества мы имеем, тем более заметно оно себя проявляет. В маленькой искре от гребёнки имеется очень немного электричества — и мы видим слабый свет и слышим тихий треск. При молнии же образуется очень большое количество электричества, и поэтому мы видим искры огромной длины и слышим оглушительный гром.

4. Электрический разряд

Произведём теперь такой опыт. Зарядим электроскоп электричеством одного рода, например — положительным (стеклянным). Листочки электроскопа разойдутся (рис. 4, слева).

Теперь поднесём к этому электроскопу натёртую смоляную палочку и, таким образом, подведём к нему некоторую новую порцию электричества, но уже другого рода — отрицательного (смоляного). Казалось бы, листочки должны разойтись ещё больше. Но оказывается, происходит обратное явление: листочки сойдутся и свободно повиснут так, как будто бы никакого электричества в электроскопе нет (рис. 4, справа). Два одинаковых количества электричества разного рода уничтожают друг друга; при их соединении ни того, ни другого электричества не остаётся.

Рис. 4. Два разного рода электричества уничтожают друг друга.

Это явление называют электрическим разрядом — говорят, что два тела, содержавшие положительное и отрицательное электричества, разрядились.

Положительное и отрицательное электричества всегда стремятся притянуться друг к другу и разрядить тело, на котором они находились. Если тела, заряженные электричествами разного рода, находятся близко друг от друга, но не соединены, то разряд может произойти и через воздух — тогда между обоими телами проскакивает искра и раздаётся короткий сухой треск. Чем сильнее тела были заряжены электричеством, тем ярче искра и сильнее треск.

В лабораториях учёные могут зарядить электричеством металлические шары так сильно, что образуется сверкающая искра до 10 метров длиной и раздаётся оглушительный удар.

Всякая электрическая искра происходит от соединения между собой положительного и отрицательного электричества, т. е. от электрического разряда.

5. Проводники и изоляторы

Все вещества, предметы, тела можно разделить на две группы — проводники электричества и электрические изоляторы.

Чем отличаются проводники от изоляторов?

Чтобы ответить на этот вопрос, сделаем следующий опыт с электроскопом. Возьмём два электроскопа и поставим их рядом на столе. Один из электроскопов зарядим электричеством, а другой оставим незаряженным (рис. 5, сверху). Прикоснёмся теперь к обоим шарикам сразу медной палочкой. Мы увидим, что угол между листочками заряженного электроскопа немного уменьшится, а листочки незаряженного электроскопа раздвинутся (рис. 5, слева). Это происходит потому, что часть электричества с одного электроскопа ушла по медной палочке к другому. Медь — проводник электричества.

Рис. 5. По проводнику электричество переходит от одного электроскопа к другому, а по изолятору перейти не может.

Сделаем теперь снова такой же опыт, но на этот раз соединим шарики обоих электроскопов палочкой, сделанной из фарфора (рис. 5, справа). Листочки электроскопа останутся в прежнем положении: с ними ничего не произойдёт. Через фарфор электричество не смогло перейти от одного электроскопа к другому. Фарфор не проводит электричества. Он является изолятором.

Проводниками электричества являются, в первую очередь, металлы (медь, железо и другие), вода и земля. Человеческое тело также относится к проводникам. Примерами электрических изоляторов являются фарфор, стекло, резина, воздух.

Проводники и носят своё название от того, что они проводят электричество, т. е. пропускают его через себя, а изоляторы не проводят — не пропускают через себя электричество.

Основную часть электрических устройств составляют проводники, переносящие электричество в определённое место, и изоляторы, которые не дают электричеству уходить в неположенные для него места. Всякий, кто видел телефонную линию или линию передачи электрической энергии (рис. 6), замечал, что провода, которые служат для передачи электричества, натянуты на фарфоровых или стеклянных изоляторах. Провода (линия передачи) несут электричество от электрической станции (где оно вырабатывается машинами) к фабрикам, заводам, МТС и жилищам. Большие фарфоровые изоляторы поддерживают провода и обеспечивают передачу по ним электричества. Изоляторы нужны именно для того, чтобы не допустить ухода электричества с проводов через столбы в землю, оградить, или, как говорят, «изолировать» его от земли.