静電誘導の性質と特徴とは?

静電誘導

電気振り子や紙きれに、毛皮でこすったエボナイト棒を近づけると
なぜひきよせられるのでしょうか。

振り子や紙きれには、はじめ電気をあたえてなければ
まえに説明したように、+と-の電気が、同じ分量だけあります。




そして、+と-が組みになっており
どの部分も平均して電気をもっていないのと同じになっています。

ところがこれに、たとえば、摩擦して+の電気をもったガラス棒を近づけると
振り子の中にある+の電気は、ガラスから遠ざけられる力を受けます。

いっぽう-の電気は、ひきつけられる力を受けます。
そして+と-の組みのならびかたが、図のようになって
振り子のガラス棒に近い側には-がならび、遠い側には+がならびます。

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左はしと右はし以外のところは
+と-がすぐそばにならんでいてお互いに打消しあって、電気がないのと同じです。
全体として右の図の(a)のようになっています。

ガラス棒の+と振り子の-とは引き合い、振り子の+とは退け合いますが
引き合うほうが距離が近いので力が強く、振り子は、ガラス棒に吸いついていきます。

コルクの振り子に摩擦して-の電気をもっているエボナイト棒を近づけたときも
左の(b)図のようになって、考え方は右の(a)図のときと同じです。

振り子を、アルミ箔のような金属でつくったときも
同じような現象が見られますが、理由は少し違います。

金属も、+と-を同じ量だけもった原子から成り立っています。
だから、+と-が打消しあって、電気をもっていないのと同じです。
ただ、金属には、金属の中を自由に動きまわれる自由電子というのがあります。
電子は-の電気をもっています。

なにかの原因で、自由電子のいる場所に偏りができると
自由電子がたくさん集まっている場所は
ほかよりは、-の電気が起こったようになります。

自由電子が少なくなった場所は、-の電気があまって
ほかよりは、+の電気が起こったようになります。

金属の近くに+の電気をもっているガラス棒をもってくると
自由電子は、引き寄せられて、ガラス棒に近い側には-の電気が集まり
遠い側には+の電気が集まります。

金属の中に、このような電気の偏りができたのは
金属の近くに、電気をもったガラス棒をもってきたことが原因になっています。

ガラス棒を遠ざけると、自由電子を引き付ける原因がなくなったので
金属はふたたび、電気をもたないような状態にもどります。

このように、電気を持ったものを近づけるだけで
他の物体に電気が起こることを、静電誘導と言います。



実験

静電誘導によって起こってくる電気の種類は
近づけた電気に近い側には、反対の種類の電気が集まり
遠い側には、同じ種類の電気が集まることを確かめてみましょう。

毛布でこすったエボナイト棒を電気振り子にふれます。

振り子は、エボナイト棒から退けられます。

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図のように、絹糸につるしてある分銅A・Bに近づけます。
(このとき、A・Bはよくふれあっているようにしておきます)BをAから遠ざけてから、
エボナイト砂を取り去ります。

分銅Bをまえの電気振り子に近づけるとエボナイト棒と同じように、振り子を退けます。
分銅Aを近づけると、振り子はAに引き付けられます。

したがって、エボナイト棒に近かったAには反対の種類の電気が起こったことがわかります。

電池の無かった昔に、電気をたくさん起こすために、この静電誘導や利用しました。
中でも、ウィムズハーストの起電機は有名です。
また、摩擦電気をたくさん集めるものに、バン=デ=グラーフの誘導起電機があります。







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