Elektriskās parādības ir ap mums ik uz soļa. Tās var izpausties gan kā skaļas un grandiozas zibens šautras pērkona laikā, gan arī nelielas dzirkstelītes formā, kas pārlec starp diviem elektrodiem un nodrošina benzīna iekšdedzes dzinēja darbību. Elektrisko parādību pamatā ir elektriskie lādiņi. Apskatot atoma uzbūvi (1. att.), redzams, ka tā kodolu veido protoni un neitroni, bet ietverošajā apvalkā atrodas elektroni. Šīs daļiņas savstarpēji pievelkas gravitācijas mijiedarbības dēļ, tomēr krietni vien spēcīgāk šeit darbojas elektromagnētiskā mijiedarbība, jo elektroni un protoni ir lādētas daļiņas.
1.att. Atoma uzbūve
Dabā pastāv divu veidu lādiņi: pozitīvi un negatīvi. Ir pieņemts, ka elektrona lādiņu uzskata par negatīvu, bet protona lādiņu – par pozitīvu. Vienādas zīmes lādiņi savstarpēji atgrūžas (2. att. a, b), bet dažādu zīmju lādiņi pievelkas (2. att. c). Tādēļ elektromagnētiskās mijiedarbības dēļ atomā elektroni atgrūžas cits no cita un arī protoni labprāt turas pa gabalu viens no otra. Bet, tā kā elektroniem un protoniem ir pretējas zīmes lādiņi, tad tie atomā savstarpēji pievelkas. Dabā pastāv mazākais lādiņš, ko sauc par elementārlādiņu. Šī lādiņa moduļa vērtība ir e = 1,6 .10-19 C. Elektriskā lādiņa mērvienība ir kulons (C). Gan protona, gan elektrona lādiņa lielums atbilst elementārlādiņam, vienīgie tie ir ar pretējām zīmēm.
Paspēlējies pats ar lādiņu pievilkšanos (spied uz vārda "lādiņš"!)
2.att. Lādiņu savstarpējā mijiedarbība
Elektromagnētiskā spēka lielumu nosaka Kulona likums. Ja attālumā R atrodas divi pozitīvi lādiņi q1 un q2 (3. att. a), tad uz lādiņu q2 darbosies spēks F = k . q1q2 : R2, kur
q1 - pirmā lādiņa lielums, kulonos (C)
q2 - otrā lādiņa lielums, kulonos (C)
k - Kulona spēka konstante, k = 9 . 109N . m2 : C Jāatceras, ka šeit vēl aizvien ir spēkā 3. Ņutona likums , proti, ar cik lielu spēku lādiņš q1iedarbojas uz q2, ar tikpat lielu, bet pretēji vērstu spēku q2 iedarbojas uz q1. Tādēļ nav svarīgi, kāda ir lādiņu savstarpējo lielumu attiecība (3. att. b), tie viens uz otru iedarbojas ar vienādi lielu spēku F.
3.att. Kulona likums
Ja pozitīvo un negatīvo lādiņu skaits kādā ķermenī ir vienāds, tad šis ķermenis ir elektriski neitrāls. Ja kādu iemeslu dēļ šis līdzsvars tiek izjaukts, tas var izraisīt dažādas elektrostatiskās parādības. Piemēram, ja gadās valkāt sintētisku apģērbu, tad tā novilkšanas procesā (4. att. a) nereti ir dzirdami sprakšķi un tumsā redzamas pat nelielas izlādes dzirksteles. Tas nozīmē, ka sintētiskais audums ir elektrizējies. Ļoti viegli ir elektrizējami arī mati (4. att. b), gan berzējot gar tiem piepūstu balonu, gan vienkārši tos ķemmējot.
4.att. Elektrostatiskās parādības
Elektrostatiskās parādības plaši izmanto dažādos tehnoloģiskos risinājumos. Lāzerprinteru un kopētāju darbība balstās uz to, ka uz speciālas lentes nonāk pozitīvi lādētas krāsvielu daļiņas, kas pēc tam pielīp negatīvi lādētam papīram (5. att. a). Elektrostatiskās parādības var palīdzēt ne tikai papīra noklāšanā ar krāsu, bet arī citos krāsošanas darbos. Ir attīstīta tehnoloģija, kurā krāsas pilieni izsmidzināšanas procesā (5. att. b) tiek uzlādēti ar pretējas zīmes lādiņu nekā virsma, kura jānokrāso, līdz ar to krāsas pilieni Kulona spēka ietekmē pievelkas klāt mērķa virsmai.
5.att. Elektrostatisko parādību izmantošana tehnikā
Elektrostatiskās parādības var būt arī ar negatīvu pieskaņu un sekām. Jau pieminētais zibens spēriens var izraisīt dažādu ēku un tehnikas bojājumus, kā arī ļoti nopietni traumēt cilvēkus. Ne tik bīstamu, bet tomēr nepatīkamu sajūtu izraisa statiskās elektrības trieciens, ko var saņemt, pieskaroties kādam metāliskam ķermenim. Ļoti bīstama var izrādīties statiskās izlādes laikā radusies dzirkstele, it sevišķi ja tā rodas degvielas bākas tuvumā. Līdz ar to motorizētā tehnika ir jāaizsargā pret nekompensēta lādiņa uzkrāšanos, to var realizēt, piemēram, pievienojot transporta līdzeklim lādiņa novadīšanas saiti, kas saskaras ar ceļa virsmu, tādā veidā novadot lieko lādiņu uz zemi (6. att.).
Spied uz aplikāciju un izmēģini elektriskā lauka hokeju!
6.att. Trolejbusa aizsardzība pret elektrostatisko izlādi
