図でつかむ
プラスとマイナスの電気が偏ると帯電し、たまった電気が一気に動くと放電になります。
静電気とは
電気の2種類
- +(プラス)の電気
- −(マイナス)の電気
- 2種類があり、互いに作用する
電気の性質
同種の電気:互いに 反発する
異種の電気:互いに 引き合う
摩擦で電気が生じるしくみ
物質は原子で構成され、原子は + の核と − の電子からなる
通常は + と − が同数で電気的に中性
摩擦すると 電子(−)が一方から他方へ移動
電子を失った方が +(電子不足)
電子をもらった方が −(電子過剰)
身近な実験
ストローをティッシュでこする
→ ストロー:−の電気
→ ティッシュ:+の電気
ストローを別のストローに近づける(両方こすった)→ 反発する
ストローをティッシュに近づける → 引き合う
目的:こすった物体どうしが引き合うか、反発するかを調べ、静電気の種類を考える。
観察事実:同じようにこすったストローどうしは遠ざかり、ストローとティッシュは近づく。
考察:ストローどうしは同じ種類の電気を帯び、ティッシュは反対の種類の電気を帯びたと考えられる。
結論:同種の電気は反発し、異種の電気は引き合う。
- 静電気の性質は、軽い紙片やストローの動きで十分に観察できる。
- コンセント、電源装置、電子機器に近づけて放電させる実験はしない。
- 雷は巨大な放電なので、屋外で音が聞こえたら建物や車内に避難する。
身近な静電気の例
- セーターを脱ぐとパチパチ音
- 下敷きで髪の毛を引きつける
- 冬のドアノブでバチッ
- 洗濯物がくっつく
- レーザープリンター(静電気でトナーを紙に付着)
- コピー機(同じく)
- 空気清浄機(静電気でほこりを吸着)
雷 ── 大規模な静電気
雲の中で氷や水滴が衝突 → 静電気が発生
雲の上部に+、下部に−の電気がたまる
電気の差が大きくなると、地上や雲どうしで 放電
→ 強い光(雷光)と音(雷鳴)
電圧は 1億ボルト以上、電流は数万A
放電
静電気を防ぐ・利用する
- 防ぐ:金属に触れる前に壁などに触る、加湿、静電気防止スプレー
- 湿気は静電気を逃がす:冬は乾燥して静電気が多い
- 利用:コピー機、空気清浄機、塗装(自動車)
真空放電
真空管に高電圧をかけると、内部で 放電が起こる
蛍光灯:水銀蒸気の放電による紫外線で蛍光物質が光る
ネオン管:ネオンガスの放電で光る
- 静電気:動かない、たまった電気
- 電流:電気が 流れている状態
- 放電:静電気 → 電流 へ変わる瞬間
- 原子の中で動くのは 電子。
- 電子は −の電気を持つ。
- 電子が多すぎる → − / 電子が少ない → +
- 核(+)は普通動かない。
練習問題
同じ種類の電気を帯びた2つの物体はどうなるか。違う種類なら。
答えを見る
同種:反発する / 異種:引き合う
ストローとティッシュをこすると、それぞれどの電気を帯びるか。なぜか。
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ストロー:−/ティッシュ:+。摩擦で電子がティッシュからストローに移動したため。
雷は何の現象か。簡潔に説明せよ。
答えを見る
雲の中の氷や水滴の摩擦で静電気が発生し、それが大規模に放電する現象。
まとめ
- 静電気:摩擦で生じる動かない電気。
- +と−の2種類。同種は反発、異種は引き合う。
- 摩擦で 電子(−)が移動する。電子不足が+、電子過剰が−。
- 放電:たまった電気が一気に流れ出す。雷も大規模な放電。
- 利用:コピー機・空気清浄機・蛍光灯。
