帯電の仕組み

物が摩擦などにより電気を帯びることを 帯電 といいます。
帯電は電子の移動によって起こります。

帯電したもの同士の間には クーロン力 が働きます。
同じ種類の電気の場合は 斥力 が働き、異なる電気の場合は 吸引力 が働きます。

帯電とは

電気では電荷がプラスやマイナスに帯電しているというときに、図1のように単純化して表示します。
図1のような表示を見ると プラスの帯電体にはプラスの電荷だけ があり、 マイナスの帯電体にはマイナスの電荷だけ があるように勘違いしてしまいます。

■ 電気的に中性の場合
導体が電気を帯びていないときは、図2のようにプラスとマイナスの数が一致していて電気的に中性の状態にあります。

 

帯電する仕組み

導体がプラスに帯電したり、マイナスに帯電するのは 自由電子 が移動するからです。

■ プラスに帯電する
外から何らかの刺激を受けて電子が飛び出すと、図3のように プラス に帯電することになります。

■ メモ
プラスに帯電したということは、電子が抜けたことで相対的にプラスになったということであり決してマイナスの要素がなくなったわけではない。

■ マイナスに帯電する
外から何らかの刺激を受けて電子が入ってくると、図4のように マイナス に帯電することになります。

■ メモ
マイナスに帯電したということは、電子が増えたことで相対的にマイナスになったということであり決してプラスの要素がなくなったわけではない。

■ 帯電列
帯電の目安として「帯電列」というものがあります。

例えば、ガラス棒を布でこするとガラス棒から布へ電子が移動するので、ガラス棒はプラスに帯電し、布はマイナスに帯電します。

物質が帯電する現象は 静電誘導作用 によるものです。

練習問題

■ 問題1
★ 3つの帯電体A、B、C があります。
AとBを近づけると互いに引き合いました。
AとCを近づけると互いに反発しました。
BとCを近づけると斥力と引力のどちらの力が働くでしょう。

<解答例>
★ AとBを近づけたとき引き合ったので、AとBは異種の電荷になります。
Aをプラスとすれば、Bはマイナスに帯電しています。

★ AとCを近づけると反発したので、AとCは同種の電荷になります。
Aがプラスなので、Cもプラスに帯電しています。

★ Bはマイナスに帯電し、Cはプラスに帯電しているので互いに近づけると引力が働きます。

以上で「帯電の仕組み」の説明を終わります。