帯電と静電気力について

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 静電気力 という力が働きます。

帯電した電気の種類によって、 斥力 や 引力 が発生します。

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「引力」が働きます。

帯電とは

物をこすりつけたりすると、電気を帯びるようになります。

摩擦などによって物が電気を帯びた状態を 帯電 といいます。

帯電がなぜ起こるかというと原子にある電子が刺激によって飛び出したり、入ってきたりすることで起こります。

■ 原子の構造の例
電子は原子の周りを回っていて、マイナスの電気を持っています。
原子核の中にはプラスの電気を持った陽子が、電子と同じ数だけあるので電気的に中性の状態です。

■ 帯電の例
摩擦などの刺激を受けて電子が抜けるとプラスに帯電し、刺激を受けて電子を取り入れるとマイナスに帯電します。

■ 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。

静電誘導作用

帯電体を絶縁物に近づけると、帯電体に近いところに異種の電荷が、遠いところに同種の電荷が現れます。

これを 静電誘導作用 といいます。

これは、電荷間の吸引力と反発力によるものです。

電荷

電気の量を表すのに \(Q\) で表し、単位に [C](クーロン)を使います。

帯電体が持っている電気の量 \(Q\) を 電荷 といいます。
電荷には、プラスの電荷とマイナスの電荷の2種類があります。

大きさが測定できないような非常に小さい帯電体を点電荷といいます。

静電気力(クーロン力)

静電気力はクーロン力とも言われます。
2つの電荷間にはクーロンの法則による、力がかかります。
静電気力(クーロン力)の性質は次のような特徴があります。
• 同種の電荷のときは 斥力 
• 異種の電荷のときは 引力 が働きます。

この静電気力は、磁石の間に働く力と良く似ています。

磁石の間に働く力については次の記事が参考になります。
■関連記事■ N極だけ、S極だけの磁石は作れない!
静電気力 \(F\) の大きさについては次の記事が参考になります。
■関連記事■ クーロンの法則

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「帯電と静電気力について」の説明を終わります。