Номер 14.17, страница 66 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 14. Электрический ток. Действия электрического тока - номер 14.17, страница 66.

Условие.

14.17. Возникает ли электрический ток при заземлении заряженного металлического шарика?

Решение.

Да, при заземлении заряженного металлического шарика возникает электрический ток. Для того чтобы понять почему, необходимо рассмотреть основные принципы.

Электрический ток представляет собой упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Основным условием для возникновения и существования тока в проводнике является наличие разности потенциалов на его концах.

Заземление — это процесс соединения какого-либо объекта с Землей при помощи проводника. Землю можно рассматривать как огромный резервуар электрических зарядов, электрический потенциал которого условно принимается за ноль ($V_{Земли} = 0$).

Заряженный металлический шарик имеет электрический потенциал, отличный от нуля. Когда мы соединяем его с Землей, мы создаем электрическую цепь, в которой есть разность потенциалов.

Рассмотрим два возможных случая:

Шарик заряжен положительно. Это означает, что на шарике существует дефицит электронов, и его потенциал больше потенциала Земли ($V_{шарика} > 0$). При соединении проводником с Землей возникает разность потенциалов, которая создает электрическое поле внутри проводника. Под действием этого поля свободные электроны из Земли устремляются по проводнику к шарику, чтобы нейтрализовать его положительный заряд. Это направленное движение электронов и есть электрический ток. Ток прекратится, когда потенциалы шарика и Земли выровняются, то есть когда шарик станет электрически нейтральным ($V_{шарика} = 0$).

Шарик заряжен отрицательно. В этом случае на шарике присутствует избыток электронов, а его потенциал меньше потенциала Земли ($V_{шарика} < 0$). При заземлении избыточные электроны с шарика начнут перетекать по проводнику в Землю, двигаясь от точки с меньшим потенциалом (шарик) к точке с большим потенциалом (Земля). Этот процесс также является упорядоченным движением зарядов, то есть электрическим током. Он будет продолжаться до тех пор, пока весь избыточный заряд не стечет с шарика и его потенциал не станет равным нулю.

Следовательно, в любом случае при заземлении заряженного тела возникает кратковременный электрический ток, который существует до момента выравнивания потенциалов, то есть до полной нейтрализации тела.

Ответ: Да, при заземлении заряженного металлического шарика возникает кратковременный электрический ток.