Номер 9, страница 93 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

*9. Может ли электрическое поле "бороться" с пылью?

Да, электрическое поле может очень эффективно «бороться» с пылью. Этот принцип используется в устройствах, называемых электростатическими фильтрами или электрофильтрами, которые применяются как в промышленности (например, для очистки дымовых газов на электростанциях и заводах) так и в бытовых очистителях воздуха.

Механизм «борьбы» с пылью с помощью электрического поля состоит из нескольких ключевых этапов:

1. Зарядка частиц пыли. Частицы пыли в воздухе, как правило, электрически нейтральны. Чтобы заставить их двигаться в электрическом поле, им нужно сообщить электрический заряд. В электрофильтрах для этого используется явление коронного разряда. Между набором тонких проводов (коронирующих электродов) и набором параллельных пластин (осадительных электродов) создается высокое напряжение в несколько десятков тысяч вольт. Сильное электрическое поле вокруг тонких проводов ионизирует молекулы воздуха, создавая поток ионов (положительно или отрицательно заряженных молекул). Эти ионы сталкиваются с частицами пыли, проходящими с потоком воздуха, и "прилипают" к ним, передавая свой заряд.

2. Перемещение и осаждение заряженных частиц. После того как частицы пыли получили заряд $q$, они, продолжая двигаться с потоком воздуха, попадают в область основного электрического поля $E$, созданного между проводами и пластинами. Со стороны поля на каждую заряженную частицу начинает действовать сила Кулона: $F = qE$. Эта сила направлена к осадительным электродам (пластинам), которые имеют противоположный по знаку заряд или заземлены. Под действием этой силы частицы пыли отклоняются от своего пути и движутся к пластинам.

3. Сбор и удаление пыли. Достигнув осадительных электродов, частицы пыли прилипают к ним и остаются на их поверхности. Таким образом, воздух, проходящий через фильтр, очищается от взвешенных частиц. Накопившийся на электродах слой пыли периодически удаляется механическим встряхиванием, вибрацией или смыванием, после чего собирается в специальном бункере.

Стоит также отметить, что даже нейтральные частицы пыли могут взаимодействовать с электрическим полем. В неоднородном электрическом поле нейтральные диэлектрические частицы (пылинки) поляризуются — в них происходит перераспределение зарядов. В результате частица притягивается в ту область, где поле сильнее. Именно поэтому пыль активно притягивается к экранам работающих телевизоров или мониторов, на поверхности которых существует электрическое поле. Однако для эффективной очистки воздуха используется именно метод с предварительной зарядкой частиц.

Ответ: Да, электрическое поле может «бороться» с пылью. На этом принципе основана работа электростатических фильтров, которые сначала заряжают частицы пыли, а затем используют электрическое поле для их притягивания и осаждения на специальных собирающих поверхностях (электродах), эффективно очищая воздух.