Elektryczność statyczna

Elektryczność statyczna oznacza wzrost ładunku elektrycznego na powierzchni przedmiotów. Ten ładunek elektryczny pozostaje na obiekcie do momentu, gdy albo spłynie do ziemi, albo szybko straci swój ładunek w wyniku wyładowania. Wymiana ładunków może zachodzić w takich warunkach, jak np. gdy różne przedmioty są pocierane i rozdzielane. Ładunek statyczny pozostanie tylko wtedy, gdy jedna z powierzchni będzie miała wysoki opór dla przepływu elektrycznego. Skutki elektryczności statycznej są znane większości ludzi, ponieważ mogą oni zobaczyć, poczuć, a nawet usłyszeć iskrę. Iskra pojawia się, gdy nadmiar ładunku jest neutralizowany. Neutralizacja następuje, gdy nadmiar ładunku przepływa do przewodnika elektrycznego (na przykład ścieżki do ziemi). Inny przepływ ładunku występuje, gdy naładowany obiekt znajduje się w pobliżu obszaru z nadmiarem ładunku o przeciwnej polaryzacji (dodatniej lub ujemnej). Znane zjawisko "wstrząsu" statycznego jest spowodowane neutralizacją ładunku.

Piorun, jeden z przykładów wyładowania statycznegoZoom
Piorun, jeden z przykładów wyładowania statycznego

Historia

W czasach greckich, Thales odkrył elektryczność statyczną, kiedy czyścił swój bursztyn. Jednak w tamtych czasach nie zwracano na to uwagi i nie badano tego. Wiedzieli tylko, że pocieranie czegoś powoduje powstanie siły przyciągającej. Poważne badania nad elektrycznością statyczną rozpoczęły się w XVII wieku, kiedy Otto Von Guericke stworzył pierwszy generator tarcia. A w XVIII wieku Coulomb rozpoczął badania nad stałą ilością elektryczności statycznej. Benjamin Franklin kojarzył elektryczność statyczną z burzami. W 1832 roku Michael Faraday opublikował wyniki swojego eksperymentu na temat tożsamości elektryczności. Raport ten dowiódł, że elektryczność wytwarzana przez magnes, elektryczność woltaiczna wytwarzana przez baterię i elektryczność statyczna są takie same. Od czasu wyników Faradaya, historia elektryczności statycznej może być uważana za badanie elektryczności w ogóle.

Naładuj

Wiele sytuacji może powodować powstawanie ładunków elektrostatycznych.

  1. Kontakt powoduje rozdzielenie ładunków:

Większość materiałów posiada unikalne przyciąganie chemiczne dla elektronów. Z tego powodu, pocieranie różnych materiałów może spowodować rozdzielenie ładunków. Materiał będzie miał ładunek dodatni, jeśli ma mniejszą siłę przyciągania elektronów niż inny materiał. Czasami, przechodząc przez dywan, a następnie dotykając metalowego przedmiotu (np. klamki drzwi) może spowodować porażenie elektrycznością statyczną.

  1. Ciśnienie powoduje rozdzielenie ładunków:

Wystarczająco silne ciśnienie powoduje rozdzielenie ładunków w niektórych rodzajach materiałów, takich jak kryształy i cząsteczki ceramiczne.

  1. Ciepło powoduje rozdzielenie ładunków:

Ogrzewanie pewnych materiałów może nadać elektronom moc. Dzięki tej mocy elektrony odrywają się od atomów. Atomy tracące elektrony nabierają ładunku dodatniego.

  1. Ładunek powoduje rozdzielenie ładunku:

Naładowany obiekt może spowodować rozdzielenie ładunków w obiekcie neutralnym. Ładunki o tym samym znaku (ujemny do ujemnego lub dodatni do dodatniego) odpychają się, a ładunki o przeciwnym znaku przyciągają się wzajemnie. Zmusza to część obiektu neutralnego, która znajduje się w pobliżu obiektu naładowanego, do posiadania ładunku przeciwnego do ładunku obiektu naładowanego. Siła ta gwałtownie słabnie, gdy oba obiekty oddalają się od siebie. Efekt ten występuje najbardziej, gdy obiekt neutralny posiada ładunek, który może się swobodnie poruszać.

Elektryczność statyczna może spowodować lekki wstrząs.

Rozładowanie

Wyładowanie statyczne to nadmiar ładunków, który jest neutralizowany przez przepływ ładunków z lub do otoczenia. Ładunki dodatnie otrzymują elektrony z otoczenia, a ładunki ujemne tracą swoje elektrony na rzecz otoczenia.

Uczucie statycznego wstrząsu elektrycznego jest spowodowane stymulacją nerwów podczas przepływu prądu neutralizującego przez ciało człowieka. Ze względu na obecność dużej ilości wody w organizmie, ładunek jest zazwyczaj niewystarczający, aby spowodować niebezpiecznie wysoki prąd. Piorun jest również przykładem wyładowania statycznego. Chmura otrzymuje bardzo duży ładunek w wyniku zderzenia z innymi chmurami. Oddaje ona nadmiar ładunku do ziemi. Ale ten ogromny ładunek nigdy nie występuje w otoczeniu człowieka w sposób naturalny, chyba że zostanie on uderzony przez piorun.

Pomimo pozornie nieszkodliwego charakteru elektryczności statycznej, może ona stanowić istotne zagrożenie w badaniach, ponieważ duży ładunek może spowodować uszkodzenie sprzętu.


AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3