Kā darbojas statiskā elektrība?

Vai jūs kādreiz esat saņēmis triecienu, pieskaroties durvju pogām, vai arī esat redzējis, ka jūsu mati kļūst sabrukuši īpaši aukstās, sausās dienās? Ja jums ir bijusi kāda no šīm pieredzēm, esat saskāries ar statisku elektrību. Statiskā elektrība ir elektriskā lādiņa (pozitīva vai negatīva) uzkrāšanās vienā vietā. To sauc arī par “elektrību miera stāvoklī”.

Galvenās izņemtās preces: statiskā elektrība

Elektriskais lādiņš—kas definēts kā pozitīvs vai negatīvs - ir matērijas īpašums, kas izraisa divu elektrisko lādiņu pievilināšanu vai atgrūšanu. Ja divi elektrības lādiņi ir vienāda veida (gan pozitīvi, gan abi negatīvi), tie viens otru atgrūž. Kad viņi būs atšķirīgi (viens pozitīvs un viens negatīvs), viņi piesaistīs.

Statiskā elektrība rodas, kad lādiņš uzkrājas vienā vietā. Parasti objekti nav ne pozitīvi, ne negatīvi uzlādēti - to kopējais lādiņš ir nulle. Uzkrājot lādiņu, ir nepieciešams elektronu pārnešana no viena objekta uz otru.

Noņemot no virsmas negatīvi lādētus elektronus, šī virsma kļūs pozitīvi lādēta, savukārt, pievienojot elektroniem virsmu, šī virsma kļūs negatīvi lādēta. Tādējādi, ja elektroni tiek pārvietoti no objekta A uz objektu B, objekts A kļūs pozitīvi uzlādēts un objekts B - negatīvi.

Triboelektriskais efekts attiecas uz lādiņa (elektronu) pārnešanu no viena objekta uz otru, kad tos berzē kopā ar berzi. Piemēram, triboelektriskais efekts var rasties, ziemā pārklājot pāri paklājam, valkājot zeķes.

Triboelektriskajam efektam ir tendence notikt, ja abi objekti ir elektriski izolējošs, kas nozīmē, ka elektroni nevar brīvi plūst. Kad abus objektus berzē kopā un pēc tam atdala, viena objekta virsma ir ieguvusi pozitīvu lādiņu, bet otra objekta virsma ir ieguvusi negatīvu lādiņu. Abu objektu lādēšanu pēc atdalīšanas var prognozēt no triboelektriskās sērijas, kurā uzskaitīti materiāli tādā secībā, kādā tiem ir tendence uz pozitīvu vai negatīvu uzlādi.

Tā kā elektroni nevar brīvi kustēties, abas virsmas var ilgstoši uzlādēt, ja vien tās nav pakļautas elektrību vadošam materiālam. Ja uz lādētām virsmām pieskaras elektriski vadošam materiālam, piemēram, metālam, elektroni varēs brīvi pārvietoties, un lādiņš no virsmas tiks noņemts.

Tāpēc ūdens pievienošana matiem, kas sasalst statiskās elektrības dēļ, noņems statisko. Ūdens, kas satur izšķīdušus jonus - tāpat kā krāna ūdenī vai lietusūdenī - ir elektriski vadošs un noņems uz matiem sakrājušos lādiņus.

Vadītspēja attiecas uz elektronu pārnešanu, kad objekti ir savstarpēji saskarē. Piemēram, virsma, kas ir pozitīvi lādēta, var iegūt elektronus, kad tā pieskaras neitrāli lādētam objektam, izraisot otrais objekts kļūst pozitīvi uzlādēts un pirmais objekts kļūst mazāk pozitīvi lādēts nekā tas bija iepriekš bija.

Indukcija neietver elektronu pārvietošanu, kā arī tiešu kontaktu. Drīzāk tas izmanto principu, ka "tāpat kā maksas atgrūž un pretējās maksas piesaista". Indukcija notiek ar diviem elektrības vadītājiem, jo ​​tie ļauj lādiņiem brīvi pārvietoties.

Šeit ir lādēšanas ar indukciju piemērs. Iedomājieties, ka divi metāla priekšmeti - A un B - ir savstarpēji saskarē. Negatīvi uzlādēts objekts tiek novietots pa kreisi no objekta A, kas atgrūž elektronus objekta A kreisajā pusē un liek tiem pārvietoties uz objektu B. Pēc tam abi objekti tiek atdalīti, un lādiņš pārdalās pa visu objektu, atstājot objektu A pozitīvi lādētu un objektu B negatīvi lādētu.

• Bebrs, Džons B. un Dons Powers. Elektrība un magnētisms: statiskā elektrība, pašreizējā elektrība un magnēti. Marka Tvena mediji, 2010. gads.
• Kristofuuls, Kristoss. Elektromagnētiskās saderības principi un paņēmieni. CRC Press, 2007.
• Vasilescu, Gabriel. Elektronisko trokšņu un traucējošo signālu principi un pielietojumi. Springers, 2005. gads.