Elektryczność statyczna Jak to jest wytwarzane, typy, przykłady

The elektryczność statyczna jest nagromadzeniem ładunku elektrycznego na spoczywającym elemencie. Ten typ elektryczności manifestuje się, gdy istnieje kontakt między tą samą liczbą protonów (cząstki subatomowe z ładunkiem dodatnim) a elektronami (cząstki subatomowe z ładunkiem ujemnym).

Zwykle ten kontakt między protonami i elektronami jest generowany przez tarcie dwóch elementów o przeciwnych ładunkach. W tym momencie skutki elektryczności statycznej na ciała są fizycznie odsłonięte.

Indeks

• 1 Jak wytwarzana jest elektryczność statyczna?
• 2 typy
  • 2.1 Obciążenie między ciałami stałymi
  • 2.2 Ładowanie płynów
  • 2.3 Ładowanie gazów
  • 2.4 Załadunek proszków
• 3 Prawdziwe przykłady
• 4 Czy masz zagrożenie dla zdrowia??
• 5 referencji

Jak wytwarzana jest elektryczność statyczna?

Elektryczność statyczna jest wytwarzana, gdy ciało naładowane elektrycznie w nadmiarze przenosi nadmiar elektronów, które porusza, do innego ciała. Dzieje się tak dzięki uwolnieniu energii.

Z kolei ciało, które otrzymuje wyładowanie elektronowe, jest ładowane statycznie w procesie zwanym indukcją elektrostatyczną. To rozładowanie i ładunek energii - odpowiednio z jednego ciała do drugiego - może nastąpić poprzez iskry lub jakiś rodzaj mechanicznego wyładowania. 

Najczęstszym sposobem postrzegania elektryczności statycznej jest pocieranie dwóch naładowanych elektrycznie ciał o przeciwne ładunki.

Widać tu bilans energetyczny, ponieważ ciało, które ma wyższą liczbę elektronów, przekazuje to obciążenie do ciała z niższą liczbą elektronów. 

Nawet jeśli ciało ma bardzo wysoki ładunek elektrostatyczny, elektrony mogą „przeskoczyć” bezpośrednio do obiektu wyładowania, wytwarzając w ten sposób łuk elektryczny spowodowany przebiciem dielektrycznym powietrza..

W istocie, przenoszenie elektronów z jednego ciała do drugiego jest spowodowane podstawową interakcją między ładunkami: przeciwne ładunki elektryczne są przyciągane i te same ładunki elektryczne odpychają się.

Umożliwia to przenoszenie ładunków elektrycznych, w zależności od reakcji wywołanej przez inne ciała, z jednego atomu na drugi i przemieszczanie się w kierunku powierzchni ciał.

W rezultacie następuje transfer elektronów z ciała o największym ładunku ujemnym do ciała z mniejszym ładunkiem ujemnym, co powoduje zjawisko elektrostatyczne.

Typy

Elektryczność statyczna może przejawiać się na różne sposoby, w zależności od natury i stanu (ciała stałego, ciekłego, gazowego) ciał biorących udział w procesie. Zatem elektryczność statyczna może być prezentowana na następujące sposoby:

Ładuj między bryłami

Proces ten, zwany także triboelektrifikacją, zachodzi, gdy elektrony są przenoszone między dwoma ciałami stałymi i zachodzi poprzez bezpośrednie tarcie lub tarcie między oboma ciałami. Dwa przykłady tego typu to:

Cieplna energia elektryczna

Odnosi się do ładunku elektrycznego, który uzyskuje szkło, gdy jego powierzchnia jest chłodzona.

Żywiczna energia elektryczna

Działanie analogiczne do elektryczności ciała szklistego, która ma miejsce podczas pocierania żywicy.

Ładowanie płynów

Ciecze można ładować elektrycznie, transportując je przez rury lub oddziałując z cząstkami stałymi, takimi jak kurz. W obu przypadkach chodzi o kontakty między ciałami stałymi a cieczami.

Podobnie mogą być ładowane elektrostatycznie podczas interakcji z gazami. Jednak obciążenie między cieczami występuje tylko między bardzo izolującymi cieczami.

Ładowanie gazów

Gazy same w sobie nie są naładowane elektrycznie. Jednak powszechne jest obserwowanie procesów, w których gaz służy jako środek transportu między ciałami stałymi lub płynnymi.

W ten sposób gazy odgrywają drugorzędną rolę w tego typu procesie, ponieważ służą jedynie jako połączenie między elementami ładunku elektrostatycznego i rozładowania.

Ładowanie proszków

Bardzo często świadczy się o przenoszeniu elektronów między elektrycznie naładowanymi proszkami, ze względu na charakter materiałów i różnorodność właściwości, kształtów i rozmiarów, które mogą wystąpić w interakcji.

Prawdziwe przykłady

Elektryczność statyczna jest obecna w życiu codziennym. Na przykład wszyscy byliśmy świadkami skutków elektryczności kapilarnej, popularnie znanej jako kędzierzawe lub szczeciniaste włosy.

Poniżej przedstawiamy kilka rzeczywistych przykładów elektryczności statycznej, aby pokazać typowe przypadki wydobyte z samego życia:

- Napompuj balon powietrzny, zawiąż go i potrzyj go o włosy, aby przenieść ładunek z włosów na balon. Zobaczysz, jak twoje włosy przylegają do balonu dzięki ładunkowi elektrostatycznemu, czasami kwestionując efekt grawitacji.

- Połóż trochę soli lub pieprzu na płaskiej powierzchni. Jednocześnie pocierać plastikową łyżeczkę wełnianą szmatką, przeniesienie obciążenia nastąpi z tkaniny na łyżkę. Następnie przynieś łyżkę w kierunku soli lub pieprzu. Zobaczysz, jak cząstki zbliżają się do łyżki z powodu przyciągania przeciwnych ładunków elektrycznych.

- Kilkakrotnie przesuwaj grzebień po włosach, zwłaszcza jeśli w otoczeniu jest mało wilgoci. Grzebień jest naładowany elektrycznością statyczną poprzez przeniesienie elektronów z włosów do grzebienia. Następnie przynieś grzebień w kierunku małych kawałków materiału: zobaczysz, jak tkwią w grzebieniu przez przyciąganie przeciwnych ładunków elektrycznych.

- Promienie są formą elektryczności statycznej, ponieważ chmury, mające bezpośredni kontakt z molekułami powietrza, przyjmują pewien ładunek elektryczny, który muszą przenieść, aby zrównoważyć swój system. Jedyną alternatywą dla transferu nadmiaru elektronów jest przeniesienie tego dodatkowego ładunku do innej chmury w powietrzu; tam zachodzą promienie.

Czy masz zagrożenie dla zdrowia??

Elektryczność statyczna stanowi zagrożenie dla zdrowia, jeśli nie zostaną podjęte odpowiednie środki ostrożności.

Według Administracji Bezpieczeństwa i Higieny Pracy, znanej pod skrótem w języku angielskim jako OSHA, w przypadku generowania wyładowań wysokiego napięcia mogą wywołać bolesne wstrząsy u ludzi.

W przypadku nagłego kontaktu z obiektem naładowanym elektrostatycznie ładunek może przepływać przez ciało osoby, powodując porażenie prądem.. 

W takim przypadku konsekwencje wahają się od oparzeń do zaburzeń sercowych, w zależności od ścieżki elektryczności statycznej w ciele.

Podobnie elektryczność statyczna może być źródłem zapłonu substancji palnych i uszkodzić wrażliwe połączenia elektroniczne.

Referencje

1. Różne rodzaje energii elektrycznej (2016). Źródło: atomberg.com
2. Jak produkować elektryczność statyczną (2017). Źródło: sciencing.com
3. Jonassen, N. (2000). Jak generowana jest elektryczność statyczna? Mr. Static, Compliance Engineering 17, no. 5. Źródło: incompliancemag.com
4. Lucas, J. (2015). Co to jest elektryczność statyczna? Źródło z: livescience.com
5. Zasady elektryczności: elektryczność statyczna i dynamiczna (2013). Źródło: redusers.com
6. Redondo, R. (2018). Słownik inżynierii elektrycznej. Uniwersytet w Salamance. Wyższa Szkoła Techniczna Inżynierii Przemysłowej. Źródło: electricidad.usal.es
7. Elektryczność statyczna (2004). GCSE Bitesize. BBC ©. Odzyskany z: bbc.co.uk