STATIKUS ELEKTROMOSSÁG: ELŐÁLLÍTÁSÁNAK MÓDJA, TÍPUSAI, PÉLDÁK - FIZIKAI - 2026

A statikus elektromosság az elem elektromos töltésének felhalmozódása nyugalomban. Ez a fajta villamos energia akkor mutatkozik meg, ha azonos mennyiségű proton (pozitív töltésű szubatomi részecskék) és elektronok (negatív töltésű szubatomi részecskék) érintkezik.

Általában a protonok és az elektronok közötti érintkezést két elem súrlódása hozza létre, amelyek ellenkező töltésűek. Ekkor fizikailag nyilvánvaló a statikus elektromosság testre gyakorolt ​​hatása.

Hogyan állítják elő a statikus elektromosságot?

Statikus elektromosság keletkezik, amikor egy túlzottan elektromosan töltött test áthelyezi a benne lévő elektronfeleslegeket egy másik testbe. Ez az energia felszabadulásával történik.

A test, amely az elektronok kisülését veszi fel, statikusan töltődik az elektrosztatikus indukciónak nevezett folyamat révén. Az energia kisülése és töltése - az egyik testről a másikra - szikra vagy valamilyen típusú mechanikus kisülés útján történhet.

A statikus elektromosság észlelésének leggyakoribb módja két ellentétes töltésű elektromosan töltött test dörzsölése.

Itt bizonyul az energia egyensúly, mivel a nagyobb elektronszámú test ezt a töltést adja az alacsonyabb elektronszámú testnek.

Még ha a testnek is nagyon magas elektrosztatikus töltése van, az elektronok „ugrálhatnak” közvetlenül a kisülési tárgy felé, ezáltal elektromos ívot képezve a levegő dielektromos megbontása miatt.

Alapvetően az elektronoknak az egyik testből a másikba történő átvitele a töltések közötti alapvető kölcsönhatásnak köszönhető: az ellentétes elektromos töltések vonzzák és az elektromos töltések visszatükrözik egymást.

Ez lehetővé teszi, hogy az elektromos töltések - a többi test által indukált reakciótól függően - az egyik atomról a másikra továbbadjanak és a testek felszíne felé mozogjanak.

Következésképpen az elektronok átvitele azon testből történik, amelynek nagyobb negatív töltése van a testhez, kevésbé negatív töltéssel, ez pedig az elektrosztatikus jelenség kialakulásához vezet.

típusai

A statikus elektromosság különböző módon manifesztálódhat, a folyamatban részt vevő test jellegétől és állapotától függően (szilárd, folyékony, gáznemű). Így a statikus elektromosság a következő formákban fordulhat elő:

Betöltés szilárd anyagok között

Ez a folyamat, amelyet triboelektrifikációnak is neveznek, akkor fordul elő, amikor az elektronok két szilárd test között átkerülnek, és ez mindkét test közötti közvetlen súrlódással vagy súrlódással történik. Két ilyen példa a következő:

Üveges villamos energia

Arra az elektromos töltésre utal, amelyet az üveg felületének dörzsölésekor vesz fel.

Gyanta villamos energia

Az üveges villamos energiához hasonló hatás, amely gyanta dörzsölésekor jelentkezik.

Folyadék betöltése

A folyadékok elektromosan töltöttek lehetnek, ha csöveken keresztül szállítják vagy szilárd részecskékkel, például porral lépnek kölcsönhatásba. Mindkét esetben a szilárd-folyadék érintkezésről van szó.

Hasonlóképpen, elektrosztatikusan feltöltődhetnek is, ha kölcsönhatásba lépnek a gázokkal. Folyadékok közötti töltés azonban csak a nagyon szigetelő folyadékok között történik.

Gáz betöltése

A gázok önmagukban nem töltöttek elektromosan. Általános azonban azok a folyamatok tanúi, amelyek során a gáz szállítóeszközként szolgál szilárd vagy folyékony testek között.

Ilyen módon a gázok másodlagos szerepet játszanak az ilyen típusú folyamatokban, mivel csak kapcsolatként szolgálnak az elektrosztatikus töltés és a kisülési elemek között.

Por feltöltése

Az anyagok jellegének, valamint a kölcsönhatásban bekövetkező sokféle tulajdonságnak, alaknak és méretnek köszönhetően nagyon gyakori az elektronátadás az elektromosan töltött porok között.

Valódi példák

A statikus elektromosság jelen van a mindennapi életben. Például mindannyian szemtanúi lehetünk a kapilláris elektromosságnak, amelyet népszerûen frizurás vagy tüskés hajnak hívnak.

Íme néhány valódi példa a statikus elektromosságra, amellyel a közös eseteket magából az életből szabadíthatja fel:

- Fújja fel a léggömböt, csomózjon be és dörzsölje a hajához, hogy a terhelés a hajból a ballonba kerüljön. Látni fogja, hogy a hajad az elektrosztatikus töltés miatt tapadnak-e a ballonhoz, időnként elviselve a gravitáció hatását.

- Tegyen egy sima felületre egy kevés sót vagy borsot. Egyidejűleg egy műanyag teáskanál dörzsölésével egy gyapjú kendővel a töltés átkerül a szövetről a teáskanálra. Ezután mozgassa a teáskanál közelebb a sót vagy a borsot. Látni fogja, hogyan mozognak a részecskék a teáskanál felé az ellentétes elektromos töltések vonzása miatt.

- Húzza többször a fésűt a haján, különösen, ha a környezetben kevés a páratartalom. A fésűt statikus elektromossággal kell feltölteni az elektronok átvitelével a hajról a fésűre. Ezután hozza közelebb a fésűt a kis szövetdarabokhoz: látni fogja, hogy ezek miként ragaszkodnak a fésűhöz az ellenkező elektromos töltések vonzása miatt.

- A villámlás a statikus elektromosság egyik formája, mivel a felhők, közvetlenül érintkezve a légmolekulákkal, bizonyos elektromos töltést vesznek fel, amelyet át kell adniuk a rendszer egyensúlyához. Az elektronok feleslegének átvitele egyetlen alternatívája, ha ezt a töltetot egy másik felhőbe továbbítja a levegőn keresztül; ott zajlanak a sugarak.

Van-e egészségügyi kockázata?

A statikus elektromosság egészségi kockázatot jelent, ha nem teszünk megfelelő óvintézkedéseket.

A Munkahelyi Biztonsági és Egészségvédelmi Hivatal szerint, amelyet angolul rövidítésként OSHA-ként ismertek, nagyfeszültségű kisülések esetén fájdalmas sokkot okozhatnak az emberekben.

Ha hirtelen érintkezésbe kerül egy elektrosztatikusan feltöltött tárgy, a töltés átfolyhat az ember testén, áramütést okozva.

Ebben az esetben a következmények az égéstől a szívbetegségig terjednek, attól függően, hogy a statikus elektromosság halad-e a testben.

Hasonlóképpen, a statikus elektromosság gyulladásforrást jelenthet a gyúlékony anyagok számára és károsíthatja az érzékeny elektronikus csatlakozásokat.

Irodalom

1. Különböző típusú villamos energia (2016). Helyreállítva: atomberg.com
2. Hogyan állítsunk elő statikus elektromosságot (2017). Helyreállítva: sciencing.com
3. Jonassen, N. (2000). Hogyan állítják elő a statikus elektromosságot? Static úr, Compliance Engineering 17, no. 5. Helyreállítva a következőből: Undepliancemag.com
4. Lucas, J. (2015). Mi a statikus elektromosság? Helyreállítva: livescience.com
5. A villamos energia alapelvei: statikus és dinamikus villamos energia (2013). Helyreállítva: redusers.com
6. Redondo, R. (2018). Villamosmérnöki szótár. Salamanca Egyetem. Ipari Mûszaki Fõiskola. Helyreállítva a következőből: energy.usal.es
7. Statikus villamos energia (2004). GCSE Bitesize. BBC ©. Helyreállítva: bbc.co.uk