СТАТИЧНА ЕЛЕКТРИКА: ЯК ВОНА ВИРОБЛЯЄТЬСЯ, ТИПИ, ПРИКЛАДИ - ФІЗИЧНІ

Статичну електрику є накопичення електричного заряду на елементі знаходиться в стані спокою. Цей тип електрики проявляється при контакті між однаковою кількістю протонів (позитивно заряджених субатомних частинок) та електронами (негативно зарядженими субатомними частинками).

Зазвичай цей контакт між протонами та електронами генерується через тертя двох елементів, які мають протилежні заряди. Саме в цей час фізична очевидність впливу статичної електрики на тіла.

Як виробляється статична електрика?

Статична електрика виробляється, коли надмірно електрично заряджене тіло передає надлишки електронів, які вона розміщує, в інше тіло. Це відбувається через вивільнення енергії.

У свою чергу, тіло, яке отримує розряд електронів, статично заряджається через процес, який називається електростатичною індукцією. Цей розряд і заряд енергії - від одного тіла до іншого, відповідно - може відбуватися через іскри або якийсь тип механічного розряду.

Найпоширеніший спосіб сприйняття статичної електрики - через обтирання двох електрично заряджених тіл із протилежними зарядами.

Тут свідчить енергетичний баланс, оскільки тіло з більшим числом електронів віддає цей заряд тілу з меншим числом електронів.

Навіть якщо тіло має дуже високий електростатичний заряд, електрони можуть “стрибати” прямо до об'єкта розряду, тим самим генеруючи електричну дугу через діелектричний пробій повітря.

По суті, перенесення електронів від одного тіла до іншого відбувається завдяки основній взаємодії між зарядами: протилежні електричні заряди притягують і як електричні заряди відштовхують один одного.

Це дає можливість електричним зарядам, залежно від реакції, викликаної іншими тілами, переходити від одного атома до іншого і рухатися до поверхні тіл.

Отже, передача електронів відбувається від тіла, яке має більший негативний заряд до тіла з меншим негативним зарядом, спричиняючи електростатичне явище.

Типи

Статична електрика може проявлятися по-різному, залежно від характеру та стану (твердих, рідких, газоподібних) органів, що беруть участь у процесі. Таким чином, статична електрика може виникати в таких формах:

Завантаження між твердими речовинами

Цей процес, який також називають трибоелектрифікацією, відбувається, коли електрони переносяться між двома твердими тілами, і це відбувається шляхом прямого тертя або тертя між обома тілами. Два таких приклади:

Склоподібна електрика

Це стосується електричного заряду, який скло набуває при натиранні його поверхні.

Смолиста електрика

Ефект, аналогічний електриці склоподібного тіла, що виникає при втиранні смоли.

Рідке завантаження

Рідини можуть електрично заряджатися, транспортуючись по трубах або взаємодіючи з твердими частинками, такими як пил. В обох випадках мова йде про тверді-рідкі контакти.

Так само вони можуть стати електростатично зарядженими, взаємодіючи з газами. Однак зарядка між рідинами відбувається лише між сильно ізолюючими рідинами.

Завантаження газу

Гази самі по собі не заряджаються електрично. Однак звичайно спостерігати процеси, в яких газ служить засобом транспорту між твердими або рідкими тілами.

Таким чином, гази відіграють другорядну роль у цьому виді процесу, оскільки вони служать лише сполукою між елементами електростатичного заряду та розряду.

Порошкове завантаження

Дуже часто спостерігається перенесення електронів між електрично зарядженими порошками, через характер матеріалів та різноманітність властивостей, форм та розмірів, які можуть мати місце у взаємодії.

Реальні приклади

Статична електрика присутня у повсякденному житті. Наприклад, ми всі були свідками ефекту капілярної електрики, в народі відомого як завивка або колюче волосся.

Ось кілька реальних прикладів статичної електрики для викриття звичайних випадків із самого життя:

- Видуйте повітряну кулю, зав'яжіть її і потріть її об волосся, щоб перенести навантаження з волосся на повітряну кулю. Ви побачите, як ваше волосся прилипає до повітряної кулі завдяки електростатичному заряду, часом відбиваючись від сили тяжіння.

- На рівну поверхню покладіть трохи солі або перцю. Одночасно натираючи пластикову чайну ложку вовняною тканиною, відбудеться передача заряду з тканини на чайну ложку. Потім перемістіть чайну ложку ближче до солі або перцю. Ви побачите, як частинки рухатимуться до чайної ложки завдяки залученню протилежних електричних зарядів.

- Перемістіть гребінець по волоссю кілька разів, особливо якщо в навколишньому середовищі мало вологи. Гребінець буде заряджатися статичною електрикою шляхом передачі електронів з волосся на гребінець. Потім наближте гребінець до невеликих шматочків тканини: ви побачите, як вони прилипають до гребінця через притягування протилежних електричних зарядів.

- Блискавка - це форма статичної електрики, оскільки хмари, маючи безпосередній контакт з молекулами повітря, приймають певний електричний заряд, який вони повинні перенести, щоб збалансувати свою систему. Єдина альтернатива передачі зайвих електронів - це перенесення цього додаткового заряду в іншу хмару через повітря; там проходять промені.

Чи є у вас ризики для здоров'я?

Статична електрика становить небезпеку для здоров’я, якщо не вживати належних запобіжних заходів.

За даними Адміністрації з охорони праці, відомої своєю абревіатурою на англійській мові як OSHA, у випадку розрядів високої напруги вони можуть спричинити хворобливі потрясіння у людей.

Якщо відбувається різкий контакт з електростатично зарядженим предметом, заряд може протікати через тіло людини, генеруючи електричний удар.

У такому випадку наслідки коливаються від опіку до хвороб серця, залежно від шляху, яким рухається статична електрика в організмі.

Так само статична електрика може бути джерелом займання горючих речовин та пошкодити чутливі електронні з'єднання.

Список літератури

Різні види електроенергії (2016). Відновлено з: atomberg.com
Як виробляти статичну електрику (2017). Відновлено: sciaching.com
Йонассен, Н. (2000). Як генерується статична електрика? Містер Статик, Техніка відповідності 17, вип. 5. Відновлено з: incompliancemag.com
Лукас, Дж. (2015). Що таке статична електрика? Відновлено з сайту: lifecience.com
Принципи електроенергії: статична та динамічна електрика (2013). Відновлено з: redusers.com
Редондо, Р. (2018). Словник електротехніки. Університет Саламанки. Вища технічна школа промислового машинобудування. Відновлено з: електроенергії.usa.es

СТАТИЧНА ЕЛЕКТРИКА: ЯК ВОНА ВИРОБЛЯЄТЬСЯ, ТИПИ, ПРИКЛАДИ - ФІЗИЧНІ - 2025