Ako funguje statická elektrina?

Už ste niekedy dostali šok z toho, že ste sa dotkli kľučky dverí, alebo ste videli, že vaše vlasy sú zvlášť chladné a suché? Ak ste už mali niektorý z týchto zážitkov, narazili ste na statickú elektrinu. Statická elektrina je hromadenie elektrického náboja (kladného alebo záporného) na jednom mieste. Nazýva sa aj „elektrina v pokoji“.

Kľúčové cesty: Statická elektrina

Elektrický náboj—definovaný ako pozitívny alebo negatívny - je vlastnosť látky, ktorá spôsobuje, že dva elektrické náboje priťahujú alebo odpudzujú. Ak sú dva elektrické náboje rovnakého druhu (kladné alebo záporné), navzájom sa odpudzujú. Ak sú odlišné (jeden pozitívny a jeden negatívny), priťahujú sa.

Statická elektrina sa vyskytuje, keď sa náboj hromadí na jednom mieste. Zvyčajne nie sú objekty nabité pozitívne ani negatívne - zaznamenávajú celkovú nulu. Hromadenie náboja vyžaduje prenos elektrónov z jedného objektu na druhý.

Odstránenie negatívne nabitých elektrónov z povrchu spôsobí, že sa tento povrch stane pozitívne nabitý, zatiaľ čo pridanie elektrónov na povrch spôsobí, že sa tento povrch nabije záporne. Ak sa teda elektróny prenášajú z objektu A do objektu B, objekt A sa nabije pozitívne a objekt B sa nabije záporne.

Triboelektrický efekt sa pripája k prenosu náboja (elektrónov) z jedného objektu na druhý, keď sú trené spolu, trením. Napríklad triboelektrický efekt sa môže vyskytnúť, keď sa v zime zamiešate cez koberec, ktorý má ponožky.

Triboelektrický efekt má tendenciu nastávať, keď sú oba objekty elektricky izolačné, čo znamená, že elektróny nemôžu voľne prúdiť. Keď sa tieto dva objekty rozotrú a potom oddelia, povrch jedného objektu získal kladný náboj, zatiaľ čo povrch druhého objektu získal záporný náboj. Náboj týchto dvoch predmetov po oddelení možno predpovedať z triboelektrická séria, ktorá obsahuje zoznam materiálov v poradí, v ktorom sú náchylné na kladné alebo záporné nabitie.

Pretože elektróny sa nemôžu voľne pohybovať, tieto dva povrchy môžu zostať nabité po dlhú dobu, pokiaľ nie sú vystavené elektricky vodivému materiálu. Ak sa elektricky vodivý materiál, ako je kov, dotkne nabitých povrchov, elektróny sa budú môcť voľne pohybovať a náboj z povrchu sa odstráni.

To je dôvod, prečo pridanie vody do vlasov, ktoré sú kadernícke kvôli statickej elektrine, odstráni statiku. Voda obsahujúca rozpustené ióny - ako je to v prípade vodovodnej vody alebo dažďovej vody - je elektricky vodivá a odstráni náboje nahromadené na vlasoch.

Vedenie sa vzťahuje na prenos elektrónov, keď sa predmety dostanú do vzájomného kontaktu. Napríklad povrch, ktorý je pozitívne nabitý, môže získať elektróny, keď sa dotkne neutrálne nabitého objektu, čo spôsobí druhý objekt má byť nabitý kladne a prvý objekt je menej kladne nabitý ako predtým Bol.

Indukcia nezahŕňa prenos elektrónov ani priamy kontakt. Skôr používa zásadu, že „podobné poplatky sa odpudzujú a opačné poplatky priťahujú“. K indukcii dochádza u dvoch elektrických vodičov, pretože umožňujú voľný pohyb nábojov.

Tu je príklad nabíjania indukciou. Predstavte si, že dva kovové predmety, A a B, sú navzájom v kontakte. Negatívne nabitý objekt sa umiestni naľavo od objektu A, ktorý odpudzuje elektróny na ľavej strane objektu A a spôsobí ich presun do objektu B. Dva objekty sú potom oddelené a náboj sa prerozdeľuje po celom objekte, pričom objekt A je kladne nabitý a objekt B celkovo záporne nabitý.

• Beaver, John B. a Don Powers. Elektrina a magnetizmus: statická elektrina, prúdová elektrina a magnety. Mark Twain Media, 2010.
• Christopoulos, Christos. Princípy a techniky elektromagnetickej kompatibility. CRC Press, 2007.
• Vasilescu, Gabriel. Princípy a aplikácie elektronického šumu a rušivých signálov. Springer, 2005.