Cum funcționează electricitatea statică?

Ați avut vreodată un șoc din atingerea unui mâner, sau ați văzut că părul dvs. a devenit frizzy în zilele deosebit de reci și uscate? Dacă ați avut oricare dintre aceste experiențe, ați întâlnit electricitate statică. Electricitatea statică reprezintă acumularea de sarcină electrică (pozitivă sau negativă) într-o singură locație. Se mai numește „electricitate în repaus”.

Cheltuieli cheie: electricitate statică

O sarcină electrică—definit drept pozitiv sau negativ - este o proprietate a materiei care determină atragerea sau respingerea a două sarcini electrice. Când două sarcini electrice sunt de același fel (ambele pozitive sau ambele negative), se vor respinge reciproc. Atunci când sunt diferite (unul pozitiv și unul negativ), vor atrage.

Electricitatea statică apare atunci când încărcarea se acumulează într-un singur loc. În mod obișnuit, obiectele nu sunt încărcate pozitiv sau negativ - au o încărcare totală de zero. Acumularea unei încărcări necesită transferul electronilor de la un obiect la altul.

Îndepărtarea electronilor încărcați negativ de pe o suprafață va face ca acea suprafață să se încarce pozitiv, în timp ce adăugarea de electroni la o suprafață va face ca această suprafață să se încarce negativ. Astfel, dacă electronii sunt transferați de la obiectul A la obiectul B, obiectul A va fi încărcat pozitiv și obiectul B va fi încărcat negativ.

Efectul triboelectric se referă la transferul de încărcare (electroni) de la un obiect la altul atunci când sunt frecate împreună, prin frecare. De exemplu, efectul triboelectric poate apărea atunci când treceți peste un covor purtând șosete în timpul iernii.

Efectul triboelectric tinde să apară atunci când ambele obiecte sunt electrice izolator, adică electronii nu pot curge liber. Când cele două obiecte sunt frecate între ele și apoi separate, suprafața unui obiect a obținut o sarcină pozitivă, în timp ce suprafața celuilalt obiect a obținut o încărcare negativă. Încărcarea celor două obiecte după separare poate fi prevăzută de la serii triboelectrice, care listează materialele în ordinea în care acestea sunt predispuse la a fi încărcate pozitiv sau negativ.

Deoarece electronii nu se pot mișca liber, cele două suprafețe pot rămâne încărcate mult timp, cu excepția cazului în care sunt expuse la un material conducător electric. Dacă un material conducător electric ca metalul este atins pe suprafețele încărcate, electronii se vor putea mișca liber, iar încărcarea de la suprafață va fi îndepărtată.

Acesta este motivul pentru care adăugarea de apă la păr care este frizzant din cauza electricității statice va elimina statica. Apa care conține ioni dizolvați - cum este cazul apei de la robinet sau a apei de ploaie - conduce electric și va înlătura sarcinile acumulate pe păr.

Conducția se referă la transferul electronilor atunci când obiectele sunt puse în contact unul cu altul. De exemplu, o suprafață care este încărcată pozitiv poate câștiga electroni atunci când atinge un obiect încărcat neutral, provocând cel de-al doilea obiect să devină încărcat pozitiv și primul obiect să devină mai puțin încărcat pozitiv decât anterior a fost.

Inducția nu implică un transfer de electroni și nici nu implică un contact direct. Mai degrabă, folosește principiul potrivit căruia „taxele care se resping și taxele opuse se atrag”. Inducția are loc cu doi conductori electrici, deoarece permit încărcarea să se miște liber.

Iată un exemplu de încărcare prin inducție. Imaginează-ți că două obiecte metalice, A și B, sunt puse în contact unul cu altul. Un obiect încărcat negativ este plasat în stânga obiectului A, care respinge electronii din partea stângă a obiectului A și îi determină să se deplaseze la obiectul B. Cele două obiecte sunt apoi separate și sarcina se redistribuie pe întregul obiect, lăsând obiectul A încărcat pozitiv și obiectul B încărcat negativ în general.

• Beaver, John B. și Don Powers. Electricitate și magnetism: electricitate statică, electricitate curentă și magneți. Mark Twain Media, 2010.
• Christopoulos, Christos. Principii și tehnici de compatibilitate electromagnetică. CRC Press, 2007.
• Vasilescu, Gabriel. Principii și aplicații ale zgomotului electronic și ale semnalelor interferente. Springer, 2005.