Statikus elektromosság
A statikus elektromosság az elektromos töltés növekedését jelenti a tárgyak felületén. Ez az elektromos töltés addig marad egy tárgyon, amíg az vagy a talajba nem folyik, vagy kisüléssel gyorsan elveszíti töltését. A töltéscsere olyan körülmények között történhet, mint amikor különböző tárgyakat dörzsölünk és szétválasztunk. A statikus töltés csak akkor marad meg, ha az egyik felület nagy ellenállással rendelkezik az elektromos áramlással szemben. A statikus elektromosság hatása a legtöbb ember számára ismerős, mert látják, érzik, sőt hallják is a szikrát. Ez a szikra akkor keletkezik, amikor a felesleges töltés semlegesedik. Ez a semlegesítés akkor következik be, amikor a felesleges töltés egy elektromos vezetőbe áramlik (például a földeléshez vezető út). Más töltésáramlás akkor következik be, amikor egy töltött tárgy olyan terület közelében van, ahol ellenkező polaritású (pozitív vagy negatív) többlet töltés van. A statikus "áramütés" ismert jelenségét a töltés semlegesítése okozza.
Villámlás, a statikus kisülés egyik példája
Történelem
A görög korban Thalész a borostyán tisztítása közben talált rá a statikus elektromosságra. De abban az időben erre nem figyeltek oda, és nem kutatták. Csak azt tudták, hogy ha valamit dörzsölnek, az húzóerőt vált ki. A statikus elektromosság komolyabb kutatása a 17. században kezdődött, amikor Otto Von Guericke elkészítette az első súrlódási generátort. A 18. században pedig Coulomb kezdte el a statikus elektromosság rögzített mennyiségének kutatását. Benjamin Franklin a statikus elektromosságot a viharokkal hozta összefüggésbe. Michael Faraday 1832-ben publikálta az elektromosság azonosságára vonatkozó kísérletének eredményeit. Ez a jelentés bebizonyította, hogy a mágnes használatával előállított elektromosság, az akkumulátor által termelt voltaikus elektromosság és a statikus elektromosság ugyanaz. Faraday eredménye óta a statikus elektromosság története úgy is felfogható, mint az elektromosság általános tanulmányozása.
Charge
Számos helyzet okozhat statikus elektromosságot.
- Az érintkezés a töltés szétválasztását eredményezi:
A legtöbb anyagnak egyedi kémiai vonzása van az elektronokhoz. Emiatt a különböző anyagok dörzsölése töltésszétválást okozhat. Az anyag pozitív töltésű lesz, ha az elektronok vonzása kisebb, mint a másik anyagé. néha a szőnyegen való járás, majd egy fémtárgy (pl. kilincs) megérintése statikus áramütést okozhat.
- A nyomás a töltés szétválasztását eredményezi:
Elég erős nyomás bizonyos típusú anyagokban, például kristályokban és kerámiamolekulákban a töltés szétválasztását eredményezi.
- A hő a töltés szétválasztását eredményezi:
Bizonyos anyagok felmelegítésével az elektronok energiát nyerhetnek. Ezzel az erővel az elektronok kiszabadulnak az atomokból. Az elektronokat vesztő atomok pozitív töltésűvé válnak.
- A töltés a töltés szétválasztását eredményezi:
Egy töltött tárgy egy semleges tárgyat töltésszétválasztásra késztethet. Az azonos előjelű töltések (negatív a negatívhoz vagy pozitív a pozitívhoz) taszítják egymást, az ellentétes előjelű töltések pedig vonzzák egymást. Ez arra kényszeríti a semleges tárgynak azt a részét, amely a töltött tárgy közelében van, hogy a töltött tárgy töltésével ellentétes töltéssel rendelkezzen. Ez az erő gyorsan gyengül, ha a két tárgy eltávolodik egymástól. A hatás akkor jelentkezik leginkább, ha a semleges tárgy töltése szabadon mozoghat.
A statikus elektromosság enyhe áramütést okozhat.
Mentesítés
A statikus kisülés olyan felesleges töltés, amelyet a környezetből vagy a környezetbe áramló töltések semlegesítenek. A pozitív töltések elektronokat kapnak a környezetből, a negatív töltések pedig elektronokat veszítenek a környezet felé.
A statikus áramütés érzését az idegek ingerlése okozza, ahogy a semlegesítő áram átfolyik az emberi testen. Mivel a testben sok víz van, a töltés általában nem elég ahhoz, hogy veszélyesen magas áramot okozzon. A villámlás szintén példa a statikus kisülésre. Egy felhő más felhőkkel ütközve nagyon nagy töltést kap. A felesleges töltést a földre adja le. Ez a hatalmas töltés azonban az ember környezetében természetes módon soha nem fordul elő, hacsak nem csap bele a villám.
A statikus elektromosság látszólag ártalmatlan természete ellenére a kutatásban jelentős kockázatokkal járhat, mivel a nagy töltés tönkreteheti a berendezéseket.
