STAATTINEN SÄHKÖ: MITEN SE TUOTETAAN, TYYPIT, ESIMERKIT - FYYSINEN - 2026

Staattinen sähkö on kertymistä sähkövarauksen elementti on levossa. Tämäntyyppinen sähkö ilmenee, kun saman määrän protoneja (positiivisesti varautuneet subatomiset hiukkaset) ja elektronit (negatiivisesti varautuneet subatomiset partikkelit) ovat kosketuksissa.

Yleensä tämä kontakti protonien ja elektronien välillä syntyy kitkaamalla kaksi elementtiä, joilla on vastakkaiset varaukset. Juuri tällä hetkellä staattisen sähkön vaikutukset vartaloihin ovat fyysisesti ilmeisiä.

Kuinka staattinen sähkö tuotetaan?

Staattinen sähkö tuotetaan, kun liian sähköisesti varautunut kappale kuljettaa talossa olevat ylimääräiset elektronit toiseen vartioon. Tämä tapahtuu vapauttamalla energiaa.

Keho, joka vastaanottaa elektronien purkautumisen, puolestaan ​​varataan staattisesti prosessin avulla, jota kutsutaan sähköstaattiseksi induktioksi. Tämä energian purku ja varaus - ruumiista toiseen - voi tapahtua kipinöiden tai jonkin tyyppisen mekaanisen purkauksen kautta.

Yleisin tapa havaita staattinen sähkö on hieromalla kahta sähköisesti varautunutta kappaletta vastakkaisilla varauksilla.

Tässä todistetaan energiatasapaino, koska keho, jolla on suurempi elektronimäärä, luovuttaa tämän varauksen keholle, jolla on alhaisempi elektronimäärä.

Vaikka keholla on erittäin korkea sähköstaattinen varaus, elektronit voivat “hypätä” suoraan purkauskohdetta kohti, jolloin syntyy sähkökaari ilman dielektrisen hajoamisen takia.

Pohjimmiltaan elektronien siirto kehosta toiseen johtuu varausten välisestä perusvuorovaikutuksesta: vastakkaiset sähkövaraukset houkuttelevat ja kuten sähköiset varaukset hylkivät toisiaan.

Tämä tekee mahdolliseksi, että sähkövaraukset siirtyvät muiden kappaleiden aiheuttamasta reaktiosta riippuen atomista toiseen ja liikkuvat kohti kappaleiden pintaa.

Seurauksena on, että elektronien siirto tapahtuu kehosta, jolla on suurempi negatiivinen varaus kehoon, vähemmän negatiivisella varauksella, mikä aiheuttaa sähköstaattisen ilmiön.

Tyypit

Staattinen sähkö voi ilmetä eri tavoin prosessissa mukana olevien kappaleiden luonteesta ja tilasta (kiinteä, nestemäinen, kaasumainen) riippuen. Siten staattista sähköä voi esiintyä seuraavissa muodoissa:

Kuormitus kiinteiden aineiden välillä

Tämä prosessi, jota kutsutaan myös triboelektrifikaatioksi, tapahtuu, kun elektroneja siirretään kahden kiinteän kappaleen välillä, ja se tapahtuu suoran kitkan tai kitkan avulla molempien kappaleiden välillä. Kaksi tällaista esimerkkiä ovat:

Lasimainen sähkö

Se viittaa sähkövaraukseen, jonka lasi saa, kun sen pintaa hierotaan.

Hartsinen sähkö

Lasimaista sähköä vastaava vaikutus, joka tapahtuu hartsia hieroessa.

Nestemäinen lastaus

Nesteet voivat varautua sähköisesti kuljettamalla putkien läpi tai toimimalla vuorovaikutuksessa kiinteiden hiukkasten, kuten pölyn, kanssa. Molemmissa tapauksissa kyse on kiinteiden ja nestemäisten kontaktien muodostamisesta.

Samoin ne voivat myös sähköstaattisesti varautua vuorovaikutuksessa kaasujen kanssa. Nesteiden välinen varaus tapahtuu kuitenkin vain hyvin eristävien nesteiden välillä.

Kaasun lastaus

Kaasut itsessään eivät ole sähköisesti varautuneita. On kuitenkin yleistä todistaa prosesseja, joissa kaasu toimii kuljetusvälineenä kiinteiden tai nestemäisten kappaleiden välillä.

Tällä tavalla kaasuilla on toissijainen rooli tällaisessa prosessissa, koska ne toimivat vain yhteytenä sähköstaattisen varauksen ja purkauselementtien välillä.

Jauheen lastaus

On hyvin yleistä havaita elektroninsiirto sähköisesti varautuneiden jauheiden välillä, johtuen materiaalien luonteesta ja vuorovaikutuksessa mahdollisesti esiintyvistä ominaisuuksista, muodoista ja kokoista.

Oikeita esimerkkejä

Staattinen sähkö on läsnä jokapäiväisessä elämässä. Esimerkiksi, olemme kaikki nähneet kapillaarisähkön vaikutuksia, joka tunnetaan nimellä frizz tai spiky hair.

Tässä on joitain todellisia esimerkkejä staattisesta sähköstä yleisten tapausten paljastamiseksi itse elämästä:

- Puhalla ilmapallo, solmu ja hiero sitä hiuksia vasten siirtääksesi kuorman hiuksista ilmapalloon. Näet kuinka hiuksesi tarttuvat ilmapalloon sähköstaattisen varauksen takia ja uhmaavat painovoiman vaikutusta toisinaan.

- Aseta tasaiselle alustalle vähän suolaa tai pippuria. Hieroessaan muovista tl villaisella kankaalla, varaus siirtyy kankaasta teelusikkaan. Siirrä sitten teelusikallinen lähemmäksi suolaa tai pippuria. Näet kuinka hiukkaset lähestyy teelusikasta vastakkaisten sähkövarausten vetovoiman vuoksi.

- Siirrä kampaa hiuksen päällä useita kertoja, etenkin jos ympäristössä on vähän kosteutta. Kamma ladataan staattisella sähköllä siirtämällä elektronia hiuksista kampaan. Tuo sitten kampa lähemmäksi pieniä kangaspaloja: näet kuinka nämä tarttuvat kampaan johtuen vastakkaisten sähkövarausten vetovoimasta.

- Salama on staattisen sähkön muoto, koska pilvet ottavat suoraan kosketukseen ilmamolekyylien kanssa tietyn sähkövarauksen, joka niiden on siirrettävä järjestelmänsa tasapainottamiseksi. Ainoa vaihtoehto ylimääräisten elektronien siirtämiseksi on siirtää tämä ylimääräinen varaus toiseen pilveen ilman läpi; siellä säteet tapahtuvat.

Onko sinulla terveysriskejä?

Staattinen sähkö aiheuttaa terveysriskejä, jos asianmukaisia ​​varotoimia ei tehdä.

Työturvallisuus- ja työterveysviraston mukaan, joka tunnetaan lyhenteellä englanniksi OSHA, korkeajännitepurkauksissa ne voivat aiheuttaa kivuliaita iskuja ihmisille.

Jos tapahtuu äkillinen kosketus sähköstaattisesti varautuneeseen esineeseen, varaus voi virtaa ihmisen kehon läpi aiheuttaen sähköiskun.

Tällöin seuraukset vaihtelevat palamisesta sydänsairauteen riippuen staattisen sähkön kulkureitistä kehossa.

Samoin staattinen sähkö voi olla syttymislähde palaville aineille ja vahingoittaa herkkiä elektronisia yhteyksiä.

Viitteet

1. Erityyppiset sähkö (2016). Palautettu osoitteesta: atomberg.com
2. Kuinka tuottaa staattista sähköä (2017). Palautettu osoitteesta: sciencing.com
3. Jonassen, N. (2000). Kuinka staattinen sähkö syntyy? Mr. Static, Compliance Engineering 17, no. 5. Palautettu osoitteesta: Compliancemag.com
4. Lucas, J. (2015). Mikä on staattinen sähkö? Palautettu sivustolta: livescience.com
5. Sähköä koskevat periaatteet: staattinen ja dynaaminen sähkö (2013). Palautettu osoitteesta redusers.com
6. Redondo, R. (2018). Sähkötekniikan sanakirja. Salamancan yliopisto. Teollisuustekniikan korkeakoulu. Palautettu osoitteesta: sähkö.usal.es
7. Staattinen sähkö (2004). GCSE Bitesize. BBC ©. Palautettu osoitteesta: bbc.co.uk