Как работает статическое электричество?

Вы когда-нибудь испытывали шок от прикосновения к дверной ручке или видели, как ваши волосы вьются в особенно холодные и сухие дни? Если у вас был какой-либо из этих опытов, значит, вы столкнулись со статическим электричеством. Статическое электричество – это накопление электрического заряда (положительного или отрицательного) в одном месте. Его также называют «электричеством в состоянии покоя».

Основные выводы: статическое электричество

  • Статическое электричество возникает, когда заряд накапливается в одном месте.
  • Объекты обычно имеют нулевой общий заряд, поэтому для накопления заряда требуется перенос электронов от одного объекта к другому.
  • Существует несколько способов переноса электронов и накопления заряда: трение (трибоэлектрический эффект), проводимость и индукция.

Причины статического электричества

Электрический заряд , определяемый как положительный или отрицательный, – это свойство вещества, которое вызывает два электрических заряда. привлекать или отталкивать. Когда два электрических заряда одного типа (положительные или отрицательные), они отталкиваются друг от друга. Когда они разные (один положительный и один отрицательный), они будут притягиваться.

Статическое электричество возникает, когда заряд накапливается в одном месте. Обычно объекты не заряжены ни положительно, ни отрицательно – их общий заряд равен нулю. Накопление заряда требует переноса электронов от одного объекта к другому.

Удаление отрицательно заряженных электронов с поверхности приведет к тому, что эта поверхность станет положительно заряженной, при добавлении Электроны на поверхности заставят эту поверхность стать отрицательно заряженной. Таким образом, если электроны передаются от объекта A к объекту B, объект A станет положительно заряженным, а объект B – отрицательно заряженным.

Зарядка трением (трибоэлектрический Эффект)

Трибоэлектрический эффект относится к передаче заряда (электронов) от одного объекта к другому при трении друг о друга посредством трения. Например, трибоэлектрический эффект может возникать, когда вы перемещаетесь по ковру в носках зимой.

Трибоэлектрический эффект обычно возникает, когда оба объекта электрически изолирующий , то есть электроны не могут свободно течь. Когда два объекта трутся друг о друга, а затем разделяются, поверхность одного объекта получает положительный заряд, а поверхность другого объекта – отрицательный. Заряд двух объектов после разделения можно предсказать с помощью трибоэлектрического ряда , который перечисляет материалы в том порядке, в котором они склонны становиться положительно или отрицательно заряженными.

Поскольку электроны не могут свободно перемещаться, две поверхности могут оставаться заряженными в течение длительного времени, если они не подвергаются воздействию электропроводящего материала.. Если электрически проводящий материал, например металл, прикоснуться к заряженным поверхностям, электроны смогут свободно перемещаться, и заряд с поверхности будет удален.

Вот почему добавление воды в волосы, которые вьются из-за статического электричества, снимает статический заряд. Вода, содержащая растворенные ионы – как в случае с водопроводной или дождевой водой – является электропроводной и удаляет заряды, накопившиеся на волосах.

Заряд за счет проводимости. и индукция

Под проводимостью понимается перенос электронов, когда объекты контактируют друг с другом. Например, положительно заряженная поверхность может получать электроны при прикосновении к нейтрально заряженному объекту, в результате чего второй объект становится положительно заряженным, а первый – менее положительно заряженным, чем был раньше.

Индукция не предполагает ни передачи электронов, ни прямого контакта. Скорее, он использует принцип, согласно которому «одинаковые заряды отталкиваются, а противоположные – притягиваются». Индукция происходит с двумя электрическими проводниками, потому что они позволяют зарядам свободно перемещаться.

Вот пример индукционной зарядки. Представьте, что два металлических объекта, A и B, соприкасаются друг с другом. Слева от объекта A помещается отрицательно заряженный объект, который отталкивает электроны с левой стороны объекта A и заставляет их перемещаться к объекту B. Затем два объекта разделяются, и заряд перераспределяется по всему объекту. оставляя Объект A заряженным положительно, а Объект B – отрицательно заряженным.

Источники

  • Бивер, Джон Б. и Дон Пауэрс. Электричество и магнетизм: статическое электричество, текущее электричество и магниты . Mark Twain Media, 2010.
  • Христопулос, Христос. Принципы и методы электромагнитной совместимости . CRC Press, 2007.
  • Василеску, Габриэль. Принципы и применения электронного шума и мешающих сигналов . Springer, 2005.
Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий