Electricitatea statică: modul în care este produsă, tipurile, exemplele
Energia electrică statică este acumularea de sarcină electrică pe un element care este în repaus. Acest tip de energie electrică se manifestă atunci când există contact între același număr de protoni (particule subatomice cu sarcină pozitivă) și electroni (particule subatomice cu încărcare negativă).
De obicei, acest contact între protoni și electroni este generat prin frecarea a două elemente care au încărcături opuse. În acest moment, efectele electricității statice asupra corpurilor sunt dezvăluite fizic.
Cum se produce electricitatea statică?
Electricitatea statică este produsă atunci când un corp încărcat electric în exces transferă excesul de electroni pe care îl adăpostește unui alt corp. Acest lucru se întâmplă prin eliberarea de energie.
La rândul său, corpul care primește descărcarea electronică este încărcat static prin procesul numit inducție electrostatică. Această descărcare și încărcarea de energie - de la un organism la altul, respectiv - se pot produce prin scântei sau un fel de descărcare mecanică.
Cea mai obișnuită modalitate de a percepe electricitatea statică este prin frecarea a două corpuri încărcate electric cu încărcături opuse.
Aici echilibrul energetic este evident, deoarece corpul care are un număr mai mare de electroni dă această sarcină corpului cu un număr mai mic de electroni.
Chiar dacă un corp are o încărcătură electrostatică foarte mare, electronii pot "sări" direct în obiectul de descărcare, generând astfel un arc electric datorită defalcării dielectrice a aerului.
În esență, transferul de electroni de la un corp la altul se datorează interacțiunii de bază între încărcături: încărcăturile electrice opuse sunt atrase și încărcăturile electrice egale se resping reciproc.
Acest lucru face posibil ca încărcăturile electrice, în funcție de reacția indusă de celelalte corpuri, să fie transferate de la un atom la altul și să se deplaseze către suprafața corpurilor.
Ca urmare, se produce transferul de electroni din corpul care are cea mai mare sarcină negativă a corpului cu o sarcină mai puțin negativă, generând fenomenul electrostatic.
tip
Energia electrică statică se poate manifesta în moduri diferite, în funcție de natura și starea (solidă, lichidă, gazoasă) a organismelor implicate în proces. Astfel, electricitatea statică poate fi prezentată în următoarele moduri:
Încărcați între substanțele solide
Acest proces, numit și triboelectrificación, apare atunci când electronii sunt transferați între două corpuri solide și se întâmplă prin frecarea directă sau frecare între ambele corpuri. Două exemple de acest tip sunt:
Energie electrică vitrificată
Se referă la sarcina electrică pe care o recepționează sticla atunci când suprafața sa este răcită.
Energia rășinoasă
Efect analog cu electricitatea vitroasă care are loc atunci când frecați o rășină.
Încărcarea lichidelor
Lichidele pot fi încărcate electric prin transportul prin țevi sau prin interacțiunea cu particule solide, cum ar fi praful. În ambele cazuri se referă la contactele dintre substanțele solide și lichide.
De asemenea, ele pot fi încărcate electrostatic atunci când interacționează cu gazele. Cu toate acestea, sarcina între lichide are loc numai între lichide foarte izolate.
Încărcarea gazelor
Gazele, singure, nu sunt încărcate electric. Cu toate acestea, este comună martor procesele în care un gaz servește ca un mijloc de transport între corpuri solide sau lichide.
În acest fel, gazele joacă un rol secundar în acest tip de proces, deoarece ele servesc numai ca o legătură între încărcarea electrostatică și elementele de descărcare.
Încărcarea pulberilor
Este foarte frecventă prezența transferului de electroni între pudrele încărcate electric, datorită naturii materialelor și varietății proprietăților, formelor și dimensiunilor care pot avea loc în interacțiune.
Exemple reale
Energia electrică statică este prezentă în viața de zi cu zi. De exemplu, cu toții am fost martorii efectelor electricității capilare, cunoscute popular sub numele de păr de păr sau de păr.
Aici prezentăm câteva exemple reale de electricitate statică pentru a expune cazuri obișnuite extrase din viața însăși:
- Umflați un balon cu aer, împingeți-l și frecați-l de păr pentru a transfera încărcătura de la păr la balon. Veți vedea cum vă aderă părul la balon datorită încărcării electrostatice, provocând uneori efectul gravitației.
- Puneți puțină sare sau piper pe o suprafață plană. Îndepărtați simultan o lingură de plastic cu o cârpă din lână, transferul de sarcină se va realiza de la cârpă până la lingură. Apoi, aduceți lingura spre sare sau piper. Veți vedea cum particulele se vor apropia de lingură datorită atragerii încărcăturilor electrice opuse.
- Mișcați pieptenele de-a lungul părului de mai multe ori, mai ales dacă există puțină umiditate în mediu. Pieptenele sunt încărcate cu electricitate statică prin transferul de electroni de la păr la pieptene. Apoi aduceți pieptenele spre bucăți mici de pânză: veți vedea cum acestea sunt lipite de pieptene prin atragerea încărcăturilor electrice opuse.
- Radiațiile sunt o formă de electricitate statică, deoarece norii, având contact direct cu moleculele de aer, adoptă o anumită încărcătură electrică pe care trebuie să o transfere pentru a-și echilibra sistemul. Singura alternativă pentru transferul excesului de electroni este transferarea acestei taxe suplimentare într-un alt nor prin aer; acolo au loc razele.
Aveți riscuri pentru sănătate?
Energia electrică statică prezintă riscuri pentru sănătate dacă nu se iau măsuri de precauție adecvate.
Potrivit Administrației pentru Sănătate și Securitate Ocupațională, cunoscută prin acronimul său în limba engleză ca OSHA, în cazul generării de descărcări de înaltă tensiune pot provoca șocuri dureroase la oameni.
Dacă contactul brusc se face cu un obiect încărcat electrostatic, încărcarea poate curge prin corpul persoanei, generând un șoc electric.
În acest caz, consecințele variază de la afectarea arsurilor până la afectarea cardiacă, în funcție de calea electricității statice din corp.
De asemenea, electricitatea statică poate fi o sursă de aprindere pentru substanțele inflamabile și poate deteriora conexiunile electronice sensibile.
