2024/06/19 284

Statinė elektra

Statinė elektra, reiškinys, žinomas nuo seno laikų dėl patrauklaus pritraukimo ir atstūmimo poveikio po to, kai objektai trinami kartu.Ankstyvieji eksperimentai su tokiomis medžiagomis kaip stiklas, šilkas, parafino vaškas ir vilna padėjo suprasti elektrostatiką.Reikšmingi istorinių figūrų, tokių kaip Charlesas Dufay ir Benjaminas Franklinas, įnašai padėjo sukurti teorijas apie nematomas žaidimo jėgas, galiausiai identifikuodami elektronų judėjimą kaip elektronų judėjimą.„Leyden“ indelio atradimas 1745 m. Ir išradėjų, tokių kaip Otto von Guericke, pasiekimai leido generuoti didesnius statinius krūvius, dar labiau tobulinti elektrostatikos tyrimus.Charleso Coulombo darbas su įkrautų dalelių jėgomis suteikė gilesnį šių reiškinių supratimą.Šis straipsnis gilinasi į statinės elektros istoriją, teorijas ir praktinius pritaikymus, pabrėžiant jo poveikį mokslinei mintims ir technologinėms naujovėms.

Katalogas

1 paveikslas: statinė elektra

Istoriniai atradimai

Prieš šimtmečius buvo pastebėta, kad tam tikros medžiagos, tokios kaip stiklas ir šilkas, pritrauks viena kitą po to, kai bus trinami kartu.Šis įdomus įvykis neapsiribojo stiklu ir šilku;Kiti deriniai, tokie kaip parafino vaškas ir vilna, parodė panašų elgesį.Eksperimentatoriai pamatė, kad nors skirtingų tipų medžiagos traukė viena kitą, tos pačios medžiagos atstūmė viena kitą.

Tolesni tyrimai parodė, kad bet kokia medžiaga, demonstruojanti trauką ar atstūmimą po to, kai ją trina, buvo galima sudėti į vieną iš dviejų grupių: traukia stiklą ir ją atstumia vaškas arba atstumia stiklas ir traukia vaškas.Ši grupė pasiūlė, kad medžiagos suskirstytų į dvi aiškias kategorijas, atsižvelgiant į jų elektrines savybes.

2 paveikslas: Vaško ir vilnos audinių trauka

Ankstyvosios teorijos ir eksperimentai

Nematomi pokyčiai, dėl kurių traukos ar atstūmimas paskatino ankstyvuosius eksperimentatorius, galvojo apie nematomų „skysčių“ perkėlimą trinant.Charlesas Dufay parodė, kad trinant tam tikras objektų poras sukūrė du skirtingus pokyčių tipus, sukeldami trauką arba atstumimą tarp medžiagų.Dufay išvados parodė, kad medžiagos gali būti sugrupuotos atsižvelgiant į jų elgesį po trinimo: Kai kurios medžiagos patraukė viena kitą, o kitos atstūmė viena kitą.

Remdamasis šiais pastebėjimais, Benjaminas Franklinas pasiūlė teoriją, apimančią vieno tipo skysčius.Anot Franklino, trinant objektus kartu buvo susiję ne su dviem skirtingais skysčiais, o sukėlė vieno skysčio disbalansą, kurį jis pavadino elektriniu krūviu.Objektai galėjo turėti per daug (+) arba per mažai (-) šio skysčio.Franklino sąlygos tai buvo „teigiamas mokestis“ (+) už tai, kad turėjo per daug ir „neigiamą mokestį“ (-) už tai, kad turėjo per mažai.

Franklino hipotezė buvo paprastesnis būdas suprasti statinę elektrą.Jis pasiūlė, kad tarp medžiagų stebimas traukos ir atstūmimo dėl šio vieno elektrinio krūvio disbalanso.Ši idėja padėjo pagrindus tolesniam tyrimui ir galiausiai identifikuoti elektrinį krūvį kaip elektronų judėjimą.

Franklino indėlis

Benjaminas Franklinas eksperimentavo su tokiomis medžiagomis kaip vaškas ir vilna, kad suprastų statinę elektrą.Jis manė, kad trinant šias medžiagas kartu, tarp jų buvo nematomas skystis.Jis tikėjo, kad vilna iš vaško paimo dalį šio skysčio, sukurdamas disbalansą, dėl kurio abi medžiagos pritraukė viena kitą.

Franklinas vaško krūvį pavadino „neigiamu“, nes, jo manymu, jis turi mažiau šio skysčio.Vilnos kaltinimą jis pavadino „teigiamu“, nes, jo manymu, jis turi daugiau skysčio.Nors dabar mes žinome, kad šis „skystis“ iš tikrųjų yra elektronų judėjimas, vis dar naudojami Franklino terminai „teigiami“ ir „neigiami“ krūviai.Ši terminija išlieka todėl, kad ji tiksliai apibūdina elektronų srauto kryptį: nuo medžiagos, kurioje yra daugiau elektronų (-) iki vienos, turinčios mažiau elektronų (+).

Kiekybinis elektros krūvis

1780 -aisiais prancūzų fizikas Charlesas Coulombas išmatavo elektrinį krūvį, naudodamas sukimo pusiausvyrą.Jo eksperimentai paskatino Coulomb, elektrinio krūvio vieneto apibrėžimą.Kulono darbas parodė, kad jėga tarp dviejų taškų krūvių buvo proporcinga jų krūvių produktui ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui.Vienas Kulonas prilygsta maždaug 6,25 × 10^18 elektronų krūviui, o vieno elektrono krūvis yra apie 0,0000000000000000000016 Kulomai.

Atomo kompozicija

3 paveikslas: Atomo sudėtis

Tolesni eksperimentai parodė, kad visos medžiagos yra pagamintos iš atomų, kuriuos sudaro trys pagrindinės dalelės: protonai, neutronai ir elektronai.Protonai turi teigiamą (+) krūvį, elektronai turi neigiamą (-) krūvį, o neutronai neturi jokio įkrovimo.

Atomo struktūra apima branduolį ir elektronų apvalkalus.Branduolyje, esančiame atomo centre, yra protonų ir neutronų, kurie yra sandariai surišti.Šis griežtas surišimas suteikia branduolį jo stabilumui ir apibūdina elementarią atomo tapatumą.Keičiant protonų skaičių, atomas paverčia kitu elementu.

Elektronai orbitos branduolys regionuose, vadinami elektronų apvalkalais.Skirtingai nuo protonų ir neutronų, elektronai nėra sandariai surišti prie branduolio.Juos gali lengvai perkelti įvairios jėgos, todėl atsiranda elektros disbalansas.Kai elektronai juda iš vieno atomo į kitą, tai sukuria elektros krūvį.

Elektronų gebėjimas laisvai judėti, palyginti su protonais ir neutronais, yra raktas į statinės elektros reiškinį.Kai tam tikros medžiagos trinamos kartu, elektronai perkeliami iš vienos medžiagos į kitą, todėl vienas objektas tampa teigiamai įkrautas (trūksta elektronų), o kita - neigiamai įkrauta (turėti papildomų elektronų).Šis elektronų judėjimas yra statinės elektros energijos pagrindas.

Statinė elektra paaiškinta

Statinė elektra atsitinka, nes tarp objektų yra elektronų disbalansas.Kai tam tikros medžiagos trinamos kartu, elektronai - neigiamai įkrautos dalelės - nuo vienos medžiagos į kitą.Dėl šio perdavimo vienas objektas įgauna elektronus, tampa neigiamai įkrautas, o kitas praranda elektronus, tapdamas teigiamai įkrautas.Šis elektronų judėjimas sukuria elektrinio krūvio pusiausvyrą, kai viena medžiaga turi daugiau elektronų (neigiamas krūvis), o kitas turi mažiau elektronų (teigiamas krūvis).

Objektai su priešingais krūviais traukia vienas kitą, o objektai tuo pačiu įkrovimu atstumia vienas kitą.Štai kodėl balionas, trinantis ant plaukų, prilimpa prie sienos.Balionas, dabar neigiamai įkrautas iš plaukų įgijimo, traukia į neutralią ar teigiamai įkrautą sieną.

Kasdienis statinės elektros pavyzdžiai yra baliono ir plaukų scenarijus bei drabužius į džiovintuvą.Baliono atveju, trindami jį ant plaukų perdavimo elektronų, todėl balionas tapo neigiamai įkrautas ir priverčia prilipti prie neutralios sienos.Panašiai drabužių džiovintuve trintis tarp drabužių perduoda elektronus, todėl statinis prigludimas, nes drabužiai prilimpa kartu dėl priešingų krūvių.

Triboelektrinis efektas

4 paveikslas: Triboelektrinis efektas

Triboelektrinis efektas įvyksta, kai dvi skirtingos medžiagos trinamos kartu, todėl elektronai juda iš vienos medžiagos į kitą.Šis judėjimas daro vieną medžiagą teigiamai įkrautą (nes ji praranda elektronus), o kitą neigiamai įkrautą (nes ji įgyja elektronų).

Šis poveikis paaiškina daugybę kasdienių statinės elektros patirties.Pavyzdžiui, kai trinate balioną ant plaukų, elektronai pereina nuo plaukų į balioną.Dėl to jūsų plaukai tampa teigiamai įkrauti, o balionas tampa neigiamai įkrautas.Priešingi krūviai traukia vienas kitą, todėl jūsų plaukai prilipo prie baliono.

Triboelektrinis poveikis priklauso nuo susijusių medžiagų savybių.Kai kurios medžiagos lengvai atsisako elektronų, o kitos juos traukia ir sulaiko.Šią tendenciją apibūdina „Triboelectric“ serija, kuri reitinguoja medžiagas, atsižvelgiant į tai, kaip tikėtina, kad jos įgys ar praranda elektronus.

Kai dvi medžiagos iš priešingų triboelektrinių serijų galų trinamos kartu, elektronų perdavimas yra reikšmingesnis, todėl susidaro stipresnis statinis krūvis.Pvz., Trinantis stiklas (kuris paprastai praranda elektronus) šilku (kuris linkęs įgyti elektronų), atsiranda pastebimas statinis krūvis.

Praktiniai pritaikymai

Nors ji dažnai laikoma erzinančia, statinė elektra turi daug naudingų naudojimo būdų:

Kserografinis spausdinimas

5 paveikslas: Xerografinis spausdinimas

Kserografinis spausdinimas priklauso nuo statinės elektros energijos.Ši technologija naudojama fotokopikuose ir lazeriniuose spausdintuvuose.Čia yra išsamus žvilgsnis, kaip jis veikia:

Pirmiausia suteikiamas fotokondukcinis būgnas, esančiame kopijuoklio ar spausdintuvo viduje.Šis būgnas gali laikyti elektrinį krūvį ir reaguoti į šviesą.Kai ant būgno projektuojamas nukopijuotas dokumento vaizdas, lemputė priverčia statinį krūvį išnykti jo veikiamose vietose, o krūvis lieka tamsiose vietose, kur nėra šviesos.

Toliau, dažymas, kuris yra puikus milteliai, turintys teigiamą krūvį, yra apibarstytas ant būgno.Teigiamai įkrautas toneris prilimpa prie neigiamai įkrautų būgno vietų, kur krūvis nebuvo neutralizuotas šviesa.Tai sukuria miltelių pavidalo dokumento vaizdą ant būgno.

Tada būgnas riedėja virš popieriaus lapo, perduodamas dažų vaizdą ant popieriaus.Galiausiai popierius praeina per porą šildomų ritinėlių, vadinamų kaitintuvu.Kaitintuvo šiluma ir slėgis ištirpsta dažų daleles, todėl jos visam laikui prilimpa prie popieriaus.

Visas šis procesas vyksta labai greitai ir efektyviai, leidžiant greitai gaminti aukštos kokybės kopijas ir atspaudus.Statinės elektros energijos naudojimas kserografinėje spausdinime yra puikus pagrindinių mokslinių principų pritaikymas, paverčiantis juos praktine technologija, kurią mes naudojame kiekvieną dieną.

Elektrostatiniai oro filtrai

6 paveikslas: Elektrostatiniai oro filtrai

Elektrostatiniai oro filtrai naudoja statinę elektrą orui valyti pašalindami tokias daleles kaip dulkės, žiedadulkės ir kiti teršalai.Štai kaip jie dirba išsamiau:

Pirma, filtras įkraunamas statine elektra.Tai gali įvykti keliais būdais.Vienas įprastas būdas yra naudoti elektrinį lauką filtro medžiagai įkrauti.Kitas būdas yra praeiti orą per laidų, įkraunančių ore, tinklelį, kai jos praeina pro šalį.

Įkraunant filtrą, jis pritraukia ir fiksuoja daleles iš oro.Įkrautas filtras veikia kaip dulkių ir kitų mažų dalelių magnetas.Kai šios dalelės priartėja prie filtro, elektrostatinis krūvis jas traukia, todėl prilimpa prie filtro.Dėl to oras praeina per daug švaresnį.

Elektrostatiniai oro filtrai yra labai veiksmingi, nes jie gali užfiksuoti labai mažas daleles, kurių gali praleisti kitų tipų filtrai.Tai apima ne tik dulkes ir žiedadulkes, bet ir dūmus, bakterijas ir net kai kuriuos virusus.Dėl tokio didelio efektyvumo jie dažnai naudojami tose vietose, kur oro kokybė yra labai svarbi, pavyzdžiui, namuose, kuriuose yra alergijos kenčiantys asmenys, arba pramoninėje aplinkoje, kur reikalingas švarus oras tiek sveikatai, tiek produkto kokybei.

Vienas pagrindinių elektrostatinių oro filtrų pranašumų yra tas, kad juos galima pakartotinai naudoti.Užuot pakeitę filtrą kiekvieną kartą nešvariai, galite jį išvalyti ir atiduoti atgal.Tai daro juos ekologiškesnius ir ekonomiškesnius laikui bėgant.Tačiau norint, kad jis veiktų gerai, būtina reguliariai valyti filtrą.Jei filtras pasidarys per daug nešvarus, jis negali sulaikyti daugiau dalelių, o oro kokybė nukentės.

Van de Graaff generatorius

7 paveikslas: „Van de Graaff“ generatorius

Van de Graaff generatorius, kurį 1930 m. Sukūrė fizikas Robertas J. Van de Graaffas, yra mašina, gaminanti aukštą įtampą, naudojant statinę elektrą.Šis prietaisas veikia perkeldamas elektrinį krūvį į metalinę sferą per diržą.Kai diržas juda, jis neša įkrovą į sferą, kur jis kaupiasi.Šis procesas gali generuoti įtampą, siekiančią milijonus voltų, todėl „Van de Graaff“ generatorius yra labai naudingas moksliniams eksperimentams, ypač dalelių fizikoje, kur jis naudojamas pagreitinti daleles.

1832 m. Michaelo Faradėjaus eksperimentai parodė, kad statinė elektra yra tokia pati, kaip ir baterijų ir generatorių pagaminta elektra.Faraday parodė, kad abiejų tipų elektra gali sukelti tą patį cheminį ir fizinį poveikį, pavyzdžiui, suskaidyti cheminius junginius ir sukurti magnetinius laukus.Jo darbas parodė, kad visų rūšių elektra yra iš to paties pagrindinio reiškinio: elektros krūvio judėjimo.

Van de Graaff generatorius ir Faradėjaus atradimai padarė didelę įtaką mūsų supratimui apie elektrą.Van de Graaff generatorius, turintis galimybę sukurti aukštą įtampą, labai padėjo tobulinti dalelių fizikos tyrimus.Tai leidžia mokslininkams pagreitinti daleles dideliu greičiu, todėl galima ištirti pagrindines materijos ir jėgų dalis.

Kita vertus, Faradėjaus darbas padėjo pagrindą mūsų supratimui apie elektrą kaip vieną reiškinį.Įrodydamas, kad statinė ir dabartinė elektra iš esmės yra vienoda, jis sujungė įvairių tipų elektrinius reiškinius.Šis supratimas buvo labai naudingas kuriant įvairias elektros technologijas ir programas.

Kartu šie pokyčiai parodo, kaip moksliniai atradimai yra susiję su jų praktiniu naudojimu.Van de Graaff generatorius ir Faradėjaus eksperimentai ne tik pagilino mūsų teorines žinias apie elektrą, bet ir lėmė reikšmingą technologinę pažangą.

Elektrostatika dideliu mastu

1600-ųjų viduryje išradėjai pradėjo gaminti elektrostatines mašinas, kurios galėtų sukurti daug didesnius krūvius nei tie, kurie pagamino paprastu trinimu.Šios mašinos dirbo naudojant besisukančius ratus ar cilindrus, pagamintus iš izoliacinių medžiagų, tokių kaip stiklas ar siera.Nuolatinė trinties medžiagomis, tokiomis kaip audinys ar kailiniai elektrifikavo šias medžiagas, leidžiant gaminti reikšmingas elektrines kibiras ir statinius krūvius.

Vienas iš ankstyviausių žinomų elektrostatinių mašinų 1660 m. Pastatė Otto von Guericke Magdeburge, Vokietijoje.„Guericke“ aparatas panaudojo besisukantį sieros rutulį, kuris, trinant, galėjo sukelti stiprius statinius krūvius.Šis išradimas žymi didelę pažangą tiriant elektrostatiką.

„Leyden Jar“ išradimas 1745 m. Pieterio van Musschenbrocho Leydene, Olandijoje, dar labiau pakeitė lauką.„Leyden“ stiklainis iš esmės yra stiklinis stiklainis, iš dalies padengtas viduje ir išorėje su metaline folija, leidžiančia jam laikyti didelį statinį krūvį.Prijungiant du „Leyden“ stiklainius prie elektrostatinės mašinos - vienos - neigiamo krūvio, o kitą - teigiamą krūvį - tapo įmanoma sukaupti didelius kiekius statinės elektros.

Šie pasiekimai leido generuoti daug didesnes ir pavojingesnes kibirkštis.Pvz., Vidurinės mokyklos fizikos eksperimente elektrostatinė mašina su Leyden stiklainiais galėtų sukelti 15 centimetrų ilgio kibirkštį, sukeldamas laikiną paralyžių, jei netyčia išleidžiama per žmogaus ranką.

Siekimas generuoti vis didesnius elektrostatinius krūvius tapo šiek tiek moksline tendencija XVIII amžiaus viduryje.Amerikoje Benjaminas Franklinas savo pietų stalui naudojo elektrostatines mašinas elektrosuoniesiems kalakute.1750 m. Prancūzų fizikas Abbe Nollet surengė dramatišką demonstraciją, turėdamas daugiau nei tūkstantį kartezijos vienuolių, laikydami ratą, kol jis išleido didžiulį Leydeno indelį.Vienu metu vienuolių šuolis parodė momentinį elektros išmetimo greitį.

Elektrostatinių mašinų sukuriamų kibirkščių ir žaibo varžtų panašumas nebuvo nepastebėtas.1752 m. Birželio mėn. Benjaminas Franklinas atliko savo garsųjį aitvarų eksperimentą, norėdamas patikrinti, ar „Lightning“ iš tikrųjų buvo milžiniška elektrinė kibirkštis.Per perkūniją Franklinas ir jo sūnus naudojo aitvarą, norėdami perkelti elektros krūvį iš „Storm Clouds“ į Leydeno indelį, įtikinamai įrodydami, kad žaibas yra elektrinis reiškinys.Šis eksperimentas paskatino išrasti „Lightning“ lazdelę - prietaisą, kuris apsaugo pastatus saugiai atlikdamas žaibo smūgį į žemę.

Franklino teoriniai indėliai taip pat buvo labai prasmingi.Jis pristatė terminus „teigiami“ ir „neigiami“ dėl elektros krūvių ir per eksperimentus parodė, kad neigiamo krūvio kiekis ant trinamo objekto yra tiksliai lygus teigiamam objekto krūviui, atliekančiam trinimą.Tai buvo didelis žingsnis link įkrovimo išsaugojimo idėjos, kuri sako, kad bendras izoliuotos sistemos elektros krūvis išlieka tas pats.

Žaibas ir elektrostatika

8 paveikslas: Žaibas ir elektrostatika

1752 m. Benjaminas Franklinas atliko savo gerai žinomą aitvarų eksperimentą, norėdamas parodyti, kad žaibas yra elektros išmetimas.Per perkūniją Franklinas išskrido aitvarą su metaliniu raktu, pritvirtintu prie stygos.Kai „Lightning“ pataikė į aitvarą, raktas tapo elektrifikuotas, įrodydamas, kad jo idėja buvo teisinga.Šis eksperimentas parodė, kad žaibas yra elektros išleidimo forma, kaip ir kibirkštys, pagamintos iš statinės elektros.

Po šio didelio atradimo Franklinas išrado žaibo lazdelę.Žaibo strypas yra paprastas, bet efektyvus įrankis, skirtas apsaugoti pastatus nuo žaibo smūgių.Jis turi smailų metalinį strypą, pastatytą aukščiausiame pastato taške, sujungtu su žeme laidžia viela.Kai žaibas smogia, strypas saugiai nukreipia elektros krūvį viela ir į žemę, sustabdydama pastato pažeidimą.

Franklino žaibo strypas veikia todėl, kad aštrus strypo taškas sukuria orą aplink jį jonizuoti, sukurdamas lengvą kelią elektros išleidimui.Šis kelias nukreipia „Lightning“ energiją nuo pastato, sumažindamas ugnies ir konstrukcinės žalos riziką.Franklino išradimas buvo didelis žingsnis į priekį suprantant ir tvarkant natūralius elektrinius įvykius, suteikiant naudingą galimo labai kenksmingos problemos sprendimą.

Kulono įstatymas

9 paveikslas: Kulono įstatymas

Charleso Coulombo eksperimentai buvo labai naudingi norint suprasti elektrostatinę jėgą.Jis sužinojo, kad jėga tarp dviejų elektrinių krūvių greitai mažėja didėjant atstumui tarp jų.Iš esmės, kai jūs perkeliate mokesčius toliau, jėga tarp jų tampa daug silpnesnė.Ši idėja yra panaši į Niutono gravitacijos dėsnį, kuriame teigiama, kad didėjant atstumui tarp jų taip pat mažėja gravitacinė jėga tarp dviejų masių.

Kulono įstatymuose pagrindinė mintis yra ta, kad jėga tarp krūvių tampa silpnesnė, jei padidinate atstumą ir stipresnį, jei sumažinsite atstumą.Šis elgesys yra panašus į tai, kaip veikia gravitacinė jėga, tačiau užuot susidūręs su masėmis ir sunkumu, „Coulomb“ įstatymas susijęs su elektros krūviais.

Šios žinios labai naudingos paaiškinant daugybę elektros dalykų.Pvz., Jei dvigubai padidinate atstumą tarp dviejų įkrautų objektų, jėga, traukianti ar stumianti juos kartu, tampa daug silpnesnė.Kita vertus, suartinus objektus, jėga tampa daug stipresnė.

Kulomo įstatymai daug naudojasi mokslo ir inžinerijos srityje.Tai padeda kurti elektronines dalis, tokias kaip kondensatoriai, suprasti, kaip atomai jungiasi, ir numatyti, kaip statinė elektra elgiasi skirtingose ​​situacijose.Kulono darbas padėjo pagrindą šiuolaikinėms elektromagnetizmo idėjoms ir išlieka labai reikšmingas fizikos ir elektros inžinerijos tyrimams.

Įtampa ir ampera

Elektros srovė iš esmės yra elektronų srautas per laidininką.Šis srautas pasižymi dviem pagrindinėmis savybėmis: įtampa ir ampera.Įtampa, dar vadinama elektriniu potencialu, yra jėga, kuri stumia elektronus per grandinę, panašiai kaip vandens slėgis vamzdyje.Amperagas arba srovės srautas yra elektronų, judančių per grandinę, skaičius, pavyzdžiui, per vamzdį tekančio vandens kiekis.

Kasdieniniame buitinėje elektros sistemose standartinė įtampa paprastai yra apie 120 voltų.Skirtingi prietaisai naudoja įvairius amperų kiekius, atsižvelgiant į jų galios poreikius.Pavyzdžiui, lemputė naudoja nedidelį kiekį srovės, o didelis prietaisas, pavyzdžiui, orkaitė ar skalbimo mašina, naudoja daug daugiau.

Elektros energija, kuri yra greitis, kuriuo naudojama ar gaminama elektros energija, apskaičiuojama padauginant įtampą ir indą (P = V × I).Tai reiškia, kad prietaisas, veikiantis esant 120 voltų ir naudojant 10 amperų srovės, naudoja 1200 vatų galios.

Kita vertus, statinė elektra gali sukurti labai aukštą įtampą, tačiau paprastai apima labai mažai ampero.Štai kodėl sukrėtimai, kuriuos gauname iš statinės elektros energijos, gali nustebinti, tačiau paprastai yra nekenksmingi.Aukšta įtampa gali lengvai stumti elektronus per orą, sukeldamas kibirkštį, tačiau žemas indėnas reiškia, kad bendra susijusi energija yra labai maža.

Elektrostatika kasdieniame gyvenime

Statinė elektra yra kažkas, su kuo dažnai susiduriame kasdieniame gyvenime.Kai vaikščiojate per kilimą ar nusiimate skrybėlę, galite šokiruoti, kai paliesite metalinį daiktą.Taip atsitinka todėl, kad jūsų kūnas surenka elektrinį krūvį.

Šis krūvis kaupiasi, kai elektronai juda iš vieno dalyko į kitą.Pavyzdžiui, eidami ant kilimo, elektronai pereina nuo kilimo prie jūsų batų, todėl jūsų kūnas yra neigiamai įkrautas.Kai liečiate metalinį objektą, kuris lengvai leidžia tekėti elektrai, papildomi jūsų kūno elektronai greitai pereina prie metalo, sukeldami nedidelį elektros smūgį.

Šis poveikis yra stipresnis, kai nuo žemės esate atskirtas medžiagomis, kurios neleidžia lengvai tekėti elektros energijos, pavyzdžiui, guminiams bateliams.Šios medžiagos neleidžia elektronams lengvai pabėgti į žemę, todėl krūvis kaupiasi ant jūsų kūno.Taigi, šokas, kurį jaučiate, yra greitas elektronų judėjimas iš jūsų kūno į tai, kas gali atlikti elektrą.

Išvada

Statinės elektros energijos tyrinėjimas, pradedant ankstyvaisiais stebėjimais ir baigiant reikšmingais moksliniais atradimais, rodo, kaip išsivystė mūsų supratimas apie elektrinius reiškinius.Smalsumas, kodėl medžiagos traukia ir atstumia viena kitą, paskatino novatoriškus pionierių, tokių kaip Charlesas Dufay ir Benjaminas Franklinas, teorijas.Jie sužinojo, kad elektronų judėjimas yra elektros krūvio pagrindas.Sukūrę elektrostatines mašinas ir „Leyden“ stiklainį, mokslininkams leido generuoti ir ištirti didelius statinius krūvius.Šis darbas baigėsi Franklino demonstracija, kad žaibas yra elektros išmetimas.Charlesas Coulombas taip pat nustatė statinės elektros principus formuluodamas elektros jėgos įstatymus.Šie atradimai turi ne tik pažangių teorinių žinių, bet ir paskatino praktinius pritaikymus, tokius kaip kserografinis spausdinimas, elektrostatiniai oro filtrai ir „Van de Graaff“ generatorius.Statinės elektros supratimas vaidina pagrindinį vaidmenį kasdienėje patirtyje ir moksliniuose pastangose, pabrėžiant jos vaidmenį fizikoje ir technologijose.

Dažnai užduodami klausimai [DUK]

1. Kaip nustoti šokiruoti dėl visko, ką liečiu?

Norėdami nustoti šokiruoti dėl visko, ką liečiate, padidinkite savo aplinkos drėgmę naudodamiesi drėkintuvu.Dėvėti batus su odiniais padais, o ne guma, gali padėti, nes oda nesukuria tiek statinės elektros.Be to, prieš palietę ką nors kita, pabandykite paliesti metalinį daiktą, kad iš jūsų kūno būtų pašalintas bet koks statinis kaupimasis.

2. Kaip atsidurti, kad būtų išvengta statinio šoko?

Norėdami išvengti statinio šoko, dažnai palieskite įžemintą metalinį objektą.Naudojant antistatines apyrankes ar įžeminimo kilimėlius taip pat galite padėti pašalinti statinę elektrą iš jūsų kūno, sumažinant galimybę šokiruoti.

3. Kas sukelia statinius?

Statinė elektra įvyksta, kai medžiagos trinasi viena prieš kitą.Paprasti veiksmai, pavyzdžiui, vaikščiojimas ant kilimo su kojinėmis, nusimetę sintetinius audinio drabužius ar net sėdint ant tam tikrų rūšių baldų, elektronai gali judėti iš vienos medžiagos į kitą.Šis judėjimas sukuria disbalansą, kuris sukelia statinę elektrą.

4. Kodėl aš ką nors liečiu?

Kai ką liečiate, jūs gaunate elektros smūgį, nes jūsų kūnas sukūrė statinį krūvį.Kai liečiate laidų objektą, pavyzdžiui, metalą ar kitą asmenį, sukauptas krūvis greitai išeina iš jūsų kūno, todėl sukelia šokas.

5. Kaip išvengti statinės elektros energijos kompiuteryje?

Norėdami išvengti statinės elektros energijos kompiuteryje, dirbdami kompiuterio viduje naudokite antistatinį riešo dirželį.Įsitikinkite, kad jūsų kompiuteris dedamas ant įžeminto paviršiaus, ir venkite dirbti sausoje aplinkoje.Taip pat galite naudoti antistatinius kilimėlius ar purškalus, kad sumažintumėte statinį kaupimąsi aplink savo darbo vietą.