Kako djeluje statička električna energija?

Jeste li ikada doživjeli šok od dodirivanja kvake ili ste vidjeli da vam kosa postaje zamrznuta u posebno hladnim, suhim danima? Ako ste imali neko od ovih iskustava, naišli ste na statički elektricitet. Statička električna energija je nakupljanje električnog naboja (pozitivnog ili negativnog) na jednom mjestu. Također se naziva i "struja u mirovanju".

Ključni odvodi: statička električna energija

Električni naboj—definirano kao pozitivno ili negativno - svojstvo je materije koja dva električna naboja privlače ili odbijaju. Kad su dva električna naboja iste vrste (oba pozitivna ili oba negativna), odbijat će se jedan drugog. Kad su različiti (jedan pozitivan i jedan negativan), privući će ih.

Statički elektricitet nastaje kada se na jednom mjestu nakuplja naboj. Obično objekti nisu ni pozitivno ni negativno nabijeni - s ukupnim nabojem imaju nulu. Akumuliranje naboja zahtijeva prijenos elektrona s jednog objekta na drugi.

Uklanjanje negativno nabijenih elektrona s površine uzrokovat će da se površina nabije pozitivno, dok dodavanje elektrona na neku površinu uzrokuje da se ta površina nabije negativno. Dakle, ako se elektroni prenesu s objekta A na objekt B, objekt A postat će pozitivno nabijen i objekt B postat će negativno nabijen.

Triboelektrični efekt odnosi se na prijenos naboja (elektrona) s jednog predmeta na drugi kada se trljaju zajedno, pomoću trenja. Na primjer, triboelektrični učinak može se pojaviti kada se zimi prebacivate preko tepiha u čarapama.

Triboelektrični učinak ima tendenciju da se događa kada su oba objekta električni izolacijski, što znači da elektroni ne mogu slobodno teći. Kad se dva predmeta trljaju zajedno, a zatim razdvajaju, površina jednog predmeta dobila je pozitivan naboj, dok je površina drugog predmeta dobila negativan naboj. Naboj dvaju objekata nakon odvajanja može se predvidjeti iz triboelektrični niz, koji popisuje materijale redoslijedom na koji se mogu pozitivno ili negativno naplatiti.

Budući da se elektroni ne mogu slobodno kretati, dvije površine mogu dugo vremena ostati nabijene, osim ako nisu izložene materijalu koji vodi električno. Ako se elektricno vodljivi materijal poput metala dotakne nabijenih površina, elektroni će se moći slobodno kretati, a naboj s površine uklanjat će se.

Zbog toga će dodavanje vode kosi koja se hladi zbog statičkog elektriciteta ukloniti statički. Voda koja sadrži otopljene ione - kao što je slučaj s vodom iz slavine ili kišnicom - električki se provodi i uklanja će naboje nagomilane na kosi.

Provođenje se odnosi na prijenos elektrona kada se predmeti nalaze u dodiru jedan s drugim. Na primjer, površina koja je pozitivno nabijena može dobiti elektrone kada dodirne neutralno nabijeni objekt, uzrokujući drugi objekt treba postati pozitivno nabijen, a prvi objekt manje pozitivno nabijen nego prije bilo.

Indukcija ne uključuje prijenos elektrona, niti uključuje izravan kontakt. Umjesto toga, koristi princip "poput naboja odbijaju i suprotne optužbe privlače." Indukcija se događa s dva električna vodiča, jer omogućuju da se naboji slobodno kreću.

Evo primjera punjenja indukcijom. Zamislite da se dva metalna predmeta, A i B, međusobno dodiruju. Negativno nabijeni objekt je smješten lijevo od Objekta A, koji odbija elektrone na lijevoj strani objekta A i tjera ih da se premjeste u objekt B. Dva objekta se zatim razdvajaju, a naboj se redistribuira preko cijelog objekta, ostavljajući Objekt A pozitivno nabijen, a Objekt B ukupno negativno nabijen.

• Beaver, John B. i Don Powers. Električna energija i magnetizam: statička električna energija, trenutna električna energija i magneti. Mark Twain Media, 2010.
• Christopoulos, Christos. Načela i tehnike elektromagnetske kompatibilnosti. CRC Press, 2007.
• Vasilescu, Gabriel. Načela i aplikacije elektroničkih šuma i smetnji. Springer, 2005.