Как работает статическое электричество?

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

Ключевые выводы: статическое электричество

Электрический заряд—определяется как положительный или отрицательный - это свойство вещества, которое вызывает притяжение или отталкивание двух электрических зарядов. Когда два электрических заряда имеют одинаковый вид (оба положительные или оба отрицательные), они будут отталкивать друг друга. Когда они разные (один положительный и один отрицательный), они будут привлекать.

Статическое электричество возникает, когда заряд накапливается в одном месте. Как правило, объекты не заряжены ни положительно, ни отрицательно - у них 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, в то время как добавление электронов к поверхности вызовет отрицательный заряд этой поверхности. Таким образом, если электроны переносятся из Объекта А в Объект Б, Объект А станет положительно заряженным, а Объект Б станет отрицательно заряженным.

Трибоэлектрический эффект относится к передаче заряда (электронов) от одного объекта к другому, когда они соприкасаются друг с другом посредством трения. Например, трибоэлектрический эффект может возникнуть, когда зимой вы носите ковер в носках.

Трибоэлектрический эффект имеет место, когда оба объекта электрически изолирующийЭто означает, что электроны не могут свободно течь. Когда два объекта растираются и затем разделяются, поверхность одного объекта приобретает положительный заряд, а поверхность другого объекта приобретает отрицательный заряд. Заряд двух объектов после разделения можно предсказать из трибоэлектрический ряд, который перечисляет материалы в том порядке, в котором они склонны становиться положительно или отрицательно заряженными.

Поскольку электроны не могут свободно двигаться, две поверхности могут оставаться заряженными в течение длительного времени, если они не подвергаются воздействию электропроводящего материала. Если электропроводящий материал, такой как металл, прикоснется 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 статическое электричество. Вода, содержащая растворенные ионы - как в случае с водопроводной водой или дождевой водой - является электропроводящей и удаляет накопившиеся на волосах заряды.

Проводимость относится к передаче электронов, когда объекты находятся в контакте друг с другом. Например, поверхность, которая заряжена положительно, может получить электроны, когда она касается нейтрально заряженного объекта, вызывая второй объект должен стать положительно заряженным, а первый объект - менее заряженным, чем раньше было.

Индукция не связана с переносом электронов и не связана с прямым контактом. Скорее, он использует принцип, который «как заряды отталкивают, а противоположные притягивают». Индукция происходит с двумя электрическими проводниками, потому что они позволяют зарядам свободно перемещаться.

Вот пример зарядки по индукции. Представьте, что два металлических объекта, А и В, находятся в контакте друг с другом. Отрицательно заряженный объект помещается слева от Объекта A, который отталкивает электроны на левой стороне Объекта A и заставляет их двигаться к Объекту B. Затем эти два объекта разделяются, и заряд перераспределяется по всему объекту, оставляя Объект A положительно заряженным, а Объект B - отрицательно заряженным в целом.

• Бобр, Джон Б. и Дон Пауэрс. Электричество и магнетизм: статическое электричество, текущее электричество и магниты. Марк Твен Медиа, 2010.
• Христопулос, Христос. Принципы и методы электромагнитной совместимости. CRC Press, 2007.
• Василеску, Габриэль. Принципы и области применения электронного шума и мешающих сигналов. Springer, 2005.