Статический заряд: Что такое статическое электричество

Статический заряд в напольных покрытиях — что это, обзор и советы по использованию

Антистатические свойства ламината

С явлением статического электричества мы сталкиваемся практически постоянно – легкий удар током от прикосновения к металлической поверхности не причиняет никакого вреда, но может напугать, особенно если человек находится в полной темноте. 

Несмотря на незначительное количество переносимого заряда, статическое электричество может стать причиной неприятных происшествий, которые необходимо предотвратить. Так, например, нередки случаи, когда, при получении электрического разряда, выходила из строя дорогостоящая hi-tech техника. Зимой явление статического электричества встречается значительно чаще – его появлению способствует ношение теплой шерстяной одежды, а также – сухость воздуха в помещениях, нагреваемого с помощью электрических приборов или батарей центрального отопления. Чтобы уменьшить вероятность разряда, необходимо как можно чаще проводить уборку, повышающую влажность воздуха.

В случае если на полу в помещении лежит ковер из натуральной шерсти или синтетическое ковровое покрытие, статические разряды преследуют человека постоянно. Увидеть это явление легко – перемещаясь по ковру в полной темноте, вы можете заметить, как ворсинки светятся за счет маленьких искр.

В отличие от коврового покрытия, ламинат не накапливает электрический заряд и позволяет снизить частоту явления статического электричества. Однако еще 5-6 лет назад, ламинированные напольные покрытия отличались низкой степенью электропроводимости, что обуславливало скопление на его поверхности, заряженных частиц. Понятно, что, испытывая постоянные неудобства при прикосновении к металлическим предметам, человек не мог чувствовать себя комфортно в собственном доме.

Первыми за решение проблемы статического электричества и ламинированного пола взялись специалисты итальянской компании SKEMA SRL, возглавляемой Domenico Barabas и Edoardo Friso. В 2005 году, в процессе производства ламината, были впервые использованы специальные антистатические добавки, повышающие электропроводность структуры панелей.

Результаты замеров показали, что напряжение статического заряда составило менее 2 кВт.

В 2006 году производители напольных покрытий подписали соглашение о том, что присвоение ламинату 32-го класса будет возможно только после успешного прохождения теста на электропроводность. Поэтому, покупая ламинат 32-го и более высоких классов, потребитель может быть уверен в его антистатических свойствах, согласно требованиям стандарта EN 14041. Данные условия распространяются только на напольные покрытия европейского производства, тогда как китайская продукция проходит сортировку по своим правилам, отличным от общепризнанных. Ламинат купить в Минске мы рекомендуем на сайте mile.by с доставкой по Беларуси. 

Например, все ламинированные напольные покрытия Quick-Step проходят обработку, уменьшающую статический заряд. Благодаря этому, полы притягивают гораздо меньше пыли и снижают влияние статического заряда на потребителя. Отсутствие статического электричества отмечено значком Antistatic.

Купить ламинат вы можете на нашем сайте.

Статический заряд тела и электрическое поле

 

Из физики известны опыты получения зарядов трением (электризация) эбонитового стержня о фланель (отрицательный заряд) или стеклянного стержня о шелк (положительный заряд). Подобным образом при соответствующих условиях может быть заряжено любое вещество.

Если при этом тело получает избыток электронов, то считают, что оно заряжено отрицательно. Если же тело потеряло часть своих электронов, считают, что оно заряжено положительно.

Известно также, что одноименные заряды отталкиваются, разноименные — притягиваются. Силу взаимодействия зарядов определяют по закону Кулона: два точечных заряда действуют друг на друга {притягиваются или отталкиваются) с силой, пропорциональной произведе

нию зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между
ними, то есть

.      1   q₁q₂

F= —  ———

.      ℇ   4∏R²

где F — сила взаимодействия электрических зарядов, Н; q₁, q₂ — электрические заряды, Кл;
г — расстояние между зарядами, м; ℇ— диэлектрическая проницаемость среды, характеризующая электрические свойства пространства, Кл/(В^. м), или Ф/м.

Диэлектрическую проницаемость обычно выражают так:

ℇ = ℇ_г ℇ ₀,             (1.2)

где ℇ₀ — электрическая постоянная (диэлектрическая проницаемость свободного пространства, или вакуума), Ф/м:

.              1

ℇ₀=   ———

.         4∏⁹ *10

9

ℇ_r — относительная диэлектрическая проницаемость среды (отвлеченное число, показывающее, во сколько раз диэлектрическая

проницаемость среды больше диэлектрической проницаемости вакуума).

Диэлектрическая проницаемость воздуха ℇ_r=1; значения этой величины для некоторых материалов приведены ниже (см. табл. 1.3).

Электрическое поле между двумя разноименно заряженными телами, например между двумя пластинами, тем сильнее, чем больше заряд на
пластинах и чем меньше расстояние между ними.

Если электрическое поле создано совокупностью зарядов, которые

можно считать практически неподвижными в пространстве, его называют электростатическим полем («статический» означает «неподвижный»). Электростатическое поле характеризуется потенциалом поля. Потенциал данной точки электростатического поля равновелик такой работе, которую надо затратить, чтобы переместить единицу заряда (1 Кл) из-за пределов поля в данную его точку. Потенциал измеряется в вольтах. Потенциал земли принято считать равным нулю. Земной шар имеет заряд около 3 *10

5 Кл. Сила электростатического поля стремится перемещать заряды от точки с более высоким потенциалом в точку с меньшим потенциалом.

Если, например, потенциал точки А равен φ_А, а потенциал точки В равен φ_B то между точками А и В действует электрическое напряжение

UAB = φ_А — φ_B,      (1.3)

то есть напряжение равно разности потенциалов.

Воображаемые линии, по которым стремится двигаться положительный заряд, лишенный инерции, в электрическом поле, называют электрическими силовыми линиями.

Интенсивность электрического поля характеризуется напряженностью, обозначаемой буквой  Е. Напряженность электрического

поля измеряется в вольтах на метр (В/м). Если напряжение между двумя
параллельными металлическими пластинами с однородной диэлектрической средой между ними и заряженными разноименными зарядами
равно U (В), а расстояние между пластинами равно d (м), то напряженность электрического поля между  пластинами

E=U/d.                           (1.4)

Напряженность естественного поля у поверхности земли составляет 100… 130 В/м. Это поле играет колоссальную роль в процессах жизнедеятельности растений и животных.

< Предыдущая		Следующая >

Статическое электричество и антистатическая ESD одежда

Статическое электричество возникает вследствие сохранения зарядов электростатического поля на диэлектрических материалах. Оно отрицательно влияет на жизнь человека и эксплуатацию электрических устройств. Образование искр от статического электричества способствует пожарам и взрывам.

Мощности энергии вполне хватит для возгорания газовоздушных смесей и пыли.

---

Статическое электричество — невидимый «киллер», наносящий ощутимые убытки при недооценке его силы. Сегодня оснащение электронных производств средствами антистатической защиты стало стандартом (IEC 61340-5-1). Потому что с ростом степени интеграции и уменьшением размеров элементов на кристалле повышается уязвимость самых сложных и дорогостоящих микросхем к повреждению статическим электричеством.

ESD (Electrostatic Discharge) — электростатический разряд — передача электростатического заряда между объектами с разными электростатическими потенциалами, происходящая через непосредственное контактирование объектов или индуцированная электростатическим полем. Внутри ESD-защищенной зоны (EpA) не должно быть разностей потенциалов более 100 В/см. Следует использовать только антистатические материалы, обеспечить достаточную влажность и надежное заземление, удалить не заземляемые изделия и материалы.

Человек является основным «генератором» статического заряда в рабочей зоне, поэтому индивидуальные средства ESD-защиты являются одним из ключевых пунктов любой антистатической программы. Все международные стандарты, включая общеевропейский IEC 61340-5-1, подчеркивают необходимость использования специальной одежды и обуви как непосредственно на рабочем месте, так и в любой EsD-защищенной зоне предприятия. Заземление при помощи браслета не предотвращает генерации заряда на обыкновенной (в том числе нижней) одежде человека.

Антистатическая одежда выполняет следующие функции защиты:

• предотвращение генерации заряда на одежде при трении;
• предотвращение неконтролируемого разряда статического электричества с обычной одежды оператора на чувствительные элементы в рабочей зоне;
• используется как вторичное средство заземления персонала благодаря тому, что при контакте халата с проводящим покрытием сиденья и спинки антистатического стула заряд стекает через них на землю;
• В соответствии со европейским стандартом IEC61340-5-1, время стекания заряда с предметов антистатической одежды от напряжения 1000 В до 100 В не должно превышать двух секунд.

Наиболее популярными предметами антистатической одежды являются халаты с длинным рукавом, белого или синеватого цвета. Ткань для ESD-одежды содержит 65% полиэстера, 34% хлопока, 1% проводящего волокна.

Такая антистатическая одежда как халат выполняет три важных функции в системе комплексной защиты от статического электричества:

1. Экранирует внешние объекты от воздействия электростатических полей, возникающих на внутренней одежде при трении.
   Вниманиe: на рабочем месте халат должен быть постоянно застегнут на все пуговицы (в американском стандарте ANSI/ESD S20.20 это требование указано даже отдельным пунктом), иначе его экранирующая роль сведется к минимуму.
2. Служит проводником для стекания заряда на землю с тела работника через антистатическую обивку сиденья и спинки стула.
   Внимание: халат не заменяет собой первичные средства, такие как наручный браслет или антистатическая обувь.
3. Рассеивает (то есть не генерирует и не аккумулирует) трибоэлектрический заряд.
   Внимание: этим свойством в большей мере обладают халаты с основой из хлопка без синтетических добавок.

Для реализации перечисленных функций в ткань антистатической одежды вплетена тонкая сетка из токопроводящей карбоновой (неметаллической) нити, хорошо различимая на фоне белой ткани в виде регулярных квадратов. Одежда с антистатическим эффектом маркируется на видном месте стандартным черно-желтым ESD-символом с изображением кисти руки в треугольнике под полуокружностью. В соответствии со стандартом IEC61340-5-1 время стекания заряда с предметов антистатической одежды от напряжения 1000 В до 100 В не должно превышать двух секунд; у изделий высшего качества оно обычно не превышает одной секунды.

К антистатическим аксессуарам правомочно можно отнести и перчатки из чистого хлопка, минимизирующие генерацию статического заряда.

Введение на предприятии программы контроля статического электричества, возможно, является одной из лучших инвестиций в область управления качеством продукции. Капиталовложения в реализацию мер по защите от статического электричества компенсируются повышением процента выхода годных изделий и снижением расходов на гарантийное обслуживание. Нередко они являются обязательным условием для сертификации производств и ремонтных мастерских.

Сепаратор сдвоенных семян Anti-Static статический заряд статического электричества вентилятора ионизатор ионизирующего пистолета

Статические сепаратора сдвоенных семян антистатическое пистолет вентилятора ионизатор воздуха
Воздух ионизирующего пистолет G-004
Согласно спецификации
Рабочее напряжение: 4.6Kv
Потребление тока:                           350 uA
Рабочая температура:                         0°~50 °C
Рабочее давление: 3-6 кг/см²
Давление воздуха:                                         40-100 фунтов

Конструкция:                           пистолете из литого алюминия и поликарбоната сопла
Вес:                                           550g примерно в том числе H. T. Кабель
Кабель                                                    3 м  Кабель H. T.        
Скорость подачи воздуха:                                 10 метров в секунду
&Vcy;&rcy;&iecy;&mcy;&yacy; &zcy;&acy;&tcy;&ucy;&khcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy;&colon;                                   < 1&comma; 3 &vcy;&tcy;&ocy;&rcy;&ocy;&jcy;

&Icy;&scy;&tcy;&ocy;&chcy;&ncy;&icy;&kcy; &pcy;&icy;&tcy;&acy;&ncy;&icy;&yacy; SL-007
&Scy;&ocy;&gcy;&lcy;&acy;&scy;&ncy;&ocy; &scy;&pcy;&iecy;&tscy;&icy;&fcy;&icy;&kcy;&acy;&tscy;&icy;&icy;

Напряжение входного сигнала	220 В/50 Гц
Входной ток	-0.110.22A A
Рабочая  Температура	-30~50ºC
Вес	3 кг
Длина провода	1.5Meters
Напряжение на выходе	4.6Kv X 2
Выходной ток	Max 4.5 Ма
Приемлемым для опасных	Нет

 

Наушники Apple и статическое электричество

При использовании наушников с iPod, iPhone или компьютером Mac можно получить незначительный кратковременный удар статическим электричеством.

Почему это происходит?

При использовании в местах с очень сухим воздухом наушники могут накапливать статическое электричество. Небольшой разряд с наушников может передаться на уши. Получение статического разряда с наушников не означает наличие какой-либо проблемы с устройством или наушниками.

Точно так же вы получаете статический разряд от дверной ручки, пошаркав ногами по ковру. Однако в данном случае статическое электричество накапливается не на теле, а на устройстве, к которому подключаются наушники, и разряжается не через палец при прикосновении к дверной ручке, а через наушники.

Такое происходит не только с оборудованием Apple. Статическое электричество может накапливаться почти на любом оборудовании и разряжаться через наушники любой торговой марки.

Почему статическое электричество накапливается на моем устройстве?

Определенные среды и действия способствуют накоплению статического электричества на электронных устройствах.

• Среды с низкой влажностью (сухие среды)
• Среды, не защищенные от ветра
• Перемещение устройства в карман и из кармана
• Бег или другие физические упражнения с устройством
• Одежда из синтетических волокон, таких как нейлон

Что можно сделать, чтобы снизить накопление статического электричества на устройстве?

Можно принять ряд мер для контроля статического электричества.

В помещении

• Повысьте уровень влажности воздуха. Для этого можно использовать портативный увлажнитель или элемент управления влажностью на кондиционере воздуха.
• Распылите в воздухе антистатический спрей.
• Если у вас сухая кожа, используйте антистатический лосьон.
• Носите одежду из натуральных волокон, таких как хлопок. Синтетические волокна лучше удерживают электростатический заряд.

На улице

• Защищайте устройство от ветра, держа его в чехле или не вынимая из сумки или кармана.
• Не перемещайте устройство в карман и из кармана слишком часто. Трение устройства об определенные материалы может стать причиной накопления заряда статического электричества.

Дата публикации: 16 марта 2018 г.

Защита от статического электричества на современном предприятии – статья для склада и производства

 
Складское оборудование

17. 01.2018

Хотите иметь современную защиту от статического электричества на своем производстве? Читайте нашу статью об организации защиты (ESD Protected Area) на производстве.  

Электростатический разряд ESD

Статическое электричество проявляет себя при любом движении человека. При этом статический заряд при касании рукой проводящего материала очень быстро «стекает с тела». Это так называемый  ESD (Electro Static Discharge) — электростатический разряд. 

Статическое электричество создает множество проблем в электронной промышленности. Обычно действие статического электричества оказывается незаметным, т.к. что наше тело не чувствуют разрядов до 3000 вольт. 

Эти разряды в форме искры проявляются лишь при напряжениях свыше 5000 В. В электронной промышленности наиболее чувствительные компоненты могут выходить из строя уже при напряжении 30 В, тогда как большинство стандартных компонентов чувствительны к разрядам с напряжением 100 … 200 В. Наличие статических разрядов не всегда легко обнаружить. 

Статические разряды на рабочем месте

Выход продукции из строя не всегда можно предотвратить в процессе производства, что приводит к неисправностям на более поздних сроках. Сразу после определения потенциальной опасности статических разрядов на каждом рабочем месте могут быть предприняты эффективные способы защиты, предотвращающие выход компонентов из строя. 

ЕРА (ESD Protected Area)

При изготовлении современных электронных компонентов необходимо обеспечивать всестороннюю защиту от электростатических разрядов. В защищенной от электростатических разрядов зоне – ЕРА (ESD Protected Area) — для этого всегда необходимо применять антистатические материалы и оборудование, причем защита должна распространяться от начального этапа производства до окончательной проверки годности и упаковки компонентов.

Контроль статических разрядов

Систематический подход к проблеме контроля статических разрядов в рабочей области должен включать в себя следующее: 

• Организация антистатических рабочих мест, транспорта, складских систем хранения
• Организация антистатического рабочего инструментального хозяйства
• Наличие антистатической промышленной мебели, рабочей одежды, обуви, браслетов
• Обучение персонала и контроль качества производства по номам ESD
• Поддержание чистоты в помещении, поскольку пыль обладает свойствами диэлектрика
• Аудиты для обеспечения непрерывной защиты от статического электричества

Хотите организовать эффективную защиту рабочих мест от статического электричества? Обращайтесь в КИИТ! Опытные специалисты АО «Компания инноваций и технологий» помогут Вам в организации и модернизации производства в соответствии с современными нормами защищенных от электростатических разрядов зон ЕРА (ESD Protected Area).   

Похожие статьи

Антистатические системы хранения мелких деталей
Как выбрать рабочий стул для производства?
Эргономика рабочих мест на производстве
Эргономичные регулируемые стулья для производства
3D онлайн конфигуратор рабочего места

Возврат к списку статей

Статическое электричество — Science World

Цели

• Опишите движение электронов от одного материала к другому.

• Определите результирующий заряд при трении двух материалов друг о друга.

• Объясните, как статический заряд заставляет материалы притягиваться или отталкиваться друг от друга.

Материалы

Фон

Все, что мы видим, состоит из крошечных частиц материи, называемых атомами . Атомы состоят из еще более мелких частей, называемых протонами, электронами и нейтронами. В атоме обычно одинаковое количество протонов и электронов, но иногда электроны можно отодвинуть от своих атомов.

Если вы, например, расчесываете волосы, электроны покидают атомы и молекулы в волосах и переходят к пластиковому гребню.Расческа, покрытая отрицательно заряженными электронами, также становится отрицательно заряженной, а ваши волосы остаются с положительным зарядом. Это «разделение зарядов» является причиной совокупности эффектов, которые мы называем статическим электричеством .

Если два объекта имеют разные заряды, они притягиваются (или притягиваются) друг к другу. Если два объекта имеют одинаковый заряд, они отталкиваются (или отталкиваются) друг от друга. После того, как вы причесались, все волосы будут заряжены одинаковым положительным зарядом.Поскольку предметы с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга, волосы пытаются отойти друг от друга, вставая вверх и от всех остальных волос, в результате чего у вас получается очень забавная прическа!

Другой пример: если вы идете по ковру, электроны переходят с ковра на вас. Теперь у вас есть лишние электроны. Если на вас накапливаются лишние электроны, они вылетят, когда вы коснетесь такого объекта, как дверная ручка, и сотрясете вас. Поражение происходит в результате быстрого получения или потери электрического заряда.

Когда заряженный объект приближается к нейтральному материалу, электроны на нейтральном материале будут двигаться либо к заряженному объекту (если он имеет положительный заряд), либо от заряженного объекта (если он имеет отрицательный заряд). Другими словами, нейтральный материал «набирает» заряд на своей ближней и дальней стороне, относящийся к заряженному объекту. Это явление называется индуцированным зарядом . В результате обычно нейтральный материал будет иметь небольшой заряд, когда он находится рядом с заряженным объектом, и этого будет достаточно для притяжения двух.
Электростатические заряды возникают не из-за трения, хотя многие предполагают, что это так.

Если вы потрете воздушным шариком о голову или волочите ноги по ковру, то накопится заряд, как и при обычной ходьбе или многократном касании головы воздушным шариком! Это простой контакт между двумя разными материалами, который заставляет заряд перемещаться от одного объекта к другому. Трение материалов друг в друга может помочь переместить заряд быстрее, потому что контактирует с большей площадью поверхности.Трение тут ни при чем.

При выполнении любого из этих действий важно учитывать погоду: влажность в воздухе может затруднить накопление зарядов, что приведет к неожиданному поведению экспериментов!

Лучшая «статичная» погода — ясная, солнечная и прохладная.

Словарь

атом — частица материи, состоящая из протонов, электронов и нейтронов
электрон — субатомная частица с отрицательным электрическим зарядом.
Электроскоп — Устройство, обнаруживающее электрический заряд.
индуцированный заряд — Разделение зарядов внутри нейтрального объекта, вызванное близостью заряженного объекта.
протон — субатомная частица, имеющая положительный электрический заряд.
статическое электричество — Электрические эффекты, вызванные дисбалансом заряда между отрицательно заряженным объектом и положительно заряженным объектом.
Трибоэлектрическая серия — Список, в котором различные материалы ранжируются в соответствии с их тенденцией приобретать или терять электроны.

Прочие ресурсы

г. до н.э. Hydro | Power Smart для школ

Как работает материал | Как работают генераторы Ван де Граафа

Чтобы приобрести клюшку или генератор Ван де Граафа: Arbor Scientific

Пластиковые застежки и опасность статического электричества — Craftech Industries — Высокоэффективные пластмассы

Когда пластиковые застежки трутся друг о друга или о пластиковый пакет, в котором они могут храниться, возникает статический заряд. Этот факт, вероятно, вас не удивит, поскольку почти каждый знаком с повседневной реальностью статического электричества.

Большинство из нас распознает электростатический разряд (ESD) как «шок», который мы получаем, идя по покрытому ковром полу и касаясь металлической дверной ручки. Все мы сталкивались со статическим прилипанием к предмету одежды, взятому из сушилки. Атмосферный разряд статического электричества — это научное объяснение возникновения молнии.

Так почему же статическое электричество так опасно для пластиковых деталей? Когда пластиковые компоненты заряжаются, к заряду будут притягиваться частицы грязи, включая пыль, кусочки пластика, волосы, смазочно-охлаждающие масла и другой мусор.Твердые частицы на пластиковых деталях вызывают проблемы в таких ситуациях, как медицина, производство электроники и полупроводников, и это лишь некоторые из них. Из-за статического заряда никакая обычная промывка, продувка или натяжение деталей не приведет к смещению частиц. Единственный способ очистить пластиковые застежки — найти способ высвободить заряд и высвободить частицы. Для выполнения этой задачи были разработаны устройства для электростатического разряда (ESD). Чтобы понять, как работают эти инструменты, мы должны сначала более подробно изучить статическое электричество.

Начнем со строения атома. В середине каждого атома находится ядро. Он состоит из двух видов частиц: протонов и нейтронов. Вокруг ядра вращаются электроны. Хотя ядро ​​очень велико по сравнению с вращающимися электронами, большая часть атома — это пустое пространство. * Протоны, нейтроны и электроны имеют электрический заряд. Протоны имеют положительный (+) заряд, электроны имеют отрицательный заряд (-), а нейтроны не имеют заряда, что делает их нейтральными.Заряд одного протона равен заряду одного электрона. Если атом содержит одинаковое количество протонов и электронов, он имеет нейтральный электрический заряд. Протоны и нейтроны, составляющие ядро, тесно связаны друг с другом, а вращающиеся электроны — нет. Они могут переходить от одного атома к другому. Итак, если атом теряет электроны, он становится положительно заряженным, а если он приобретает электроны, он будет иметь отрицательный заряд.

Некоторые материалы, такие как пластик, ткань и стекло, не отдают электроны легко.Это изоляторы. Такие материалы, как металлы, легче теряют электроны и называются проводниками. Поскольку пластмассы являются изоляторами, они плохо проводят электричество. Электрические заряды имеют тенденцию накапливаться на поверхности изоляторов, что приводит к возникновению статического электричества. Статическое электричество — это дисбаланс положительных и отрицательных ионов на поверхности объекта. Статическое электричество называется так потому, что оно находится в состоянии покоя, а не в движении. Точнее, его следует называть статическим зарядом, что означает избыток или недостаток электронов, которые не движутся.

Итак, откуда взяться ионизирующее устройство с электростатическим разрядом (ESD)? Ионизаторы ESD нейтрализуют статический заряд, уравновешивая ионы между молекулами газов в окружающем воздухе. Чтобы удалить статический заряд, прилипший к поверхности пластиковых застежек, необходимо подавать больше положительных и отрицательных ионов и распределять эти ионы по изолирующему объекту. Статический заряд нейтрализуется, и пластмассовые детали больше не притягивают грязь или пыль.

Наиболее распространенными промышленными устройствами для защиты от электростатических разрядов являются коронирующие ионизаторы, которые работают путем подачи высокого напряжения на кончик острого наконечника или сопла. Часто эти устройства имеют вентилятор для распространения ионизированных частиц по воздуху. Ионизаторы ESD также используются во многих высокотехнологичных рабочих средах для управления электростатическим разрядом. Эти устройства используются для контроля статического электричества на проводниках, которые нельзя заземлить, или, как обсуждалось выше, на изоляторах, таких как пластиковые крепежи.

* Хотя физики-ядерщики признают другие субатомные частицы, нам нет необходимости рассматривать их в этом обсуждении.

Ищете дополнительную информацию о пластиковых застежках? Загрузите наше бесплатное руководство по высокопроизводительным пластиковым материалам!

Секрет статического электричества? Это шокирует | Наука

Потрите голову воздушным шариком, и волосы встанут дыбом. Почти все это сделали или, по крайней мере, видели. Но даже несмотря на то, что статическое электричество было впервые обнаружено древними греками, ученые до сих пор не знают, почему при трении определенных материалов друг с другом возникает электрический заряд.Теперь у них может быть ответ.

В отличие от электрического тока, протекающего по линии электропередачи, статическое электричество остается неизменным. Это потому, что этот тип электричества (также известный как трибоэлектричество) обычно накапливается в материалах, которые не очень хорошо проводят заряд, таких как резина или пластик, что приводит к его застреванию. Эти изоляторы накапливают статический заряд при трении друг о друга.

В новом исследовании, исследователи изучали другое электрическое явление, называемое флексоэлектричеством, и задавались вопросом, может ли оно объяснить, как трение генерирует статическое электричество.Флексоэлектрический эффект — это самопроизвольное появление электрических полей во время непрерывного, но непостоянного изгиба или изгиба в наномасштабе, как если бы вы случайно провели пальцем по зубцам пластиковой расчески.

В таком крошечном масштабе даже гладкие объекты изобилуют выступающими частями и бобами. Команда обнаружила, что когда два объекта трутся друг о друга, эти крошечные выступы изгибаются, и из-за флексоэлектрического эффекта это вызывает накопление статического электричества, о чем они сообщают сегодня в Physical Review Letters .Новое объяснение также поясняет, почему изоляторы из одного и того же материала все еще генерируют напряжение при трении друг о друга. Это сбило с толку ученых, которые думали, что накопление статического заряда может быть связано с внутренними различиями между двумя материалами, натертыми друг на друга.

Пластмассы особенно хорошо генерируют статическое электричество, как показывают результаты. Это новое понимание может помочь инженерам оптимизировать материалы для производства большего количества статического электричества и использовать его для таких вещей, как зарядка носимых устройств.Полученные данные также могут помочь повысить безопасность в таких местах, как нефтеперерабатывающие заводы, где даже искра может вызвать катастрофический взрыв.

Fun with Static! | Институт Франклина

Вы когда-нибудь натирали воздушный шарик по голове и заставляли волосы встать дыбом? Вы когда-нибудь ходили по ковру в носках и получали удар от дверной ручки? Это примеры статического электричества. Поэкспериментируйте со статическим электричеством, используя предметы, которые можно найти в вашем доме!

Возраст : 4+
Время : 10-30 минут
Темы : электричество, статика, заряд, притяжение, отталкивание

Что вам потребуется:

• Воздушный шар
  • Различные типы тканей, например:
  • Войлок
  • Куртка из флиса
  • Футболка из хлопка
• Одно или все из следующих:
  • Пластиковая линейка
  • Пластиковые гребни
  • Ручки или маркеры
• Легкие предметы и материалы, такие как:
  • Арахис фасовочный пенополистирол (не крахмальный)
  • Пустые алюминиевые банки
  • Мячи для пинг-понга
  • Бумага тканевая
  • Алюминиевая фольга
  • Пакеты полиэтиленовые
  • Струна или лента
  • Конфетти или маленькие кусочки бумаги
  • Каша О-образная

Что делать:

Посмотри, сможешь ли ты создать статическое электричество, натирая различные материалы друг о друга!

1. Используя один из кусочков ткани, потрите один из других предметов (линейку, расческу, ручки или маркеры) взад и вперед в течение нескольких секунд, чтобы накопить статический заряд. Поднесите заряженный предмет к одному из легких материалов, например к воздушным шарам или упаковке арахиса. Что ты заметил?

2. Попробуйте натереть другой предмет той же тканью и проверить его на воздушном шаре или упаковке арахиса. Результат такой же? Попробуйте разные комбинации ткани и предмета вместе.

• Создают ли одни комбинации ткани и предмета более сильное накопление статического заряда, чем другие?
• Как узнать?

3.Теперь протестируйте другие легкие материалы. Используйте ту ткань и предмет, которые, по вашему мнению, лучше всего подходят на шаге 2, и создайте статический заряд на предмете. Поднесите объект к разным легким материалам (алюминиевые банки, полиэтиленовый пакет, мяч для пинг-понга и т. Д.) И наблюдайте, что происходит.

• Какие материалы притягиваются (движутся к заряженному объекту), а какие отталкиваются (удаляются)?
• Что общего у привлекаемых предметов?
• Что общего у отталкиваемых предметов?

4. Нарисуйте на листе бумаги схему, подобную приведенной ниже. Используйте воздушный шар, чтобы создать статическое электричество, потерев его тканью (или о волосы!). Теперь поэкспериментируйте с материалами, перечисленными в таблице, чтобы увидеть, как они себя ведут:

• Привлечет ли их воздушный шар?
• Останутся ли они на воздушном шаре, если вы осторожно пошевелите или встряхнете его?
• Влияет ли размер или форма используемого материала на его поведение?

Сначала сделайте несколько прогнозов, а затем посмотрите, как сравниваются результаты.

Объект	Прогноз	Результат
Бумага тканевая
Алюминиевая фольга
Пряжа / нитки
Арахис упаковка
Лента
Конфетти
Каша О-образная

5. Другие идеи, которые стоит попробовать:

• Потрите волосы воздушным шариком, чтобы накопить статический заряд. Сможете ли вы прилепить воздушный шар к стене, рубашке или спине ничего не подозревающего взрослого?
• Можно ли сдвинуть алюминиевую банку со статическим электричеством? Используйте статический шар, чтобы перемещать баллончик по полу или столу, не касаясь его. (Подсказка: положите банку на бок, чтобы она могла катиться!) Вы также можете попробовать то же самое с мячом для пинг-понга.
• Повесьте мячи для пинг-понга или овсяные хлопья на веревках.Используйте статический шар (или другой объект) и посмотрите, сможете ли вы заставить их «танцевать» на струнах, не касаясь их.

Что происходит?

Атомы — это действительно очень маленькие частицы, которые являются строительными блоками всего во Вселенной. Хотя атомы действительно маленькие, они состоят из других, даже более мелких частиц. Один из этих типов частиц называется протоном, и он имеет положительный заряд; другой называется электроном, и он имеет отрицательный заряд. Именно из-за этих противоположно заряженных частиц существует электричество. Когда некоторые материалы трутся друг о друга, электроны оттягиваются от одного материала к другому. В результате у одного материала остается слишком много электронов (отрицательно заряженных), а у другого материала недостаточно электронов (положительно заряженных). Этот дисбаланс зарядов называется статическим электричеством . Когда два материала с одинаковыми зарядами сближаются, они отталкиваются (отталкиваются) друг от друга.Когда два материала с противоположными зарядами соединяются, они притягиваются (притягиваются) друг к другу.

Статическое электричество 4: Статическое электричество и молния

Фото: Clipart.com

Назначение

Чтобы помочь учащимся понять концепции, связанные со статическим электричеством, на единственном примере: молния.

---

Контекст

Этот урок является первым из серии из четырех частей, посвященных статическому электричеству.Эти уроки призваны помочь учащимся понять, что статическое электричество — это явление, связанное с положительными и отрицательными зарядами.

Понимание статического электричества должно начинаться с концепции, что вся материя состоит из атомов, а все атомы состоят из субатомных частиц, среди которых есть заряженные частицы, известные как электроны и протоны. Протоны несут положительный заряд (+), а электроны — отрицательный заряд (-). Число электронов в атоме — от одного до примерно 100 — совпадает с числом заряженных частиц или протонов в ядре и определяет, как атом будет связываться с другими атомами, образуя молекулы.Электрически нейтральные частицы (нейтроны) в ядре увеличивают его массу, но не влияют на количество электронов и поэтому почти не влияют на связи атома с другими атомами (его химическое поведение).

Чтобы лучше понять статическое электричество, вы должны помочь своим ученикам установить связь между их повседневным опытом работы со статическим электричеством, например, молнией, получением разрядов после перетасовки по ковру, снятием одежды, которая цепляется друг за друга. фен, причесывание волос зимой — со статическими упражнениями, проводимыми в классе.Попросите их попытаться описать и объяснить свой повседневный опыт работы со статикой в ​​терминах, которые они изучают: отталкивание, притяжение, статический заряд, перенос электронов. Важно, чтобы учащиеся усвоили концепцию, согласно которой противоположно заряженные объекты притягиваются друг к другу, а одноименные заряженные объекты отталкиваются. Менее важно то, что они могут вспомнить, какие материалы имеют тенденцию к накоплению отрицательного или положительного заряда.

Когда два разных материала вступают в тесный контакт, например, войлок трется о воздушный шар или две воздушные массы в грозовом облаке, электроны могут переходить от одного материала к другому.Когда это происходит, в одном материале оказывается избыток электронов, и он становится отрицательно заряженным, в то время как другой в конечном итоге испытывает недостаток электронов и становится положительно заряженным. Это накопление несбалансированных зарядов на объектах приводит к явлениям, которые мы обычно называем статическим электричеством.

Когда учащиеся только начинают понимать атомы, они не могут уверенно проводить различие между атомами и молекулами. Студенты часто приходят к выводу, что атомы каким-то образом просто заполняют материю, а не к правильному представлению о том, что атомы и есть материя.У учеников средней школы также есть проблемы с представлением о том, что атомы находятся в постоянном движении. Принятие этих концепций необходимо студентам, чтобы понять атомную теорию и ее объяснительную силу. (Контрольные показатели научной грамотности, стр. 75.)

В курсе «Статическое электричество 1: знакомство с атомами» учащихся просят просматривать веб-сайты, чтобы узнать об основной структуре атома, а также о положительных и отрицательных зарядах его субчастиц. Этот урок закладывает основу для дальнейшего изучения статического и текущего электричества, сосредоточив внимание на идее положительных и отрицательных зарядов на атомном уровне.Из-за количества и сложности информации, связанной с этой темой, учащиеся со временем получат понимание этих концепций. Важно, чтобы они исследовали эту тему в различных контекстах.

Статическое электричество 2: Знакомство со статическим электричеством помогает студентам расширить представления об атомах и о том, как они связаны со статическим электричеством. На этом уроке учащиеся проводят несколько простых экспериментов, создавая статическое электричество, чтобы продемонстрировать, как противоположные заряды притягиваются друг к другу, а подобные заряды отталкиваются.Затем студенты изучают веб-сайт, который более подробно объясняет эти концепции.

Статическое электричество 3: Подробнее о статическом электричестве помогает расширить представления учащихся об атомах и их отношении к статическому электричеству. На этом уроке студенты изучают веб-сайт, чтобы изучить концепции, связанные со статическим электричеством. Затем ученики проводят эксперименты, в которых они создают статическое электричество и демонстрируют, как противоположные заряды притягиваются друг к другу, а подобные заряды отталкиваются.

Статическое электричество 4: Статическое электричество и молния знакомит учащихся с концепциями молнии и их отношением к статическому электричеству.На этом уроке учащиеся изучают различные веб-сайты, чтобы узнать о молнии, а затем объяснить своими словами, что вызывает молнию и как это связано со статическим электричеством.

---

Мотивация

Прежде чем попросить учащихся изучить веб-сайты, посвященные молниям и статическому электричеству, обсудите с ними их текущие знания по этой теме.

Раздать пакет активности «Статическое электричество и молния». Студенты должны заполнить Часть 1 пакета в это время.Попросите учащихся записать свои ответы своими словами. Сообщите им, что они вернутся к этим ответам позже на уроке, после того, как завершат веб-квест. Обсудите со студентами, как они ответили на вопросы из Части 1 своего практического пакета.

---

Развитие

На этом уроке учащиеся будут использовать свою ведомость по статическому электричеству и молниям, чтобы пройти веб-квест, изучая следующие веб-сайты, чтобы больше узнать о молниях и статическом электричестве:

Предложите учащимся работать в парах или небольших группах, чтобы они могли помочь друг другу понять факты и концепции, используемые при исследовании Интернета.

После того, как учащиеся завершат часть 2 пакета заданий, проведите обсуждение, чтобы помочь им осмыслить идеи. Ниже приведены вопросы из пакета с предлагаемыми ответами.

Статическое электричество и молния

• Объясните, что вызывает молнию. Как принцип притяжения противоположных зарядов способствует возникновению молнии? (Воздух, капли воды и даже кристаллы льда сильно трутся друг о друга внутри грозовой тучи, создавая два противоположных вида электрического заряда: отрицательный и положительный.Когда притяжение между зарядами настолько велико, что они толкают воздух навстречу друг другу, у вас есть молния.)
• Нарисуйте диаграмму, чтобы проиллюстрировать, что происходит с электронами в облаках и на земле во время грозы.
• Как проще всего определить, как далеко от вас находится молния? (Свет распространяется быстрее звука. Если вы видите вспышку молнии, считайте секунды, пока не услышите гром. Разделите полученное число на пять, и это скажет вам, на сколько миль находится молния. )

Основы статического электричества

• Опишите некоторые эффекты статического электричества на материю. Используйте несколько примеров из своей повседневной жизни. (Статическое электричество может привести к слипанию материалов. Например, вы можете наблюдать «статическое прилипание» к одежде, исходящей из сушилки. Это может привести к тому, что материалы отталкиваются или расходятся. Вы можете увидеть, как ваши волосы отталкиваются друг от друга после расчесывания. сухой день. Он может создавать искры, летящие от одного объекта к другому.Например, после того, как вы прошли по ковру, вы можете наблюдать искру от вашего пальца прямо перед тем, как коснуться дверной ручки. Вы также можете увидеть очень большие искры, когда увидите молнию во время грозы.)
• Опишите, как работает электроскоп для обнаружения статического электричества. (При наличии статического электричества заряды спускаются вниз по стержню электроскопа и накапливаются на фольгах. Поскольку каждая фольга собирает одинаковый тип заряда, они разделяются или отталкиваются друг от друга.)
• Почему лучше не использовать металлы для создания статического электричества? (Хотя трение о металлические предметы может вызвать некоторое статическое электричество, на самом деле это не работает.Это связано с тем, что электричество обычно проходит через металл, а не собирается на поверхности, как это происходит с материалом, который не проводит электричество, например, пластиком.)
• Опишите, как Бен Франклин доказал, что молния является статическим электричеством. (Бен Франклин доказал, что молния представляет собой статическое электричество, запустив воздушного змея во время шторма и обнаружив статическое электричество, увидев, как волоски на веревке воздушного змея встают дыбом и создают искру на металлическом кайте, прикрепленном к воздушному змею.)
• Как статическое электричество может повредить компьютер? (Если прикоснуться к печатной плате компьютера, вызывая искру статического электричества, это может серьезно повредить схему. Внезапный выброс электронов может легко разрушить микрочипы в компьютере.)

Искры статического электричества

• Опишите причину искры. (Искра — это внезапный выброс электронов по воздуху от одного проводника к другому, нагревая воздух до тех пор, пока он не станет раскаленным добела.По мере того как количество электрических зарядов у поверхности материалов увеличивается, притяжение между положительными и отрицательными зарядами становится больше. Если притяжение достаточно велико, некоторые электроны покинут свой материал и полетят к другому объекту. Электроны, движущиеся по воздуху, вызывают его нагрев. По мере того, как воздух нагревается, все больше и больше электронов начинают прыгать на другую сторону, вызывая еще больше тепла, пока он не станет раскаленным добела. Это искра, которую вы видите и чувствуете.)
• Чем молния отличается от искры? (Молния работает так же, как искра, за исключением того, что она случается в огромных масштабах. Молния возникает, когда капли воды вращаются в грозовом облаке. Они собирают либо положительные, либо отрицательные электрические заряды, так что вскоре одно облако может быть положительным и другое облако может быть отрицательным. Возникающее электрическое давление должно быть чрезвычайно высоким, чтобы молния могла начаться. Молния может переходить от облака к облаку или от земли к облаку.)
• Что вызывает гром? (Гром возникает из-за того, что воздух очень быстро расширяется и сжимается.)

Использование статического электричества

• Назовите несколько полезных способов использования статического электричества. (Использование статического электричества включает борьбу с загрязнением, копировальные аппараты и покраску.)
• Опишите, как статическое электричество можно использовать для борьбы с загрязнением воздуха. (Заводы используют статическое электричество, чтобы уменьшить загрязнение, придавая дыму электрический заряд. Когда он проходит мимо электрода с противоположным зарядом, большая часть частиц дыма прилипает к электроду. Это предотвращает попадание загрязняющих веществ в атмосферу.)

---

Оценка

После того, как учащиеся завершили веб-квест, ответив на вопросы в Части 2 пакета упражнений, попросите их уточнить определение статического электричества и молнии, которое они разработали в разделе «Мотивация».

В Части 3 студенты должны объяснить, какие изменения они внесли и почему они внесли их.Попросите учащихся перечислить любые доказательства, которые они нашли в веб-квесте, которые побудили их изменить свое определение.

Кроме того, попросите учащихся объяснить, как статическое электричество, молния и искры являются взаимосвязанными явлениями. Затем нарисуйте диаграмму, показывающую отрицательные и положительные заряды, возникающие во время грозы.

---

Добавочные номера

Следующие Интернет-ресурсы можно использовать для дальнейшего изучения тем, связанных с молниями и статическим электричеством:

• Lightning На сайте NOVA Online есть мероприятие по освещению в помещении, в котором даются инструкции по проведению эксперимента с участием молний и искр.
• Статическое электричество рассматривает статическое электричество с точки зрения потенциальных эффектов электростатического разряда, включая предотвращение электростатического разряда в производстве электроники, материалы для электростатических растворов и уменьшение вредного воздействия электростатического разряда.
На веб-сайте
• «Театр электричества» Бостонского музея науки есть множество тем, связанных с молниями, в том числе история, воздушный змей Франклина, викторина по безопасности и ресурсы для учителей с экспериментами.

---

Отправьте нам отзыв об этом уроке>

Статическое электричество — InterNACHI®

Ник Громицко, CMI®

Статическое электричество — это накопление электрических зарядов на поверхности непроводящих материалов. Это называется «статическим», потому что, в отличие от домашней электрической системы, статическое электричество почти не имеет тока. Статический заряд обычно возникает, когда два материала соприкасаются, и некоторые заряды перераспределяются при переходе от одного материала к другому. Это оставляет чистый положительный заряд на одном материале и равный отрицательный заряд на другом, оба из которых останутся, если два материала разделятся. Если чистые заряды растут быстрее, чем материал может их рассеять, накапливается электростатический заряд. Избыточный заряд может внезапно нейтрализоваться потоком зарядов в окружающую среду, известным как электростатический разряд или статическая искра. Благодаря перегреву окружающего воздуха и его быстрому расширению разряд становится видимым и слышимым.

Интересные факты о статическом электричестве

• Обычное домашнее статическое электричество может иметь напряжение, во много раз превышающее напряжение в электрической системе дома. Однако статический шок обычно не опасен, поскольку сила тока сравнительно небольшая.
• Ученые считают, что молния возникает в результате обмена зарядами между частицами льда в облаках. Таким образом, молния — это увеличенная версия привычных нам статических разрядов.
• Во время Великой депрессии кружащиеся порывы ветра вызвали огромное накопление статического электричества, которое было достаточно мощным, чтобы потерять сознание. Синее пламя вырвалось из металлических заборов, электрические системы в автомобилях закоротили, и люди тащили цепи, чтобы нейтрализовать электростатический заряд.

Опасность статического электричества

Статическое электричество может вызвать искры и удары, а также привести к слипанию материалов. Эти явления обычно просто раздражают, но при определенных обстоятельствах они могут нанести значительный ущерб жизни и имуществу.В частности, статическое электричество может вызвать:

• пожары и взрывы, в которых могут возникать воспламеняющиеся пары и облака пыли. Статическое электричество вызвало смертельные взрывы в зданиях, заполненных природным газом;
• неприятных толчков. Как правило, эти удары безвредны, но могут причинить серьезный вред жильцам здания. В редких случаях они могут причинить телесные повреждения, например, при работе с горячими жидкостями и статическим током, вызывающим непреднамеренную отдачу; и
• повреждение чувствительного электронного оборудования, такого как компьютеры и сотовые телефоны.Одна из участниц InterNACHI, страдающая статическим электричеством, сообщила, что ей удалось отключить функцию идентификации вызывающего абонента на своем телефоне, неоднократно «выключая» его, а также она усыпила свою микроволновую печь. Помните, что даже легкие или незаметные статические разряды могут быть достаточно мощными, чтобы вывести компьютер из строя или даже стереть его жесткий диск.

Стратегии ограничения статического электричества

Существует множество переменных, которые влияют на статическое электричество в домах, в том числе физиологический состав человека, его привычки при ходьбе и его обувь, материалы и конструкция ковров, а также количество влаги в воздухе.Чтобы помочь избежать условий, благоприятных для статического электричества, инспекторы могут передать своим клиентам следующие советы:

• Увлажняйте жилое пространство. Когда воздух влажный, молекулы воды собираются на поверхности предметов домашнего обихода, что предотвращает накопление электрических зарядов. Уровни влажности от 40 до 50% обычно достаточны для предотвращения статических разрядов, и вы можете проверить влажность с помощью недорогого измерителя влажности из магазина садоводов. Помните, что высокий уровень влажности будет способствовать росту плесени, которая может быть гораздо более опасным состоянием, чем чрезмерное статическое электричество.Попробуйте эти другие советы по увеличению влажности в помещении:
  • Используйте увлажнитель воздуха.
  • Посадите различные листовые комнатные растения. Растения эффективно превращают жидкую воду в водяной пар, как механический увлажнитель воздуха.
  • Варите кастрюлю с водой на плите, но не забывайте, что плита включена!
• Обдумайте свою одежду.
  • Перейдите на натуральные волокна, так как синтетика больше накапливает статический заряд. Если вам необходимо носить синтетические волокна, не позволяйте им соприкасаться; Разделите слои нейлона и полиэстера, например, хлопком.
  • Носите обувь на кожаной подошве. Также постарайтесь не волочить ноги по ковру.
• Используйте антистатический лосьон для рук, если ваши руки сухие.
• Обрызгайте ковровые поверхности антистатическим средством. Кондиционер для белья обладает антистатическими свойствами, его можно разбавить, а затем распылить на ковер. Эти химические вещества устраняют накопление статического электричества, делая сам материал слегка проводящим, либо за счет того, что он сам по себе, либо за счет поглощения влаги из воздуха.Однако эти продукты могут быть липкими и притягивать грязь.
• Носите антистатический браслет. Эти антистатические устройства используются для предотвращения электростатического разряда путем безопасного заземления человека. Они состоят из эластичной ленты, сотканной из проводящих волокон из углепластика или резины с углеродным наполнителем.

Таким образом, статическое электричество может причинять вред жителям здания, но им можно управлять.

Что вызывает статическое электричество?

Каждый человек испытывал статическое электричество.Примеры: когда вы видите искру в зеркале, расчесывающую ваши волосы, или когда вы дотрагиваетесь до дверной ручки после прогулки по коврику зимой. Видимая искра — это разряд статического электричества. Так почему это называется статическим электричеством? Это называется «статическим», потому что заряды остаются разделенными в одной области, а не перемещаются или «перетекают» в другую область, как в случае электрического тока, протекающего по проводу — это называется текущим электричеством.

Статическое электричество было известно еще древним грекам, что вещам можно было придать статический электрический «заряд» (накопление статического электричества), просто потирая их, но они понятия не имели, что та же энергия может быть использована для генерации света. или силовые машины.Именно Бенджамин Франклин помог вывести электричество на передний план. Он считал, что электричество можно получить от молнии.

Что такое статическое электричество?

Статическое электричество — это, по сути, дисбаланс электрических зарядов внутри или на поверхности материала. Заряд остается до тех пор, пока не «разрядится». Статический электрический заряд может возникать всякий раз, когда две поверхности соприкасаются и разделяются, и по крайней мере одна из поверхностей имеет высокое сопротивление электрическому току (и, следовательно, является электрическим изолятором).Знакомая искра статического разряда, точнее, электростатического разряда, вызванная нейтрализацией заряда.

Откуда это обвинение?

Мы знаем, что все объекты состоят из атомов, а атомы состоят из протонов, электронов и нейтронов. Протоны заряжены положительно, электроны заряжены отрицательно, а нейтроны нейтральны. Следовательно, все складывается из зарядов.Противоположные заряды притягиваются друг к другу (от отрицательного к положительному). Одинаковые заряды отталкиваются друг от друга (от положительного к положительному или от отрицательного к отрицательному). Большую часть времени положительный и отрицательный заряды уравновешены в объекте, что делает этот объект нейтральным, как и в случае молекул.

Статическое электричество является результатом дисбаланса между отрицательными и положительными зарядами в объекте. Эти заряды могут накапливаться на поверхности объекта, пока не найдут способ высвободиться или разрядиться. При трении определенных материалов друг о друга могут передаваться отрицательные заряды или электроны.Например, если вы потереть обувь о ковер, ваше тело будет собирать с ковра лишние электроны. Электроны цепляются за ваше тело до тех пор, пока они не высвободятся, как в случае прикосновения к металлической дверной ручке.

«… Явление статического электричества требует разделения положительных и отрицательных зарядов. Когда два материала находятся в контакте, электроны могут переходить от одного материала к другому, что оставляет на одном материале избыток положительного заряда и равный ему отрицательный заряд с другой.Когда материалы разделены, они сохраняют этот дисбаланс заряда … »

Почему волосы встают дыбом при снятии шляпы?

Когда вы снимаете шляпу, электроны переходят от шляпы к волосам — почему волосы встают дыбом? Поскольку объекты с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга, по мере того, как волосы накапливают больше электронов, они будут иметь одинаковый заряд, и ваши волосы станут дыбом. Ваши волосы просто пытаются уйти как можно дальше друг от друга!

Что такое трибоэлектрический эффект?

Трибоэлектрический эффект — это тип контактной электризации, при котором определенные материалы становятся электрически заряженными после контакта с другим, другим материалом, а затем разделяются.

Чаще всего статическое электричество является трибоэлектрическим. Полярность и сила создаваемых зарядов различаются в зависимости от материалов, шероховатости поверхности, температуры, деформации и других свойств.

В настоящее время считается, что трибоэлектрический эффект связан с явлением адгезии, когда два материала, состоящие из разных молекул, имеют тенденцию слипаться из-за притяжения между разными молекулами. Химическая адгезия возникает, когда поверхностные атомы двух отдельных поверхностей образуют ионные, ковалентные или водородные связи, в этих условиях происходит обмен электронами между разными типами молекул, что приводит к электростатическому притяжению между молекулами, которое удерживает их вместе.

В зависимости от трибоэлектрических свойств материалов один материал может «захватывать» часть электронов из другого материала. Если теперь два материала отделены друг от друга, произойдет дисбаланс заряда.

Примеры серии трибоэлектриков, которые отдают электроны:

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД — Сухая кожа человека> кожа> мех кролика> стекло> волосы> нейлон> шерсть> свинец> шелк> алюминий> бумага НАИМЕНЕЕ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД

Примеры серии трибоэлектриков, которые отдают электроны:

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД — тефлон> силикон> ПВХ> скотч> сарановая пленка> пенополистирол> полиэстер> золото> никель> резина — НАИМЕНЕЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД

Как создать статическое электричество с помощью генератора Ван де Графа

Генератор Ван де Граафа — это электростатический генератор, который использует движущуюся ленту для накопления электрического заряда на полой металлической сфере на вершине изолированной колонны.Это может создать очень высокие электрические потенциалы. Он производит электричество постоянного тока очень высокого напряжения (DC) при низких уровнях тока. Он был изобретен американским физиком Робертом Дж. Ван де Граафом в 1929 году. (См. Ссылку ниже в журнале Scientific American). Разность потенциалов, достигаемая в современных генераторах Ван де Граафа, может достигать 5 мегавольт. Настольная версия может производить порядка 100 000 вольт и может накапливать достаточно энергии, чтобы произвести видимую искру. Маленькие машины Ван де Граафа производятся для развлечения и в классах физики для обучения электростатике.

Литература и литература:

Возможности электростатических генераторов — Никола Тесла — Scientific American 1934

Трибоэлектрическая зарядка общих объектов

Материалы, вызывающие статическое электричество

---

Проверьте свой Понимание: .