STATICKÁ ELEKTRINA: AKO SA VYRÁBA, DRUHY, PRÍKLADY - FYZICKÝ - 2025

Statická elektrina je hromadenie elektrického náboja na prvku je v pokoji. Tento typ elektriny sa prejavuje, keď existuje kontakt medzi rovnakým množstvom protónov (subatomárne častice s kladným nábojom) a elektrónmi (subatomárne častice s negatívnym nábojom).

Tento kontakt medzi protónmi a elektrónmi sa zvyčajne vytvára trením dvoch prvkov, ktoré majú opačné náboje. V súčasnosti sú účinky statickej elektriny na telá fyzicky evidentné.

Ako sa vyrába statická elektrina?

Statická elektrina sa vyrába, keď nadmerne elektricky nabité telo prechádza prebytočné elektróny, ktoré ukladá do iného telesa. To sa deje prostredníctvom uvoľnenia energie.

Telo, ktoré prijíma výboj elektrónov, je zase staticky nabíjané procesom nazývaným elektrostatická indukcia. Tento výboj a náboj energie - z jedného tela na druhé - sa môžu vyskytnúť prostredníctvom iskier alebo nejakého typu mechanického výboja.

Najbežnejším spôsobom vnímania statickej elektriny je trenie dvoch elektricky nabitých telies opačnými nábojmi.

Je tu preukázaná energetická rovnováha, pretože telo s vyšším počtom elektrónov odovzdáva tento náboj telu s nižším počtom elektrónov.

Aj keď má telo veľmi vysoký elektrostatický náboj, elektróny môžu „vyskočiť“ priamo smerom k objektu s vybíjaním, a tým generovať elektrický oblúk v dôsledku dielektrického rozkladu vzduchu.

V zásade je prenos elektrónov z jedného telesa do druhého spôsobený základnou interakciou medzi nábojmi: opačné elektrické náboje priťahujú a podobne sa navzájom náboja odpudzujú.

To umožňuje, aby sa elektrické náboje, v závislosti od reakcie vyvolanej inými telieskami, prenášali z jedného atómu na druhý a pohybovali sa smerom k povrchu telies.

V dôsledku toho dochádza k prenosu elektrónov z tela, ktoré má väčší negatívny náboj do tela s menším negatívnym nábojom, čo vedie k elektrostatickému javu.

druhy

Statická elektrina sa môže prejavovať rôznymi spôsobmi v závislosti od povahy a stavu (tuhých, kvapalných, plynných) orgánov zapojených do procesu. Statická elektrina sa teda môže vyskytovať v týchto formách:

Zaťaženie medzi pevnými látkami

Tento proces, tiež nazývaný triboelektifikácia, sa vyskytuje, keď sú elektróny prenášané medzi dvoma tuhými telesami a dochádza k nemu priamym trením alebo trením medzi oboma telesami. Dva takéto príklady sú:

Sklovitá elektrina

Vzťahuje sa na elektrický náboj, ktorý sklo získava pri trení jeho povrchu.

Prúdová elektrina

Účinok analogický so sklovitou elektrinou, ktorý sa vyskytuje pri trení živice.

Plnenie kvapalinou

Kvapaliny môžu byť elektricky nabité transportom cez potrubia alebo interakciou s tuhými časticami, ako je prach. V oboch prípadoch ide o kontakty tuhá látka - kvapalina.

Podobne sa môžu tiež elektrostaticky nabíjať interakciou s plynmi. K nabíjaniu medzi kvapalinami však dochádza iba medzi vysoko izolačnými kvapalinami.

Plnenie plynom

Plyny samy osebe nie sú elektricky nabité. Je však bežné, že dochádza k procesom, pri ktorých plyn slúži ako dopravný prostriedok medzi pevnými alebo kvapalnými telesami.

Týmto spôsobom hrajú plyny druhoradú úlohu v tomto type procesu, pretože slúžia iba ako spojenie medzi elektrostatickým nábojom a výbojovými prvkami.

Práškové zaťaženie

Je veľmi bežné, že dochádza k prenosu elektrónov medzi elektricky nabitým práškom v dôsledku povahy materiálov a rozmanitosti vlastností, tvarov a veľkostí, ktoré sa môžu vyskytnúť pri interakcii.

Skutočné príklady

V každodennom živote je prítomná statická elektrina. Napríklad, všetci sme boli svedkami účinkov kapilárnej elektriny, všeobecne známej ako kučeravé alebo špicaté vlasy.

Tu je niekoľko skutočných príkladov statickej elektriny na odhalenie bežných prípadov zo samotného života:

- Vyfúknite vzduchový balónik, zauzlite ho a otrite ho o vlasy, aby sa záťaž z vlasov preniesla na balón. Uvidíte, ako sa vaše vlasy prilepia k balónu z dôvodu elektrostatického náboja, občas odmieta gravitačný účinok.

- Na rovný povrch položte trochu soli alebo korenia. Súčasne trením plastovej čajovej lyžičky vlnenou látkou dôjde k prenosu náboja z látky na čajovú lyžičku. Potom lyžičku posuňte bližšie k soli alebo koreniu. Uvidíte, ako sa budú častice pohybovať smerom k čajovej lyžičke kvôli príťažlivosti opačných elektrických nábojov.

- Hrebeň niekoľkokrát presuňte cez vlasy, najmä ak je v prostredí málo vlhkosti. Hrebeň bude nabitý statickou elektrinou prenosom elektrónov z vlasov do hrebeňa. Potom hrebeň priblížte k malým kúskom látky: uvidíte, ako sa tieto prilepia na hrebeň vďaka príťažlivosti opačných elektrických nábojov.

- Blesk je forma statickej elektriny, pretože oblaky majú priamym kontaktom s molekulami vzduchu určitý elektrický náboj, ktorý musia preniesť, aby vyvážili svoj systém. Jedinou alternatívou na prenos prebytočných elektrónov je prenos tohto dodatočného poplatku do iného mraku vzduchom; tam sa lúče odohrávajú.

Máte zdravotné riziká?

Statická elektrina predstavuje zdravotné riziko, ak sa neprijmú správne opatrenia.

Podľa správy bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci, známej pod skratkou v angličtine ako OSHA, môžu v prípade vybitia vysokého napätia spôsobiť u ľudí bolestivé šoky.

Ak dôjde k náhlemu kontaktu s elektrostaticky nabitým predmetom, môže náboj pretekať telom osoby a spôsobiť elektrický šok.

V takom prípade sa následky pohybujú od popálenín po srdcové choroby v závislosti od cesty, ktorou v tele prechádza statická elektrina.

Rovnako môže byť zdrojom vznietenia horľavé látky a poškodiť elektronické spojenia citlivé na statickú elektrinu.

Referencie

1. Rôzne druhy elektrickej energie (2016). Získané z: atomberg.com
2. Ako vyrábať statickú elektrinu (2017). Obnovené z: sciencing.com
3. Jonassen, N. (2000). Ako sa generuje statická elektrina? Static, Compliance Engineering 17, č. 5. Získané z adresy: incompliancemag.com
4. Lucas, J. (2015). Čo je to statická elektrina? Získané z: livescience.com
5. Zásady elektriny: statická a dynamická elektrina (2013). Obnovené z: redusers.com
6. Redondo, R. (2018). Slovník elektrotechniky. Univerzita v Salamance. Vyššia odborná škola priemyselného inžinierstva. Získané z: electricity.usal.es
7. Statická elektrina (2004). GCSE Bitesize. BBC ©. Získané z: bbc.co.uk