Staattinen sähkö

Staattinen sähkö tarkoittaa sähkövarauksen lisääntymistä esineiden pinnalla. Tämä sähkövaraus pysyy esineessä, kunnes se joko valuu maahan tai menettää varauksensa nopeasti purkautumalla. Varauksen vaihtuminen voi tapahtua esimerkiksi silloin, kun eri esineitä hierotaan ja erotetaan toisistaan. Staattinen varaus säilyy vain silloin, kun jommallakummalla pinnalla on suuri vastus sähkövirralle. Staattisen sähkön vaikutukset ovat useimmille ihmisille tuttuja, koska he voivat nähdä, tuntea ja jopa kuulla kipinän. Tämä kipinä tapahtuu, kun ylimääräinen varaus neutraloidaan. Tämä neutraloituminen tapahtuu, kun ylimääräinen varaus virtaa sähköjohtimeen (esimerkiksi polku maahan). Muuta varauksen virtausta tapahtuu, kun varautunut esine on lähellä aluetta, jossa on vastakkaista napaisuutta (positiivista tai negatiivista) oleva ylimääräinen varaus. Tuttu ilmiö staattisesta "sähköiskusta" johtuu varauksen neutraloitumisesta.

Salama, yksi esimerkki staattisesta purkauksestaZoom
Salama, yksi esimerkki staattisesta purkauksesta

Historia

Kreikkalaisaikana Thales havaitsi staattisen sähkön puhdistaessaan meripihkaa. Siihen aikaan tähän ei kuitenkaan kiinnitetty huomiota eikä sitä tutkittu. He vain tiesivät, että jonkin asian hankaaminen aiheutti vetovoimaa. Staattista sähköä alettiin tutkia tosissaan 1600-luvulla, kun Otto Von Guericke teki ensimmäisen kitkageneraattorin. Ja 1700-luvulla Coulomb aloitti staattisen sähkön kiinteän määrän tutkimuksen. Benjamin Franklin yhdisti staattisen sähkön myrskyihin. Vuonna 1832 Michael Faraday julkaisi sähkön identiteettiä koskevan kokeensa tulokset. Tämä raportti osoitti, että magneetin avulla tuotettu sähkö, pariston tuottama volta-sähkö ja staattinen sähkö ovat kaikki samaa. Faradayn tuloksen jälkeen staattisen sähkön historiaa voidaan pitää sähkön tutkimuksena yleensä.

Charge

Monet tilanteet voivat aiheuttaa staattista sähköä.

  1. Kosketus tekee varauksen erottamisen:

Useimmilla materiaaleilla on ainutlaatuinen kemiallinen vetovoima elektroneja kohtaan. Tämän vuoksi eri materiaalien hankaaminen voi aiheuttaa varausten erottumisen. Materiaalilla on positiivinen varaus, jos sen vetovoima elektroneja kohtaan on pienempi kuin toisen materiaalin. Joskus maton yli käveleminen ja sen jälkeen metalliesineen (esim. ovenkahva) koskettaminen voi aiheuttaa staattisen sähköiskun.

  1. Paine saa aikaan varausten erottumisen:

Riittävän voimakas paine saa aikaan varauksen erottumisen tietyntyyppisissä materiaaleissa, kuten kiteissä ja keraamisissa molekyyleissä.

  1. Lämpö saa aikaan varauksen erottumisen:

Tiettyjen materiaalien kuumentaminen voi antaa elektroneille energiaa. Tämän voiman avulla elektronit irtoavat atomeista. Elektroninsa menettäneisiin atomeihin tulee positiivinen varaus.

  1. Lataus tekee latauksen erottamisen:

Varattu esine voi saada neutraalin esineen varauksen erottumaan. Samanmerkkiset varaukset (negatiivinen negatiiviseen tai positiivinen positiiviseen) hylkivät toisiaan ja vastakkaisenmerkkiset varaukset vetävät toisiaan puoleensa. Tämä pakottaa neutraalin kappaleen sen osan, joka on lähellä varattua kappaletta, varautumaan vastakkaisesti varattuun kappaleeseen nähden. Tämä voima heikkenee nopeasti, jos nämä kaksi esinettä siirtyvät kauemmas toisistaan. Vaikutus ilmenee eniten silloin, kun neutraalin kappaleen varaus voi liikkua vapaasti.

.staattinen sähkö voi aiheuttaa lievän sähköiskun.

Vastuuvapaus

Staattinen purkaus on ylimääräinen varaus, joka neutraloidaan ympäristöstä tai ympäristöön tulevilla varauksilla. Positiiviset varaukset saavat elektroneja ympäristöstä ja negatiiviset varaukset menettävät elektronejaan ympäristöön.

Staattisen sähköiskun tunne johtuu hermojen stimulaatiosta, kun neutraloiva virta kulkee ihmiskehon läpi. Koska kehossa on paljon vettä, varaus ei yleensä riitä aiheuttamaan vaarallisen suurta virtaa. Myös salama on esimerkki staattisesta purkauksesta. Pilvi saa erittäin suuren varauksen törmäämällä toisiin pilviin. Se luovuttaa ylimääräisen varauksen maahan. Tällaista valtavaa varausta ei kuitenkaan koskaan esiinny ihmisen ympäristössä luonnollisesti, ellei häneen iske salama.

Vaikka staattinen sähkö on näennäisesti vaaratonta, se voi aiheuttaa merkittäviä riskejä tutkimuksessa, koska suuri varaus voi rikkoa laitteet.


AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3