Στατική ηλεκτρική ενέργεια Πώς παράγεται, τύποι, παραδείγματα

Το στατικό ηλεκτρισμό είναι η συσσώρευση ηλεκτρικού φορτίου σε ένα στοιχείο που βρίσκεται σε ηρεμία. Αυτό το είδος της ηλεκτρικής ενέργειας που προκύπτει από την επαφή μεταξύ του ίδιου ποσού των πρωτονίων (θετικά φορτισμένα υποατομικά σωματίδια) και τα ηλεκτρόνια (αρνητικά φορτισμένα υποατομικά σωματίδια).

Συνήθως αυτή η επαφή μεταξύ πρωτονίων και ηλεκτρονίων παράγεται μέσω της τριβής δύο στοιχείων που έχουν αντίθετα φορτία. Αυτή τη στιγμή, οι επιδράσεις του στατικού ηλεκτρισμού στα σωματίδια είναι φυσικά εκτεθειμένες.

Ευρετήριο

• 1 Πώς παράγεται ο στατικός ηλεκτρισμός?
• 2 Τύποι
  • 2.1 Φορτίο μεταξύ στερεών
  • 2.2 Φόρτωση υγρών
  • 2.3 Φόρτωση αερίων
  • 2.4 Φόρτωση σκονών
• 3 Πραγματικά παραδείγματα
• 4 Έχετε κινδύνους για την υγεία;?
• 5 Αναφορές

Πώς παράγεται ο στατικός ηλεκτρισμός?

Ο στατικός ηλεκτρισμός παράγεται όταν ένα σώμα ηλεκτρικά φορτισμένο σε περίσσεια μεταφέρει την περίσσεια ηλεκτρονίων που φιλοξενεί σε άλλο σώμα. Αυτό συμβαίνει μέσω της απελευθέρωσης ενέργειας.

Με τη σειρά του, το σώμα που δέχεται την εκκένωση ηλεκτρονίων φορτώνεται στατικά από τη διαδικασία που ονομάζεται ηλεκτροστατική επαγωγή. Αυτή η απόρριψη και η φόρτιση της ενέργειας - από το ένα σώμα στο άλλο, αντίστοιχα - μπορεί να συμβεί με σπινθήρες ή με κάποιο είδος μηχανικής απόρριψης. 

Ο πιο συνηθισμένος τρόπος για να αντιληφθείτε τον στατικό ηλεκτρισμό είναι το τρίψιμο δύο ηλεκτρικά φορτισμένων σωμάτων με αντίθετα φορτία.

Εδώ αποδεικνύεται η ενεργητική ισορροπία, καθώς το σώμα που έχει υψηλότερο αριθμό ηλεκτρονίων αποδίδει αυτό το φορτίο στο σώμα με μικρότερο αριθμό ηλεκτρονίων. 

Ακόμη και αν ένα σώμα έχει πολύ υψηλό ηλεκτροστατικό φορτίο, τα ηλεκτρόνια μπορούν να "πηδήσουν" κατευθείαν στο αντικείμενο εκκένωσης, δημιουργώντας έτσι ένα ηλεκτρικό τόξο λόγω της διηλεκτρικής διάσπασης του αέρα..

Ουσιαστικά, η μεταφορά ηλεκτρονίων από ένα σώμα στο άλλο οφείλεται στην βασική αλληλεπίδραση μεταξύ των φορτίσεων: οι αντίθετες ηλεκτρικών φορτίων προσέλκυση και παρόμοια ηλεκτρικά φορτία απωθούνται.

Αυτό καθιστά δυνατό τα ηλεκτρικά φορτία, ανάλογα με την αντίδραση που προκαλείται από τα άλλα σώματα, να μεταφέρονται από το ένα άτομο στο άλλο και να κινούνται προς την επιφάνεια των σωμάτων.

Ως αποτέλεσμα, συμβαίνει η μεταφορά ηλεκτρονίων από το σώμα που έχει το μεγαλύτερο αρνητικό φορτίο στο σώμα με λιγότερο αρνητικό φορτίο, προκαλώντας το ηλεκτροστατικό φαινόμενο.

Τύποι

Ο στατικός ηλεκτρισμός μπορεί να εκδηλωθεί με διαφορετικούς τρόπους, ανάλογα με τη φύση και την κατάσταση (στερεά, υγρά, αέρια) των φορέων που εμπλέκονται στη διαδικασία. Έτσι, ο στατικός ηλεκτρισμός μπορεί να παρουσιαστεί με τους ακόλουθους τρόπους:

Φορτίο μεταξύ στερεών

Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται επίσης triboelectrificación, συμβαίνει όταν τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται μεταξύ δύο στερεών σωμάτων, και συμβαίνει μέσω άμεσης τριβής ή τριβής μεταξύ των δύο σωμάτων. Δύο παραδείγματα αυτού του τύπου είναι:

Υψηλή ηλεκτρική ενέργεια

Αναφέρεται στο ηλεκτρικό φορτίο που αποκτά το γυαλί όταν ψύχεται η επιφάνεια του.

Η ρητινώδη ηλεκτρική ενέργεια

Το αποτέλεσμα είναι ανάλογο με το υαλώδες ηλεκτρισμό που λαμβάνει χώρα κατά το τρίψιμο μιας ρητίνης.

Φόρτωση υγρών

Τα υγρά μπορούν να φορτίζονται ηλεκτρικά με μεταφορά μέσω σωλήνων ή με αλληλεπίδραση με στερεά σωματίδια όπως σκόνη. Και στις δύο περιπτώσεις πρόκειται για επαφές μεταξύ στερεών και υγρών.

Παρομοίως, μπορούν επίσης να φορτιστούν ηλεκτροστατικά όταν αλληλεπιδρούν με αέρια. Ωστόσο, το φορτίο μεταξύ υγρών εμφανίζεται μόνο μεταξύ πολύ μονωτικών υγρών.

Φόρτωση αερίων

Τα αέρια αυτά καθαυτά δεν είναι ηλεκτρικά φορτισμένα. Ωστόσο, είναι συνηθισμένο να παρατηρούνται διαδικασίες στις οποίες ένα αέριο χρησιμεύει ως μέσο μεταφοράς μεταξύ στερεών ή υγρών σωμάτων.

Με αυτό τον τρόπο, τα αέρια παίζουν δευτερεύοντα ρόλο σε αυτόν τον τύπο διεργασίας, αφού χρησιμεύουν μόνο ως σύνδεση μεταξύ των στοιχείων του ηλεκτροστατικού φορτίου και της εκφόρτισης.

Φόρτωση σκονών

Είναι πολύ συνηθισμένο για αυτή τη μεταφορά των ηλεκτρονίων μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένη σκόνη, λόγω της φύσης των υλικών και την ποικιλία των ιδιοτήτων, σχήματα και μεγέθη που μπορεί να εμφανιστούν στην αλληλεπίδραση.

Πραγματικά παραδείγματα

Ο στατικός ηλεκτρισμός υπάρχει στην καθημερινή ζωή. Για παράδειγμα, όλοι έχουμε δει τα αποτελέσματα της τριχοειδούς ηλεκτρικής ενέργειας, ευρέως γνωστού ως τρίξιμο ή τριχωτά μαλλιά.

Εδώ παρουσιάζουμε μερικά πραγματικά παραδείγματα στατικού ηλεκτρισμού για να εκθέσουμε κοινές περιπτώσεις που προέρχονται από την ίδια τη ζωή:

- Φουσκάρετε ένα μπαλόνι αέρα, κόψτε το και τρίψτε το πάνω στα μαλλιά σας για να μεταφέρετε το φορτίο από τα μαλλιά στο μπαλόνι. Θα δείτε πώς τα μαλλιά σας προσκολλώνται στο μπαλόνι λόγω του ηλεκτροστατικού φορτίου, προκαλώντας μερικές φορές την επίδραση της βαρύτητας.

- Τοποθετήστε λίγο αλάτι ή πιπέρι σε μια επίπεδη επιφάνεια. Ταυτόχρονα τρίψτε ένα πλαστικό κουτάλι με ένα πανί μαλλί, η μεταφορά φορτίου θα συμβεί από το ύφασμα στο κουτάλι. Στη συνέχεια, φέρτε το κουτάλι προς το αλάτι ή το πιπέρι. Θα δείτε πώς τα σωματίδια θα προσεγγίσουν το κουτάλι λόγω της έλξης των αντίθετων ηλεκτρικών φορτίων.

- Μετακινήστε την χτένα πάνω από τα μαλλιά σας αρκετές φορές, ειδικά εάν υπάρχει μικρή υγρασία στο περιβάλλον. Η χτένα φορτώνεται με στατικό ηλεκτρισμό από τη μεταφορά ηλεκτρονίων από τα μαλλιά στη χτένα. Στη συνέχεια, φέρτε τη χτένα σε μικρά κομμάτια υφάσματος: θα δείτε πώς αυτά είναι κολλημένα στη χτένα με την έλξη των αντίθετων ηλεκτρικών φορτίων.

- Οι ακτίνες είναι μια μορφή στατικού ηλεκτρισμού, αφού τα σύννεφα, έχοντας άμεση επαφή με τα μόρια του αέρα, υιοθετούν ένα συγκεκριμένο ηλεκτρικό φορτίο το οποίο πρέπει να μεταφέρουν για να εξισορροπήσουν το σύστημά τους. Η μόνη εναλλακτική λύση για τη μεταφορά περίσσειας μεταφοράς ηλεκτρονίων αυτή η επιπλέον φορτίο είναι ένα άλλο νέφος μέσω του αέρα? εκεί έρχονται οι ακτίνες.

Έχετε κινδύνους για την υγεία;?

Το στατικό ηλεκτρισμό δημιουργεί κινδύνους για την υγεία εάν δεν ληφθούν οι αντίστοιχες προφυλάξεις.

Σύμφωνα με την Υπηρεσία για την Υγιεινή και την Ασφάλεια στην Εργασία, γνωστή με το ακρωνύμιό της στην αγγλική ως OSHA, σε περίπτωση δημιουργίας εκφορτίσεων υψηλής τάσης μπορεί να προκαλέσει οδυνηρές διαταραχές στους ανθρώπους.

Εάν προκύψει ξαφνική επαφή με ένα ηλεκτροστατικά φορτισμένο αντικείμενο, το φορτίο μπορεί να ρέει μέσα από το σώμα του ατόμου, προκαλώντας ηλεκτροπληξία.. 

Στην περίπτωση αυτή, οι συνέπειες κυμαίνονται από μια καύση σε καρδιακή προσβολή, ανάλογα με τη διαδρομή του στατικού ηλεκτρισμού στο σώμα.

Ομοίως, ο στατικός ηλεκτρισμός μπορεί να αποτελέσει πηγή ανάφλεξης για εύφλεκτες ουσίες και ευαίσθητες ηλεκτρονικές συνδέσεις.

Αναφορές

1. Διαφορετικοί τύποι ηλεκτρικής ενέργειας (2016). Ανακτήθηκε από: atomberg.com
2. Πώς να παράγετε στατική ηλεκτρική ενέργεια (2017). Ανακτήθηκε από: sciencing.com
3. Jonassen, Ν. (2000). Πώς παράγεται η στατική ηλεκτρική ενέργεια; Ο κ. Static, Compliance Engineering 17, αρ. 5. Ανακτήθηκε από: incompliancemag.com
4. Lucas, J. (2015). Τι είναι η στατική ηλεκτρική ενέργεια; Ανακτήθηκε από: lifecience.com
5. Αρχές ηλεκτρικής ενέργειας: στατική και δυναμική ηλεκτρική ενέργεια (2013). Ανακτήθηκε από: redusers.com
6. Redondo, R. (2018). Λεξικό Ηλεκτρολόγων Μηχανικών. Πανεπιστήμιο της Σαλαμάνκα. Ανώτατη Τεχνική Σχολή Βιομηχανικής Μηχανικής. Ανακτήθηκε από: electricidad.usal.es
7. Στατική ηλεκτρική ενέργεια (2004). GCSE Bitesize. BBC ©. Ανάκτηση από: bbc.co.uk