Elektrifizierung von Körpern: Definition, Eintrittsbedingungen, Anwendung

Ist Ihnen aufgefallen, dass beim Ausziehen Ihres Pullovers oder T-Shirts Funken fliegen und ein Knistern zu hören ist? Und wenn Sie aus dem Auto steigen und einen Stromschlag bekommen? Dies ist statische Elektrizität oder Elektrifizierung von Körpern. Es entsteht durch die Ansammlung von elektrischen Ladungen unterschiedlicher Vorzeichen auf Objekten mit deren anschließender Kompensation. In diesem Artikel werden wir dieses Phänomen, die Gründe für sein Auftreten sowie Anwendungsmethoden sowohl im Alltag als auch in der Industrie kurz betrachten.

Definition

Elektrifizierung ist der Prozess der Trennung elektrischer Ladungen und deren Ansammlung an bestimmten Orten von Objekten und Körpern. Das Phänomen tritt durch Reibung, Körperkontakt oder durch elektrostatische Induktion auf. Einfach gesagt, wenn sich ein Objekt mit einem elektrischen Feld in der Nähe befindet.

Abrufen: In der Physik werden zwei Arten von Ladungen unterschieden - positive und negative oder Protonen und Elektronen. Dazwischen entsteht elektrisches Feld. Gleiche Ladungen ziehen sich an und ungleiche Ladungen stoßen ab.

Das Phänomen wird nicht nur bei Netzteilen beobachtet. Ladungen sammeln sich auf Dielektrika, das sah jeder in Experimenten mit Ebenholz- und Glasstäben, die im Physikunterricht in der Schule demonstriert wurden.

Zunächst sind alle Atome, alles, was uns umgibt, elektrisch neutral. Als Folge des Phänomens der Elektrifizierung treten auf der Oberfläche von Objekten positive oder negative Ladungen auf. Erinnern wir uns an die Schulerfahrung: Wenn Sie einen Ebonitstab mit einem Wolltuch reiben, bleibt der Stab aufgeladen, nachdem die Reibung aufhört. Dann soll der Körper elektrisiert sein.

So wurden während der Reibung Elektronen von einem Objekt zum anderen übertragen. Als Ergebnis blieben die überschüssigen Elektronen nach Beendigung der Reibung "nicht auf ihren" Körpern und es wurde eine überschüssige Ladung erhalten, die aufhörte, neutral zu sein. Durch Reibung des Sticks an Wolle oder Fell wird an seiner Oberfläche eine negative Ladung gebildet.

Bedingungen für das Auftreten des Phänomens und Methoden der Ladungsübertragung

Wir haben erzählt, wie dieses Phänomen in der Natur erklärt wird, und schauen wir uns nun an, wie man Körper elektrisieren kann. Wir stellen sofort fest, dass die Erfüllung aller Bedingungen optional ist - die Elektrifizierung kann aus dem einen oder anderen Grund erfolgen, wir teilen sie in zwei Hauptgruppen ein:

Die erste ist die mechanische Interaktion. Bei der Reibung ist der Abstand zwischen Objekten vergleichbar mit dem Abstand zwischen den Molekülen darin. Da die Elektronen in einem der Körper schwächer an den Kern gebunden sind, werden sie auf den anderen Körper übertragen. Stoß und Kontakt sind andere Methoden der Elektrifizierung.

Die zweite Gruppe ist die Elektrifizierung durch Einfluss, dh das Phänomen wird beobachtet, wenn äußere Kräfte auf den Körper ausgeübt werden, einschließlich:

• Elektrisches Feld. Durch die Feldwirkung auf den Leiter treten Ladungen auf seiner Oberfläche auf, und je kleiner der Biegeradius der Oberfläche ist, desto mehr Ladungen sammeln sich hier an. Auf den Tipp gibt es also die meisten Gebühren, wir haben dieses Thema im Artikel genauer besprochen https://samelectrik.ru/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html und hier https://samelectrik.ru/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html

• Lichteinwirkung. Entdeckt von Professor A.G. Stoletov im Jahr 1888 ist, dass bei Lichteinwirkung auf Zink, Aluminium, Cäsium, Natrium, Blei, Kalium und andere Metalle verlieren Elektronen und werden geladen positiv.
• Wärme. Wenn das Metall erhitzt wird, erhalten die Elektronen genug Energie, um das Metall zu verlassen, wodurch es eine positive Ladung erhält.
• Chemische Reaktion. In Gegenwart von zwei Elektroden aus verschiedenen Metallen treten Redoxreaktionen auf, wodurch eine von ihnen positiv und die andere - negativ geladen wird. Dies haben wir im Artikel über. genauer betrachtet Anode und Kathode.
• Unter Druck. Bei Piezoelektrika (Quarz, Rochelle-Salz, Ammoniumphosphat) werden unter mechanischer Einwirkung (Druck oder Zug) positive und negative Ladungen auf den Flächen gebildet.

Dies sind die wichtigsten Arten der Elektrifizierung.

Welche physikalischen Gesetze sind mit der Elektrifizierung verbunden

Das Phänomen der Elektrifizierung ist mit physikalischen Gesetzen verbunden wie:

• Coulomb-Gesetz. Beschreibt die Kraft, mit der Ladungen interagieren. Auf diese Weise können Sie feststellen, wie stark elektrifizierte Körper voneinander angezogen werden.
• Ladungserhaltungsgesetz. Es besagt, dass die algebraische Summe der Ladungen in einem geschlossenen System unverändert ist. Dies deutet darauf hin, dass überschüssige Ladungen auf elektrifizierten Objekten nicht aus dem Nichts erscheinen, sondern von Körper zu Körper übertragen werden.

Wir haben diese Gesetze bereits berücksichtigt, mehr erfahren Sie in den entsprechenden Artikeln, auf die wir verwiesen haben.

Anwendung in der Praxis

Das Phänomen der Elektrifizierung hat sowohl positive als auch negative Erscheinungsformen. Beispiele für positive Anwendungen:

1. Der Einsatz von elektrostatischen Staubfiltern zur Luftreinigung in Lüftungsanlagen am Arbeitsplatz und zu Hause. Dies ist besonders wichtig, wenn während des Produktionsprozesses viel Staub entsteht.
2. Lackieren von Autos und anderen Metallprodukten. Mit Hilfe von elektrostatischen Sprühgeräten ist es möglich, den Lack negativ aufzuladen, die Karosserie wird geerdet. Dadurch werden Lackpartikel von den Karosserieteilen angezogen. Die Lackqualität wird verbessert und der Lackverbrauch reduziert.
3. Das elektrostatische Räuchern von Fleisch und Fisch kann den Räucherprozess erheblich beschleunigen.
4. Herstellung von Kunstpelz- oder dekorativen Flauschbeschichtungen. Feiner Flor wird durch das Gewebe geführt, aufgrund der Wechselwirkung mit dem elektrischen Feld fällt der Flor in eine gleichmäßige Schicht senkrecht zur zu beschichtenden Oberfläche, die zuvor mit einem Klebstoff behandelt wurde.

Es gibt auch eine Reihe von Anwendungen zum Reinigen, Sortieren, Filtern und in der Medizin, um die Heilung zu beschleunigen.

Die negativen Auswirkungen der Elektrifizierung können fatale Folgen haben:

1. Das Auftreten von Funken beim Kontakt geladener Gegenstände. Solche Fälle sind zum Beispiel Funken im Alltag, die beim Ausziehen des Pullovers verrutschen, wenn man beim Aussteigen aus dem Auto einen Stromschlag bekommt. Zum Beispiel wird ein Flugzeug im Flug elektrifiziert, und wenn eine Leiter hinaufgeführt wird, können Funken durchrutschen und dadurch ist eine Zündung möglich, daher wird zuerst die Ladung aus dem Flugzeug entfernt. Es sind auch Fälle von Entzündungen von Öltankern durch Elektrifizierung bekannt.
2. Das Phänomen führt zum Auftreten großer elektrischer Ladungen, die zum Ausfall führen können elektronische Bauteile in der Technik, sowohl bei der Herstellung der Technik als auch im Betrieb oder Reparatur. Dies ist auf die Entladung des Werkzeugs auf die Leiterplatte zurückzuführen. Daher sollten Elektronikreparaturtechniker mit geerdeten elektrischen Armbändern und geerdeten Lötkolben und dergleichen arbeiten. Die moderne Elementbasis enthält eine Reihe von technischen Lösungen, um die Auswirkungen der Elektrifizierung auf ihren Betrieb zu minimieren. Zum Beispiel die Installation von Zener-Dioden parallel zur SHUTTER-SOURCE-Schaltung von Feldeffekttransistoren.

Interessant! Es ist ein Fall bekannt, dass beim Lackieren von Leiterplatten nach der Bestückung von elektronischen Bauteilen ein hoher Ausschuss beobachtet wurde, obwohl alle Produkte vor dem Lackieren getestet wurden. Es stellte sich die Frage: Wie kann man das Elektrifizierungsproblem loswerden? Das Problem wurde durch Erden der Spritzpistole gelöst.

Zur Festigung des Materials empfehlen wir außerdem, nützliche Videos zum Thema anzusehen:

Wir haben kurz das Phänomen der Elektrifizierung von Körpern erklärt und erklärt, unter welchen Bedingungen die Prozesse des Auftretens von Ladungen an Objekten ablaufen. Die Elektrifizierung ist in der Fertigung wichtig und hat viele nützliche Anwendungen gefunden. Wenn Sie keine Möglichkeiten zur Lösung negativer Manifestationen vorsehen, um unnötige Funken an Orten mit Explosionsgefahr zu vermeiden, führt dies leider zu ernsthaften Problemen.

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