Testek villamosítása: meghatározás, előfordulási feltételek, alkalmazás

Észrevetted, hogy amikor leveszed a pulóvered vagy a pólód, szikrák szállnak és reccsenések hallatszanak? És amikor kiszállsz az autóból és áramütést kapsz? Ez statikus elektromosság vagy testek villamosítása. Ez a különböző jelű elektromos töltések tárgyakon történő felhalmozódása eredményeként keletkezik, és azok későbbi kompenzációja. Ebben a cikkben röviden megvizsgáljuk ezt a jelenséget, előfordulásának okait, valamint a mindennapi életben és az iparban történő alkalmazási módokat.

Meghatározás

A villamosítás az elektromos töltések szétválasztásának és felhalmozódásának folyamata a tárgyak és testek bizonyos helyein. A jelenség súrlódás, testek érintkezése vagy elektrosztatikus indukció eredményeként jelentkezik. Egyszerű szavakkal, amikor egy elektromos mezővel rendelkező tárgy található a közelben.

Visszahívás: a fizikában kétféle töltést különböztetnek meg - pozitív és negatív, vagy protonok és elektronok. Közöttük keletkezik

elektromos mező. Mint a töltések vonzzák, és a töltésekkel ellentétben taszítják.

A jelenség a tápegységeken figyelhető meg, és nem csak. A töltések felhalmozódnak a dielektrikumon, ezt mindenki látta a jelenséget ében- és üvegrudakkal illusztráló kísérletekben, amelyeket az iskolai fizikaórákon mutattak be.

Kezdetben minden atom, minden, ami körülvesz bennünket, elektromosan semleges. A villamosítás jelensége következtében a tárgyak felületén pozitív vagy negatív töltések jelennek meg. Emlékezzünk vissza az iskolai tapasztalatokra: ha egy ebonit botot megdörzsölünk egy gyapjúkendővel, a súrlódás megszűnése után a bot feltöltve marad. Ekkor azt mondják, hogy a test felvillanyozott.

Így a súrlódás során az elektronok egyik objektumról a másikra kerültek át. Ennek eredményeként a súrlódás megszűnése után a felesleges elektronok „nem a testükön” maradtak, és többlettöltés keletkezett, amely megszűnt semleges lenni. A bot gyapjúval vagy szőrmével szembeni súrlódása következtében negatív töltés keletkezik a felületén.

A jelenség előfordulásának feltételei és a töltésátvitel módjai

Elmondtuk, hogyan magyarázzák ezt a jelenséget a természetben, most pedig nézzük meg, hogyan lehet felvillanyozni a testeket. Azonnal megjegyezzük, hogy az összes feltétel teljesítése nem kötelező - a villamosítás ilyen vagy olyan okból megtörténhet, két fő csoportra osztjuk őket:

Az első a mechanikai kölcsönhatás. A súrlódás során a tárgyak közötti távolság összemérhető a benne lévő molekulák távolságával. Mivel az egyik testben az elektronok gyengébb kötődésűek az atommaghoz, átkerülnek a másik testbe. Az ütés és az érintkezés a villamosítás egyéb módjai.

A második csoport a befolyás általi villamosítás, vagyis a jelenség akkor figyelhető meg, amikor a testet külső erők fejtik ki, beleértve:

• Elektromos mező. A mezőnek a vezetőre gyakorolt ​​hatására töltések jelennek meg a felületén, és minél kisebb a felület hajlítási sugara, annál több töltés halmozódik fel itt. Tehát a tippen lesz a legtöbb díj, ezt a kérdést részletesebben tárgyaltuk a cikkben https://samelectrik.ru/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html és itt https://samelectrik.ru/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html

• Fénynek való kitettség. A.G. professzor fedezte fel. Stoletov 1888-ban az, hogy amikor cinkkel érintkezik, alumínium, cézium, nátrium, ólom, kálium és más fémek elveszítik az elektronokat és feltöltődnek pozitívan.
• Melegség. Amikor a fémet felmelegítik, az elektronok elegendő energiát kapnak ahhoz, hogy elhagyják a fémet, ennek eredményeként az pozitív töltést kap.
• Kémiai reakció. Két különböző fémből készült elektróda jelenlétében redox reakciók lépnek fel, ennek eredményeként az egyik pozitív töltésű, a másik pedig negatívan töltődik. Ezt a cikkben részletesebben megvizsgáltuk anód és katód.
• Nyomás alatt. A piezoelektromos anyagokban (kvarc, Rochelle-só, ammónium-foszfát) mechanikai hatásra (kompresszió vagy feszítés) pozitív és negatív töltések képződnek az arcokon.

Ezek a villamosítás fő típusai.

Milyen fizikai törvények kapcsolódnak a villamosításhoz

A villamosítás jelensége olyan fizikai törvényekhez kapcsolódik, mint:

• Coulomb törvénye. Azt az erőt írja le, amellyel a töltések kölcsönhatásba lépnek. Ily módon meghatározhatja, hogy a villamosított testek milyen erősen vonzódnak egymáshoz.
• Díjfenntartási törvény. Azt mondja, hogy a töltések algebrai összege zárt rendszerben változatlan. Ez arra utal, hogy a villamosított tárgyakon lévő többlettöltések nem a semmiből jelennek meg, hanem testről testre terjednek.

Ezeket a törvényeket már megvizsgáltuk, többet megtudhat a vonatkozó cikkekben, amelyekre hivatkoztunk.

Alkalmazás a gyakorlatban

A villamosítás jelenségének vannak pozitív és negatív megnyilvánulásai is. Példák pozitív alkalmazásokra:

1. Elektrosztatikus porszűrők használata a munkahelyi és otthoni szellőzőrendszerekben a levegő tisztítására. Különösen fontos, ha a gyártási folyamat során sok por keletkezik.
2. Autók és egyéb fémtermékek festése. Elektrosztatikus permetezők segítségével lehetőség van a festék negatív töltésére, az autó karosszériája földelt. Ennek eredményeként a festékrészecskék az autó karosszériarészeihez vonzódnak. A festék minősége javul és a festékfogyasztás csökken.
3. A hús és hal elektrosztatikus füstölése jelentősen felgyorsíthatja a füstölési folyamatot.
4. Műszőrme vagy dekoratív gyapjas bevonatok készítése. Finom halom halad át a hálón, az elektromos térrel való kölcsönhatás következtében a halom egyenletes rétegben esik le a bevonandó felületre merőlegesen, előzőleg ragasztóval kezelve.

Tisztításra, válogatásra, szűrésre és a gyógyulás felgyorsítására is számos felhasználási terület létezik.

A villamosítás negatív hatásai végzetes következményekkel járhatnak:

1. Szikraképződés, amikor feltöltött tárgyak érintkeznek. Ilyen esetek például a mindennapi életben fellépő szikrák, amelyek kicsúsznak a pulóver levételekor, ha áramütést kapsz, amikor kiszállsz az autóból. Például egy repülőgépet repülés közben felvillanyoznak, és amikor egy létrát felhoznak rá, szikra csúszhat át, és emiatt a gyulladás lehetséges, ezért először a töltést eltávolítják a repülőgépből. Ismeretesek olyan esetek is, amikor az olajszállító tartályhajók villamosítás miatt begyulladtak.
2. A jelenség nagy elektromos töltések megjelenéséhez vezet, ezek meghibásodáshoz vezethetnek elektronikai alkatrészek a technológiában, mind a technológia gyártásában, mind a működési folyamatban ill javítás. Ennek oka a szerszám NYÁK-ra való kisülése. Ezért az elektronikai javítótechnikusoknak földelt elektromos csuklópántokkal és földelt forrasztópákákkal és hasonlókkal kell dolgozniuk. A modern elembázis számos műszaki megoldást tartalmaz, amelyek minimalizálják a villamosítás hatását a működésükre. Például Zener-diódák telepítése a térhatású tranzisztorok SHUTTER-SOURCE áramkörével párhuzamosan.

Érdekes! Ismert eset, amikor a nyomtatott áramköri lapok lakkozása során az elektronikai alkatrészek felszerelése után nagy visszautasítást figyeltek meg, annak ellenére, hogy a lakkozás előtt minden terméket teszteltek. Felmerült a kérdés: hogyan lehet megszabadulni a villamosítási problémától? A problémát a szórópisztoly földelésével oldották meg.

Az anyag konszolidálásához javasoljuk, hogy nézzen meg hasznos videókat a témában:

Röviden elmagyaráztuk a testek villamosításának jelenségét, és elmondtuk, hogy milyen körülmények között zajlanak le a töltések tárgyakon való megjelenése. A villamosítás fontos a gyártásban, és számos hasznos alkalmazásra talált. Sajnos, ha nem biztosítja a negatív megnyilvánulások megoldásának módjait, és megakadályozza a szükségtelen szikrák kialakulását olyan helyeken, ahol fennáll a robbanás valószínűsége, az súlyos problémákhoz vezet.

Kapcsolódó anyagok:

• Mi az a statikus elektromosság
• Elektromos védőfelszerelés elektromos berendezésekben 1000V-ig
• Hogyan védekezzünk az elektromágneses sugárzás ellen