Elettrificazione dei corpi: definizione, condizioni di accadimento, applicazione

Hai notato che quando ti togli il maglione o la maglietta, si sentono scintille e crepitii? E quando scendi dalla macchina e ricevi una scossa elettrica? Questa è elettricità statica o elettrificazione dei corpi. Nasce dall'accumulo di cariche elettriche di segni diversi sugli oggetti con la loro successiva compensazione. In questo articolo considereremo brevemente questo fenomeno, le ragioni del suo verificarsi, nonché i metodi di applicazione sia nella vita di tutti i giorni che nell'industria.

Definizione

L'elettrificazione è il processo di separazione delle cariche elettriche e il loro accumulo in determinati luoghi di oggetti e corpi. Il fenomeno si verifica per attrito, contatto di corpi o per induzione elettrostatica. In parole semplici, quando un oggetto con un campo elettrico si trova nelle vicinanze.

Richiamare: in fisica si distinguono due tipi di cariche: positiva e negativa, o protoni ed elettroni. Tra di loro sorge campo elettrico. Le cariche simili si attraggono e le cariche diverse si respingono.

Il fenomeno si osserva sugli alimentatori e non solo. Le cariche si accumulano sui dielettrici, tutti lo hanno visto negli esperimenti che illustrano il fenomeno con l'ebano e le bacchette di vetro, che sono stati dimostrati nelle lezioni di fisica a scuola.

Inizialmente, tutti gli atomi, tutto ciò che ci circonda è costituito, sono elettricamente neutri. Come risultato del fenomeno dell'elettrificazione, sulla superficie degli oggetti compaiono cariche positive o negative. Ricordiamo l'esperienza scolastica: se si strofina un bastoncino di ebanite con un panno di lana, dopo che l'attrito cessa, il bastoncino rimarrà carico. Quindi si dice che il corpo sia elettrificato.

Pertanto, durante l'attrito, gli elettroni sono stati trasferiti da un oggetto all'altro. Di conseguenza, dopo la fine dell'attrito, gli elettroni in eccesso sono rimasti "non sui loro" corpi e si è ottenuta una carica in eccesso, che ha cessato di essere neutra. Come risultato dell'attrito del bastoncino contro lana o pelliccia, sulla sua superficie si forma una carica negativa.

Condizioni per il verificarsi del fenomeno e modalità di trasferimento dell'addebito

Abbiamo detto come questo fenomeno è spiegato in natura, e ora diamo un'occhiata a come puoi elettrificare i corpi. Immediatamente, notiamo che l'adempimento di tutte le condizioni è facoltativo: l'elettrificazione può verificarsi per un motivo o per l'altro, li dividiamo in due gruppi principali:

Il primo è l'interazione meccanica. Durante l'attrito, la distanza tra gli oggetti è paragonabile alla distanza tra le molecole in esso contenute. Poiché gli elettroni in uno dei corpi sono più deboli legati al nucleo, vengono trasferiti all'altro corpo. L'impatto e il contatto sono altri metodi di elettrificazione.

Il secondo gruppo è l'elettrificazione per influenza, ovvero il fenomeno si osserva quando vengono applicate forze esterne al corpo, tra cui:

• Campo elettrico. Come risultato dell'azione del campo sul conduttore, le cariche compaiono sulla sua superficie e più piccolo è il raggio di curvatura della superficie, più cariche si accumuleranno qui. Quindi sulla punta ci saranno la maggior parte delle spese, abbiamo discusso di questo problema in modo più dettagliato nell'articolo https://samelectrik.ru/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html e qui https://samelectrik.ru/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html

• Esposizione alla luce. Scoperto dal Professor A.G. Stoletov nel 1888, è che quando esposto alla luce sullo zinco, alluminio, cesio, sodio, piombo, potassio e altri metalli perdono elettroni e si caricano positivamente.
• Calore. Quando il metallo viene riscaldato, agli elettroni viene data energia sufficiente per lasciare il metallo, di conseguenza acquisisce una carica positiva.
• Reazione chimica. In presenza di due elettrodi fatti di metalli diversi, si verificano reazioni redox, a seguito delle quali uno di essi si carica positivamente e l'altro - negativamente. Abbiamo considerato questo in modo più dettagliato nell'articolo su anodo e catodo.
• Sotto pressione. Nei piezoelettrici (quarzo, sale di Rochelle, fosfato di ammonio), sotto l'azione meccanica (compressione o tensione), si formano sulle facce cariche positive e negative.

Questi sono i principali tipi di elettrificazione.

Quali leggi della fisica sono associate all'elettrificazione

Il fenomeno dell'elettrificazione è associato a leggi fisiche come:

• Legge di Coulomb. Descrive la forza con cui interagiscono le cariche. In questo modo, puoi determinare quanto i corpi elettrizzati sono fortemente attratti l'uno dall'altro.
• Legge di conservazione della carica. Dice che la somma algebrica delle cariche in un sistema chiuso è invariata. Ciò suggerisce che le cariche in eccesso sugli oggetti elettrificati non appaiono dal nulla, ma passano da un corpo all'altro.

Abbiamo già preso in considerazione queste leggi, puoi saperne di più nei relativi articoli a cui abbiamo fatto riferimento.

Applicazione in pratica

Il fenomeno dell'elettrificazione ha manifestazioni sia positive che negative. Esempi di applicazioni positive:

1. L'uso di filtri antipolvere elettrostatici per la purificazione dell'aria nei sistemi di ventilazione sul lavoro ea casa. È particolarmente importante se durante il processo di produzione viene generata molta polvere.
2. Verniciatura di automobili e altri prodotti in metallo. Con l'aiuto di spruzzatori elettrostatici, è possibile caricare la vernice negativamente, la carrozzeria dell'auto è collegata a terra. Di conseguenza, le particelle di vernice vengono attratte dalle parti della carrozzeria. La qualità della vernice è migliorata e il consumo di vernice è ridotto.
3. L'affumicatura elettrostatica di carne e pesce può accelerare notevolmente il processo di affumicatura.
4. Creazione di pellicce artificiali o rivestimenti decorativi in ​​pile. Il pelo fine viene fatto passare attraverso la rete, a causa dell'interazione con il campo elettrico, il pelo cade in uno strato uniforme perpendicolare alla superficie da rivestire, preventivamente trattata con un adesivo.

Esistono anche numerosi usi per la pulizia, l'ordinamento, il filtraggio e in medicina per accelerare la guarigione.

L'impatto negativo dell'elettrificazione può portare a conseguenze fatali:

1. Il verificarsi di scintille quando gli oggetti carichi entrano in contatto. Tali casi includono scintille nella vita di tutti i giorni, che scivolano quando ti togli il maglione, quando ricevi una scossa elettrica quando esci dall'auto. Ad esempio, un aeroplano viene elettrificato in volo e quando viene portata una scala su di esso, possono scivolare scintille e, a causa di ciò, è possibile l'accensione, quindi, prima, la carica viene rimossa dall'aeroplano. Sono noti anche casi di accensione di petroliere per elettrificazione.
2. Il fenomeno porta alla comparsa di grandi cariche elettriche, possono portare a guasti componenti elettronici nella tecnologia, sia nella produzione della tecnologia, sia nel processo di funzionamento o riparazione. Ciò è dovuto allo scarico dell'utensile sul PCB. Pertanto, i tecnici di riparazione elettronica dovrebbero lavorare con braccialetti elettrici con messa a terra e saldatori con messa a terra e simili. La moderna base degli elementi contiene una serie di soluzioni tecniche per ridurre al minimo l'effetto dell'elettrificazione sul loro funzionamento. Ad esempio, installazione di diodi Zener in parallelo con il circuito SHUTTER-SOURCE di transistor ad effetto di campo.

Interessante! È noto un caso in cui, durante la verniciatura di circuiti stampati dopo il montaggio di componenti elettronici, è stato osservato un ampio rifiuto, nonostante il fatto che tutti i prodotti siano stati testati prima della verniciatura. La domanda è sorta: come sbarazzarsi del problema dell'elettrificazione? Il problema è stato risolto mettendo a terra la pistola a spruzzo.

Per consolidare il materiale, ti consigliamo anche di guardare video utili sull'argomento:

Abbiamo brevemente spiegato il fenomeno dell'elettrificazione dei corpi e detto in quali condizioni si verificano i processi di comparsa delle cariche sugli oggetti. L'elettrificazione è importante nella produzione e ha trovato molte applicazioni utili. Sfortunatamente, se non fornisci modi per risolvere le manifestazioni negative, per prevenire scintille inutili in luoghi con probabilità di esplosioni, ciò porterà a seri problemi.

Materiali correlati:

• Cos'è l'elettricità statica?
• Dispositivi di protezione elettrica negli impianti elettrici fino a 1000V
• Come proteggersi dalle radiazioni elettromagnetiche