Elektrifisering av kropper: definisjon, betingelser for forekomst, anvendelse

Har du lagt merke til at når du tar av deg genseren eller T-skjorten, fyker det gnister og det høres knitring? Og når du går ut av bilen og får elektrisk støt? Dette er statisk elektrisitet eller elektrifisering av kropper. Det oppstår som et resultat av akkumulering av elektriske ladninger av forskjellige tegn på gjenstander med deres påfølgende kompensasjon. I denne artikkelen vil vi kort vurdere dette fenomenet, årsakene til dets forekomst, samt bruksmetoder både i hverdagen og i industrien.

Definisjon

Elektrifisering er prosessen med å separere elektriske ladninger og deres akkumulering på visse steder av objekter og kropper. Fenomenet oppstår som følge av friksjon, kontakt med kropper eller som følge av elektrostatisk induksjon. Med enkle ord, når en gjenstand med et elektrisk felt befinner seg i nærheten.

Minnes: i fysikk skilles to typer ladninger - positive og negative, eller protoner og elektroner. Mellom dem oppstår

elektrisk felt. Lik ladninger tiltrekker seg, og i motsetning til ladninger frastøter.

Fenomenet observeres på strømforsyninger og ikke bare. Ladninger akkumuleres på dielektrikum, alle så dette i eksperimenter som illustrerte fenomenet med ibenholt og glassstenger, som ble demonstrert i fysikktimer på skolen.

I utgangspunktet er alle atomer, alt som omgir oss består av, elektrisk nøytrale. Som et resultat av fenomenet elektrifisering vises positive eller negative ladninger på overflaten av objekter. La oss minne om skoleopplevelsen: hvis du gnir en ebonittpinne med en ullklut, etter at friksjonen stopper, forblir pinnen ladet. Da sies kroppen å være elektrifisert.

Under friksjon ble således elektroner overført fra en gjenstand til en annen. Som et resultat, etter avslutningen av friksjonen, forble overflødige elektroner "ikke på" kroppene deres og en overflødig ladning ble oppnådd, og den sluttet å være nøytral. Som et resultat av friksjon av pinnen mot ull eller pels, dannes en negativ ladning på overflaten.

Betingelser for forekomsten av fenomenet og metoder for avgiftsoverføring

Vi fortalte hvordan dette fenomenet forklares i naturen, og la oss nå se på hvordan du kan elektrifisere kropper. Umiddelbart merker vi at oppfyllelsen av alle betingelser er valgfri - elektrifisering kan oppstå av en eller annen grunn, vi deler dem inn i to hovedgrupper:

Den første er mekanisk interaksjon. Under friksjon er avstanden mellom objekter sammenlignbar med avstanden mellom molekylene i den. Siden elektronene i en av legene er svakere bundet til kjernen, overføres de til den andre kroppen. Påvirkning og kontakt er andre metoder for elektrifisering.

Den andre gruppen er elektrifisering ved påvirkning, det vil si at fenomenet observeres når ytre krefter påføres kroppen, inkludert:

• Elektrisk felt. Som et resultat av feltets virkning på lederen, oppstår ladninger på overflaten, og jo mindre overflatens bøyeradius er, jo flere ladninger vil samle seg her. Så på spissen vil det være flest kostnader, vi diskuterte dette problemet mer detaljert i artikkelen https://samelectrik.ru/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html og her https://samelectrik.ru/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html

• Eksponering for lys. Oppdaget av professor A.G. Stoletov i 1888, er at når den ble utsatt for lys på sink, aluminium, cesium, natrium, bly, kalium og andre metaller de mister elektroner og blir ladet positivt.
• Varme. Når metallet varmes opp, får elektronene nok energi til å forlate metallet, som et resultat får det en positiv ladning.
• Kjemisk reaksjon. I nærvær av to elektroder laget av forskjellige metaller oppstår redoksreaksjoner, som et resultat blir en av dem positivt ladet, og den andre - negativt. Vi vurderte dette mer detaljert i artikkelen om anode og katode.
• Under press. I piezoelektrikk (kvarts, Rochelle-salt, ammoniumfosfat), under mekanisk påvirkning (kompresjon eller spenning), dannes positive og negative ladninger på ansiktene.

Dette er hovedtypene for elektrifisering.

Hvilke fysikklover er forbundet med elektrifisering

Fenomenet elektrifisering er assosiert med slike fysiske lover som:

• Coulombs lov. Beskriver kraften som ladninger samhandler med. På denne måten kan du bestemme hvor sterkt elektrifiserte kropper tiltrekkes av hverandre.
• Avgiftsbevaringslov. Den sier at den algebraiske summen av ladninger i et lukket system er uendret. Dette antyder at overflødige ladninger på elektrifiserte objekter ikke dukker opp fra intet, men går fra kropp til kropp.

Vi har allerede vurdert disse lovene, du kan finne ut mer i de relevante artiklene som vi har referert til.

Anvendelse i praksis

Fenomenet elektrifisering har både positive og negative manifestasjoner. Eksempler på positive applikasjoner:

1. Bruk av elektrostatiske støvfiltre for luftrensing i ventilasjonsanlegg på jobb og hjemme. Det er spesielt viktig hvis det genereres mye støv under produksjonsprosessen.
2. Lakkering av biler og andre metallprodukter. Ved hjelp av elektrostatiske sprøyter er det mulig å lade lakken negativt, bilens karosseri er jordet. Som et resultat blir malingspartikler tiltrukket av bilens karosserideler. Malingskvaliteten forbedres og malingsforbruket reduseres.
3. Elektrostatisk røyking av kjøtt og fisk kan fremskynde røykeprosessen betydelig.
4. Opprettelse av kunstig pels eller dekorative fleecy belegg. Fin haug føres gjennom nettet, på grunn av interaksjon med det elektriske feltet faller haugen i et jevnt lag vinkelrett på overflaten som skal belegges, tidligere behandlet med et lim.

Det finnes også en rekke bruksområder for rengjøring, sortering, filtrering og i medisin for å fremskynde helbredelsen.

Den negative effekten av elektrifisering kan føre til fatale konsekvenser:

1. Forekomsten av gnister når ladede gjenstander kommer i kontakt. Slike tilfeller inkluderer gnister i hverdagen, som glir når du tar av deg genseren, når du får elektrisk støt når du går ut av bilen. For eksempel blir et fly elektrifisert under flyging, og når en stige føres opp til det, kan gnister slippe gjennom, og på grunn av dette er tenning mulig, derfor fjernes først ladningen fra flyet. Det er også kjente tilfeller av antenning av oljetankere på grunn av elektrifisering.
2. Fenomenet fører til utseendet av store elektriske ladninger, de kan føre til feil elektroniske komponenter i teknologi, både i produksjon av teknologi, og i prosessen med drift eller reparere. Dette skyldes utslipp av verktøyet på PCB. Derfor bør elektronikkreparasjonsteknikere jobbe med jordede elektriske armbånd og jordede loddebolter og lignende. Den moderne elementbasen inneholder en rekke tekniske løsninger for å minimere effekten av elektrifisering på driften. For eksempel installasjon av Zener-dioder parallelt med SHUTTER-SOURCE-kretsen til felteffekttransistorer.

Interessant! Det er et kjent tilfelle når det ved lakkering av kretskort etter montering av elektroniske komponenter ble det observert en stor avvisning, til tross for at alle produkter ble testet før lakkering. Spørsmålet oppsto: hvordan bli kvitt elektrifiseringsproblemet? Problemet ble løst ved å jorde sprøytepistolen.

For å konsolidere materialet anbefaler vi også å se nyttige videoer om emnet:

Vi forklarte kort fenomenet elektrifisering av kropper og fortalte under hvilke forhold prosessene for utseendet av ladninger på gjenstander oppstår. Elektrifisering er viktig i produksjon og har funnet mange nyttige bruksområder. Dessverre, hvis du ikke sørger for måter å løse negative manifestasjoner på, for å forhindre unødvendige gnister på steder med sannsynlighet for eksplosjoner, vil det føre til alvorlige problemer.

Relatert materiale:

• Hva er statisk elektrisitet
• Elektrisk verneutstyr i elektriske installasjoner opp til 1000V
• Hvordan beskytte deg mot elektromagnetisk stråling