Eletrificação de corpos: definição, condições de ocorrência, aplicação

Já reparou que quando tira a camisola ou a t-shirt, ouvem-se faíscas e crepitação? E quando você sai do carro e leva um choque elétrico? Esta é a eletricidade estática ou eletrificação de corpos. Surge como resultado do acúmulo de cargas elétricas de diferentes signos nos objetos com sua posterior compensação. Neste artigo, consideraremos brevemente esse fenômeno, as razões de sua ocorrência, bem como os métodos de aplicação tanto na vida cotidiana quanto na indústria.

Definição

Eletrificação é o processo de separação de cargas elétricas e seu acúmulo em determinados locais de objetos e corpos. O fenômeno ocorre por atrito, contato de corpos ou por indução eletrostática. Em palavras simples, quando um objeto com um campo elétrico está localizado nas proximidades.

Lembrar: na física, dois tipos de cargas são distinguidos - positiva e negativa, ou prótons e elétrons. Entre eles surge

campo elétrico. Cargas semelhantes se atraem e cargas diferentes se repelem.

O fenômeno é observado em fontes de alimentação e não apenas. As cargas se acumulam nos dielétricos, todo mundo viu isso em experimentos ilustrando o fenômeno com ébano e varetas de vidro, que foram demonstrados em aulas de física na escola.

Inicialmente, todos os átomos, tudo em que nos rodeia consiste, são eletricamente neutros. Como resultado do fenômeno da eletrificação, cargas positivas ou negativas aparecem na superfície dos objetos. Vamos relembrar a experiência escolar: se você esfregar um bastão de ebonite com um pano de lã, depois que a fricção parar, o bastão permanecerá carregado. Então, diz-se que o corpo está eletrificado.

Assim, durante o atrito, os elétrons foram transferidos de um objeto para outro. Como resultado, após o término do atrito, o excesso de elétrons permaneceu "fora de seus" corpos e uma carga em excesso foi obtida, deixando de ser neutra. Como resultado do atrito do bastão contra lã ou pele, uma carga negativa é formada em sua superfície.

Condições para a ocorrência do fenômeno e métodos de transferência de carga

Dissemos como esse fenômeno é explicado na natureza e agora vamos ver como você pode eletrificar corpos. De imediato, notamos que o cumprimento de todas as condições é opcional - a eletrificação pode ocorrer por uma razão ou outra, nós os dividimos em dois grupos principais:

O primeiro é a interação mecânica. Durante o atrito, a distância entre os objetos é comparável à distância entre as moléculas nele. Como os elétrons em um dos corpos são mais fracos quando ligados ao núcleo, eles são transferidos para o outro corpo. Impacto e contato são outros métodos de eletrificação.

O segundo grupo é a eletrificação por influência, ou seja, o fenômeno é observado quando forças externas são aplicadas ao corpo, incluindo:

• Campo elétrico. Como resultado da ação do campo no condutor, as cargas aparecem em sua superfície e, quanto menor o raio de curvatura da superfície, mais cargas se acumulam aqui. Então, na dica, haverá mais cobranças, discutimos esse problema com mais detalhes no artigo https://samelectrik.ru/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html e aqui https://samelectrik.ru/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html

• Exposição à luz. Descoberto pelo Professor A.G. Stoletov em 1888, é que quando exposto à luz sobre o zinco, alumínio, césio, sódio, chumbo, potássio e outros metais eles perdem elétrons e ficam carregados positivamente.
• Cordialidade. Quando o metal é aquecido, os elétrons recebem energia suficiente para deixar o metal, como resultado, ele adquire uma carga positiva.
• Reação química. Na presença de dois eletrodos feitos de metais diferentes, ocorrem reações redox, como resultado, um deles torna-se positivamente carregado e o outro - negativamente. Nós consideramos isso com mais detalhes no artigo sobre ânodo e cátodo.
• Sob pressão. Nos piezoelétricos (quartzo, sal de Rochelle, fosfato de amônio), sob ação mecânica (compressão ou tensão), cargas positivas e negativas são formadas nas faces.

Esses são os principais tipos de eletrificação.

Quais leis da física estão associadas à eletrificação

O fenômeno da eletrificação está associado a leis físicas como:

• Lei de Coulomb. Descreve a força com a qual as cargas interagem. Desta forma, você pode determinar quão fortemente os corpos eletrificados são atraídos uns pelos outros.
• Lei de conservação de carga. Diz que a soma algébrica de cargas em um sistema fechado permanece inalterada. Isso sugere que cargas excessivas em objetos eletrificados não aparecem do nada, mas passam de corpo para corpo.

Já consideramos essas leis, você pode descobrir mais nos artigos relevantes aos quais nos referimos.

Aplicação na prática

O fenômeno da eletrificação tem manifestações positivas e negativas. Exemplos de aplicações positivas:

1. O uso de filtros eletrostáticos de poeira para purificação do ar em sistemas de ventilação no trabalho e em casa. É especialmente importante se muita poeira for gerada durante o processo de produção.
2. Pintura de automóveis e outros produtos de metal. Com o auxílio de pulverizadores eletrostáticos, é possível carregar a tinta negativamente, a carroceria do carro é aterrada. Como resultado, partículas de tinta são atraídas para as partes da carroceria do carro. A qualidade da tinta é melhorada e o consumo de tinta é reduzido.
3. A defumação eletrostática de carne e peixe pode acelerar significativamente o processo de defumação.
4. Criação de peles artificiais ou revestimentos decorativos de lã. A pilha fina é passada através da malha, devido à interação com o campo elétrico, a pilha cai em uma camada uniforme perpendicular à superfície a ser revestida, previamente tratada com um adesivo.

Existem também vários usos para limpeza, classificação, filtragem e na medicina para acelerar a cura.

O impacto negativo da eletrificação pode levar a consequências fatais:

1. A ocorrência de faíscas quando objetos carregados entram em contato. Esses casos incluem faíscas na vida cotidiana, que escorregam quando você tira o suéter, quando leva um choque elétrico ao sair do carro. Por exemplo, um avião é eletrificado em vôo, e quando uma escada é trazida até ele, faíscas podem escapar e, por isso, a ignição é possível, portanto, primeiro, a carga é removida do avião. Também são conhecidos casos de ignição de petroleiros devido à eletrificação.
2. O fenômeno leva ao aparecimento de grandes cargas elétricas, elas podem levar a falhas componentes eletrônicos em tecnologia, tanto na produção de tecnologia quanto no processo de operação ou reparar. Isso ocorre devido à descarga da ferramenta na placa de circuito impresso. Portanto, os técnicos de conserto de eletrônicos devem trabalhar com pulseiras elétricas aterradas e ferros de solda aterrados e semelhantes. A moderna base de elemento contém uma série de soluções técnicas para minimizar o efeito da eletrificação em sua operação. Por exemplo, a instalação de diodos Zener em paralelo com o circuito SHUTTER-SOURCE dos transistores de efeito de campo.

Interessante! Há um caso conhecido em que, ao envernizar placas de circuito impresso após a montagem de componentes eletrônicos, foi observada uma grande rejeição, apesar de todos os produtos terem sido testados antes do envernizamento. Surgiu a pergunta: como se livrar do problema de eletrificação? O problema foi resolvido aterrando a pistola de pulverização.

Para consolidar o material, também recomendamos assistir a vídeos úteis sobre o tema:

Explicamos resumidamente o fenômeno da eletrificação dos corpos e contamos em que condições ocorrem os processos de aparecimento de cargas nos objetos. A eletrificação é importante na fabricação e tem muitas aplicações úteis. Infelizmente, se você não fornecer meios para resolver as manifestações negativas, para evitar faíscas desnecessárias em locais com probabilidade de explosões, isso levará a sérios problemas.

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