Elektrifiering av kroppar: definition, villkor för förekomst, tillämpning

Har du märkt att när du tar av dig tröjan eller t-shirten så slår det gnistor och det sprakar? Och när du går ur bilen och får en elektrisk stöt? Detta är statisk elektricitet eller elektrifiering av kroppar. Det uppstår som ett resultat av ackumulering av elektriska laddningar av olika tecken på föremål med deras efterföljande kompensation. I den här artikeln kommer vi kortfattat att överväga detta fenomen, orsakerna till dess förekomst, såväl som tillämpningsmetoder både i vardagen och i industrin.

Definition

Elektrifiering är processen att separera elektriska laddningar och deras ackumulering på vissa platser av föremål och kroppar. Fenomenet uppstår som ett resultat av friktion, kontakt med kroppar eller som ett resultat av elektrostatisk induktion. Med enkla ord, när ett föremål med ett elektriskt fält finns i närheten.

Återkallelse

: inom fysiken särskiljs två sorters laddningar - positiva och negativa, eller protoner och elektroner. Mellan dem uppstår elektriskt fält. Liknande laddningar attraherar och till skillnad från laddningar stöter bort.

Fenomenet observeras på nätaggregat och inte bara. Laddningar samlas på dielektrikum, alla såg detta i experiment som illustrerar fenomenet med ebenholts- och glasstavar, som demonstrerades i fysiklektionerna i skolan.

Till en början är alla atomer, allt som omger oss består av, elektriskt neutrala. Som ett resultat av fenomenet elektrifiering uppstår positiva eller negativa laddningar på ytan av föremål. Låt oss komma ihåg skolupplevelsen: om du gnuggar en ebonitpinne med en ylleduk, efter att friktionen upphört, förblir pinnen laddad. Då sägs kroppen vara elektrifierad.

Under friktion överfördes således elektroner från ett föremål till ett annat. Som ett resultat, efter friktionens upphörande, förblev överskott av elektroner "inte på deras" kroppar och en överskottsladdning erhölls, och den upphörde att vara neutral. Som ett resultat av friktion av pinnen mot ull eller päls bildas en negativ laddning på dess yta.

Villkor för förekomsten av fenomenet och metoder för avgiftsöverföring

Vi berättade hur detta fenomen förklaras i naturen, och låt oss nu titta på hur du kan elektrifiera kroppar. Omedelbart noterar vi att uppfyllandet av alla villkor är valfritt - elektrifiering kan inträffa av en eller annan anledning, vi delar upp dem i två huvudgrupper:

Den första är mekanisk interaktion. Under friktion är avståndet mellan föremål jämförbart med avståndet mellan molekylerna i det. Eftersom elektronerna i en av kropparna är svagare bundna till kärnan går de över för att "rymma" till en annan kropp. Påverkan och kontakt är andra metoder för elektrifiering.

Den andra gruppen är elektrifiering genom påverkan, det vill säga fenomenet observeras när yttre krafter appliceras på kroppen, inklusive:

• Elektriskt fält. Som ett resultat av fältets verkan på ledaren uppstår laddningar på dess yta, och ju mindre ytans böjningsradie är, desto fler laddningar kommer att ackumuleras här. Så på spetsen kommer det att finnas flest avgifter, vi diskuterade denna fråga mer i detalj i artikeln https://samelectrik.ru/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html och här https://samelectrik.ru/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html

• Ljusexponering. Upptäckt av professor A.G. Stoletov 1888, är att när den exponeras för ljus på zink, aluminium, cesium, natrium, bly, kalium och andra metaller de förlorar elektroner och blir laddade positivt.
• Värme. När metallen värms upp får elektronerna tillräckligt med energi för att lämna metallen, som ett resultat får den en positiv laddning.
• Kemisk reaktion. I närvaro av två elektroder gjorda av olika metaller uppstår redoxreaktioner, som ett resultat blir en av dem positivt laddad och den andra - negativt. Vi övervägde detta mer i detalj i artikeln om anod och katod.
• Under press. I piezoelektrik (kvarts, Rochelle-salt, ammoniumfosfat), under mekanisk verkan (kompression eller spänning), bildas positiva och negativa laddningar på ytorna.

Dessa är huvudtyperna av elektrifiering.

Vilka fysikens lagar är förknippade med elektrifiering

Fenomenet elektrifiering är förknippat med sådana fysiska lagar som:

• Coulombs lag. Beskriver kraften med vilken laddningar samverkar. På så sätt kan man avgöra hur starkt elektrifierade kroppar attraheras av varandra.
• Avgiftsvårdslagen. Den säger att den algebraiska summan av laddningar i ett slutet system är oförändrad. Detta tyder på att överskottsladdningar på elektrifierade föremål inte dyker upp från ingenstans, utan går från kropp till kropp.

Vi har redan övervägt dessa lagar, du kan ta reda på mer i de relevanta artiklarna som vi har hänvisat till.

Tillämpning i praktiken

Fenomenet elektrifiering har både positiva och negativa manifestationer. Exempel på positiva tillämpningar:

1. Användningen av elektrostatiska dammfilter för luftrening i ventilationssystem på jobbet och hemma. Det är särskilt viktigt om det genereras mycket damm under produktionsprocessen.
2. Målning av bilar och andra metallprodukter. Med hjälp av elektrostatiska sprutor är det möjligt att ladda lacken negativt, bilkarossen är jordad. Som ett resultat dras färgpartiklar till bilens karossdelar. Färgkvaliteten förbättras och färgförbrukningen minskar.
3. Elektrostatisk rökning av kött och fisk kan avsevärt påskynda rökprocessen.
4. Skapande av konstgjord päls eller dekorativa fleecy beläggningar. Fin lugg förs genom nätet, på grund av interaktion med det elektriska fältet faller luggen i ett jämnt lager vinkelrätt mot ytan som ska beläggas, tidigare behandlad med ett lim.

Det finns också ett antal användningsområden för rengöring, sortering, filtrering och inom medicin för att påskynda läkningen.

Den negativa effekten av elektrifiering kan leda till ödesdigra konsekvenser:

1. Förekomsten av gnistor när laddade föremål kommer i kontakt. Sådana fall inkluderar gnistor i vardagen, som glider när du tar av dig tröjan, när du får en elektrisk stöt när du går ur bilen. Till exempel är ett flygplan elektrifierat under flygning, och när en stege förs upp till det kan gnistor slinka igenom, och på grund av detta är antändning möjlig, därför tas först laddningen bort från flygplanet. Det finns även kända fall av antändning av oljetankfartyg på grund av elektrifiering.
2. Fenomenet leder till uppkomsten av stora elektriska laddningar, de kan leda till fel elektroniska komponenter i teknik, både vid tillverkning av teknik och i drift eller reparera. Detta beror på att verktyget släpps ut på kretskortet. Därför bör elektronikreparatörer arbeta med jordade elektriska armband och jordade lödkolvar och liknande. Den moderna elementbasen innehåller ett antal tekniska lösningar för att minimera effekten av elektrifiering på deras drift. Till exempel installation av Zener-dioder parallellt med SHUTTER-SOURCE-kretsen för fälteffekttransistorer.

Intressant! Det finns ett känt fall när man vid lackering av kretskort efter montering av elektroniska komponenter observerade ett stort avslag, trots att alla produkter testades före lackering. Frågan uppstod: hur blir man av med elektrifieringsproblemet? Problemet löstes genom att sprutpistolen jordades.

För att konsolidera materialet rekommenderar vi också att du tittar på användbara videor om ämnet:

Vi förklarade kort fenomenet med elektrifiering av kroppar och berättade under vilka förhållanden processerna för uppkomsten av laddningar på föremål inträffar. Elektrifiering är viktigt i tillverkningen och har många användbara tillämpningar. Tyvärr, om du inte tillhandahåller sätt att lösa negativa manifestationer, för att förhindra onödiga gnistor på platser med sannolikhet för explosioner, kommer det att leda till allvarliga problem.

Relaterat material:

• Vad är statisk elektricitet
• Elektrisk skyddsutrustning i elinstallationer upp till 1000V
• Hur du skyddar dig mot elektromagnetisk strålning