Statische Elektrizität
Statische Elektrizität bedeutet die Zunahme der elektrischen Ladung auf der Oberfläche von Objekten. Diese elektrische Ladung verbleibt auf einem Objekt, bis es entweder in den Boden fließt oder durch eine Entladung schnell seine Ladung verliert. Ein Ladungsaustausch kann unter Bedingungen stattfinden, z.B. wenn verschiedene Objekte gerieben und getrennt werden. Eine statische Ladung bleibt nur dann bestehen, wenn eine der Oberflächen einen hohen Widerstand gegen den elektrischen Fluss aufweist. Die Auswirkungen der statischen Elektrizität sind den meisten Menschen bekannt, da sie den Funken sehen, fühlen und sogar hören können. Dieser Funke entsteht, wenn die überschüssige Ladung neutralisiert wird. Diese Neutralisierung erfolgt, wenn überschüssige Ladung in einen elektrischen Leiter (zum Beispiel einen Pfad zur Erde) fließt. Ein anderer Ladungsfluss tritt auf, wenn sich ein geladenes Objekt in der Nähe einer Region mit einer Überschussladung entgegengesetzter Polarität (positiv oder negativ) befindet. Das bekannte Phänomen eines statischen "Schocks" wird durch die Neutralisierung der Ladung verursacht.
Blitz, ein Beispiel für statische Entladung
Geschichte
Im griechischen Alter fand Thales statische Elektrizität, als er seinen Bernstein reinigte. Aber zu dieser Zeit wurde dies nicht beachtet und nicht erforscht. Sie wussten einfach, dass das Reiben von etwas eine Zugkraft erzeugt. Ernsthafte Forschungen über statische Elektrizität wurden im 17. Jahrhundert begonnen, als Otto von Guericke den ersten Reibungsgenerator herstellte. Und im 18. Jahrhundert begann Coulomb mit der Erforschung einer festen Menge statischer Elektrizität. Benjamin Franklin assoziierte statische Elektrizität mit Stürmen. 1832 veröffentlichte Michael Faraday die Ergebnisse seines Experiments über die Identität der Elektrizität. Dieser Bericht bewies, dass die mit Hilfe eines Magneten erzeugte Elektrizität, die von einer Batterie erzeugte voltaische Elektrizität und die statische Elektrizität gleich sind. Seit dem Ergebnis von Faraday kann die Geschichte der statischen Elektrizität als das Studium der Elektrizität im Allgemeinen betrachtet werden.
Gebühr
Viele Situationen können statische Elektrizität verursachen.
- Kontakt bewirkt Ladungstrennung:
Die meisten Materialien haben eine einzigartige chemische Anziehungskraft auf Elektronen. Aus diesem Grund kann das Reiben verschiedener Materialien zu einer Ladungstrennung führen. Manchmal kann die Berührung eines Metallgegenstands (z.B. eines Türknaufs), wenn man über einen Teppich läuft und dann einen Metallgegenstand (z.B. einen Türknauf) berührt, einen statischen Aufladungsschock verursachen.
- Druck bewirkt Ladungstrennung:
Ein ausreichend starker Druck bewirkt eine Ladungstrennung in bestimmten Arten von Materialien, wie Kristallen und Keramikmolekülen.
- Wärme bewirkt Ladungstrennung:
Die Erwärmung bestimmter Materialien kann Elektronen Energie verleihen. Durch diese Kraft lösen sich Elektronen von den Atomen. Die Atome, die Elektronen verlieren, werden positiv geladen.
- Ladung macht Ladungstrennung:
Ein geladenes Objekt kann ein neutrales Objekt mit Ladungstrennung machen. Ladungen gleichen Vorzeichens (negativ zu negativ oder positiv mit positiv) stoßen sich gegenseitig ab, und Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen ziehen einander an. Dies bewirkt, dass der Teil des neutralen Objekts, der sich in der Nähe des geladenen Objekts befindet, eine entgegengesetzte Ladung des geladenen Objekts hat. Diese Kraft schwächt sich rasch ab, wenn sich die beiden Objekte voneinander entfernen. Der Effekt tritt am stärksten auf, wenn das neutrale Objekt eine Ladung hat, die sich frei bewegen kann.
Statische Elektrizität kann einen leichten Schock verursachen.
Entlassung
Statische Entladung ist eine überschüssige Ladung, die durch einen Ladungsfluss aus oder in die Umgebung neutralisiert wird. Positive Ladungen erhalten Elektronen aus der Umgebung, und negative Ladungen verlieren ihre Elektronen an die Umgebung.
Das Gefühl eines statischen elektrischen Schocks wird durch die Nervenstimulation verursacht, wenn der neutralisierende Strom durch den menschlichen Körper fließt. Da sich viel Wasser im Körper befindet, reicht die Ladung im Allgemeinen nicht aus, um einen gefährlich hohen Strom zu verursachen. Auch der Blitz ist ein Beispiel für eine statische Entladung. Eine Wolke wird sehr stark aufgeladen, wenn sie mit anderen Wolken zusammenstößt. Sie gibt die überschüssige Ladung an den Boden ab. Aber diese riesige Ladung kommt in der natürlichen Umgebung des Menschen nie vor, es sei denn, er wird vom Blitz getroffen.
Trotz der scheinbar harmlosen Natur der statischen Elektrizität kann es in der Forschung erhebliche Risiken geben, da eine große Ladung die Geräte zerstören kann.
