Статическое электричество простыми словами: СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — это… Что такое СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО?

Содержание

Что такое статическое электричество — Лайфхакер

Откуда берётся статическое электричество

Мир состоит из атомов. Это крошечные частицы, из которых построено наше тело, джинсы на ногах, сиденье в авто под пятой точкой и смартфон с Лайфхакером на экране.

Внутри атомов есть более мелкие элементы: ядро из протонов и нейтронов, а также электроны, которые вращаются вокруг него. Протоны заряжены со знаком плюс, электроны — со знаком минус.

Обычно у атома одинаковое число таких плюсов и минусов, поэтому у него нулевой заряд. Но иногда электроны покидают орбиты и притягиваются к другим атомам. Чаще всего это происходит в результате трения.

Движение электронов от одного атома к другому создаёт энергию, которую называют электричеством. Если направить её через провод или другой проводник, получится электрический ток. Его работу вы наглядно видите, когда заряжаете смартфон по кабелю.

Со статическим электричеством всё иначе. Оно «ленивое», не течёт и будто отдыхает на поверхности. У предмета появляется положительный заряд, если ему не хватает электронов, и отрицательный, когда они в избытке.

Как проявляется статическое электричество

1. Электрический разряд

Если надеть на ноги чистые сухие носки из шерсти и пошаркать ими по нейлоновому ковру, можно получить электрический разряд.

Во время трения электроны будут перепрыгивать с носков на ковёр и наоборот. В итоге они получат противоположный заряд и захотят уравновесить число электронов.

Если разница в их количестве достаточно большая, вы получите видимую искру, как только снова прикоснётесь носками к ковру.

2. Притягивание предметов

Если расчесать волосы пластиковой расчёской, она получит заряд статического электричества.

После этого она начнёт притягивать небольшие кусочки бумаги, пытаясь избавиться от дефицита или избытка электронов за их счёт.

3. Отталкивание предметов

Если натереть лист бумаги шерстяным шарфом, он получит статический заряд.

Когда вы попытаетесь согнуть бумагу, половинки начнут отталкиваться друг от друга именно из-за дисбаланса электронов.

Чем может быть опасно статическое электричество

Это явление способно привести к ряду опасных последствий.

1. Воспламенение

Статическое электричество может стать причиной пожара там, где используются легковоспламеняющиеся материалы — например, на полиграфических предприятиях.

На таком производстве много чернил и бумаги, которые быстро загораются. Они трутся об оборудование во время печати, возникает статическое электричество, появляется искра и начинается пожар .

2. Производственные нарушения

От статического электричества особенно страдают предприятия, которые производят пластмассу или текстиль.

Когда эти материалы положительно или отрицательно заряжены, они могут притягиваться или отталкиваться от рабочей поверхности.

Это нарушает процесс производства, поэтому предприятия используют ионизаторы воздуха, которые помогают предотвратить возникновение заряда.

3. Удар молнии

Во время перемещения воздушных потоков, которые насыщены водяными парами, возникает статическое электричество.

Оно создаёт грозовые облака с разным зарядом, которые разряжаются друг о друга или об озоновый слой. Так получаются молнии.

Молнии бьют в высокие здания, деревья и землю и становятся причиной поломок оборудования.

Как избежать появления статического электричества

1. Повышайте влажность

Сухой воздух в помещении — лучший друг статического электричества. Но оно практически не проявляется, если влажность превышает 85%.

Чтобы повысить этот показатель, регулярно проводите влажную уборку и используйте увлажнители воздуха.

Когда включено отопление, на батарею можно положить мокрую ткань, чтобы вода испарялась и делала воздух менее сухим.

2. Применяйте натуральные материалы

Большинство натуральных материалов сохраняют влагу, синтетические — нет. Поэтому первые меньше вторых подвержены возникновению статического электричества.

Если расчёсывать волосы пластиковой расчёской, они получат статический заряд и начнут разлетаться друг от друга, портя причёску. Этого можно избежать, используя аксессуары из дерева.

Такая же история с обувью на резиновой подошве. Она провоцирует создание статического электричества на теле. Но стельки из натуральных материалов нивелируют его эффект.

Футболки из хлопка, одежда из других натуральных тканей не создают статическое электричество. Искусственный свитер — наоборот.

3. Используйте заземление

С помощью него статическое электричество можно отвести в землю. Это касается не только громоотводов, которые перенаправляют заряд молний, но и работы с электрическим оборудованием.

Когда профессиональный мастер раскрывает ноутбук, чтобы почистить его от пыли, он обязательно использует специальный шнур заземления, закреплённый на руке, — антистатический браслет.

Антистатический браслет / aliexpress.com

Он нужен, чтобы избежать попадания разряда статического электричества от рук на микросхемы. Иначе он повредит их, и через время компьютер может выйти из строя.

Читайте также 🧐

Что такое статическое электричество?

Все вещества состоят из крошечных частичек, которые называются атомами. Внутри атома находятся еще более мелкие частички – электроны, вращающиеся вокруг ядра, которое состоит из протонов и нейтронов. Электрон имеет отрицательный заряд, а протон положительный.

Обычно у атома равное количество отрицательных и положительных зарядов, благодаря чему атом является нейтральным, т. е. незаряженным. Но иногда электроны покидают свои орбиты, их притягивают другие атомы, имеющие положительный заряд из-за потери электрона.

Движение или поток электронов от одного атома к другому порождает форму энергии, которая называется электричеством. Когда электроны под действием силы движутся через проводник, например провод, поток энергии, который они создают, называется электрическим током. Работу такого электричества мы видим, когда включаем свет или смотрим передачу по телевизору.

Статическое электричество – это форма электричества, которое не течет, – это «отдыхающее» электричество. Предметы имеют положительный электрический заряд, когда у некоторых их атомов неполный комплект электронов, и отрицательный заряд, когда часть их атомов имеет больше электронов, чем должно быть.

Статическое электричество легко получить, если потереть один о другой два предмета (сделанные из определенных материалов): при этом электроны с одного предмета переходят на другой, в результате чего один предмет приобретает положительный заряд, а другой отрицательный.

Положительно и отрицательно заряженные объекты притягиваются друг к другу, как магнит, – поскольку один из них желает сбросить лишние электроны, а другой, наоборот, получить их. Когда статическое электричество становится достаточно мощным, электроны перескакивают с одного предмета на другой в таком количестве, что это порождает видимую электрическую искру (электрический разряд).

А если одним из объектов, между которыми перескакивают электроны, являетесь вы, то вы почувствуете легкий «удар». (Свободные электроны могут присоединяться к атомам на поверхности вашей кожи.) Молния, между прочим, представляет собой гигантскую электрическую искру, электрический разряд в результате накапливания статического электричества в туче во время грозы.

Статическое электричество: опасность и меры защиты. Часть 1

Интенсивность возникновения зарядов в технологическом оборудовании определяется физико-химическими свойствами перерабатываемых веществ и материалов, из которых изготовлено оборудование, а также параметрами технологического процесса.

В случае разности потенциалов 300 В искровой разряд способен воспламенить почти все горючие газы, а когда разность потенциалов достигнет 5000 В, то и большую часть горючих пылей.

Так, например, при движении приводного ремня со скоростью 15 м/с разряд может достичь 80 кВ (при движении прорезиненной ленты транспортера — до 45 кВ, протекании бензина по стальным трубам — до 3,6 кВ). При движении автомобиля по бетонной дороге — до 3 кВ (вследствие скольжения колес и ударов частиц песка и гравия о металлические части кузова).

Искра, возникшая из-за разряда статического электричества, явилась, возможно, тем последним доводом, который окончательно склонил чашу весов в пользу самолетов в их споре с дирижаблями за господство в воздухе в конце 30-х годов прошлого века. Во всяком случае, попытки использования дирижаблей в качестве пассажирского воздушного транспорта прекратились как раз после гибели гигантского дирижабля от пожара, вызванного электрическим разрядом (г. Нью-Йорк, 1937 г.). Однако и самолеты подвержены воздействию статического электричества, возникающего на них в результате взаимодействия с жидкими и твердыми частицами облаков и осадков.

С увеличением скорости самолетов острота данной проблемы только возрастала: выяснилось, что ток, заряжающий самолет при полете в облаках и осадках, растет с увеличением скорости значительно сильнее, чем разряжающий ток. На самолетах наблюдались электрические разряды разных форм и связанные с этим явлением электромагнитные помехи и повреждения элементов конструкции. При заряжении самолета статическим электричеством резко возросла опасность поражения его молнией. По имеющимся оценкам, вероятность прямого поражения самолета молнией во время полета в грозовом облаке составляет 10-4, т.е. из 10000 пролетов через облако молния в одном случае почти всегда попадает в самолет.

Когда самолет электрически заряжен, эта вероятность на два порядка выше: один случай поражения молнией приходится уже на 100 пролетов через облако. Заряженный самолет, таким образом, инициирует молнию, вызывая разряд атмосферного электричества на себя. Это не удивительно, если учесть, что потенциал самолета относительно окружающей среды может достигать полутора миллионов вольт!

Также известны случаи, когда по причине электростатических разрядов происходили серьезные аварии и пожары на технологических установках нефтепереработки, резервуарах и емкостях с горючими жидкостями и газами (Россия, Япония), отмечались жалобы персонала на неприятные ощущения и ухудшение самочувствия в работе.

 

Защита от статического электричества

 

В каждой организации в соответствующие технологические инструкции или инструкции по охране труда, видам работ и пожарной безопасности должны быть включены пункты по защите от статического электричества и эксплуатации устройства защиты от статического электричества.

Опасность действия статического электричества должна устраняться специальными мерами, которые создают утечку электростатических зарядов, предотвращающих накопление энергии заряда выше уровня 0,4 А/мин, или создают условия, исключающие возможность образования взрывоопасной концентрации взрывоопасной смеси (например, вытеснение горючей смет инертным газом).

Что такое статическое электричество? И как избавиться от этого

Многие из вас помнят классический эксперимент в классе; взорвать воздушный шар, втирать его в предмет одежды и положить его на голову. Результат? Ваши волосы будут стоять дыбом.

Это статическое электричество в действии. Но что такое статическое электричество и почему оно опасно для вашей электроники?

Что такое электричество?

Все вокруг нас во вселенной состоит из атомов. Строительные блоки нашего мира, элементы, показывают известные конфигурации атомов. Все известные в настоящее время элементы перечислены в Периодической таблице, которая является одним из основных предметов в средней школе по химии.

Атом состоит из трех частей; протоны, нейтроны и электроны. Протон несет положительный заряд, электрон несет отрицательный заряд, а нейтрон не имеет заряда. Электричество — это наличие или поток заряженных частиц — протона или электрона.

Мы регулярно испытываем электричество в материалах из металла. Это потому, что они являются проводниками; материалы, которые позволяют свободный поток электронов. Поток этих отрицательно заряженных электронов известен как электрический ток.

Что вызывает статическое электричество?

Не все материалы являются проводниками. Вот почему некоторые материалы лучше использовать в электрических настройках. Резина, например, является изолятором и не допускает движения электронов. С другой стороны, металл, как алюминий.

Ранее упомянутый баллонный эксперимент является наглядным способом показать, как даже изоляторы могут переносить электрический заряд. Атом не заряжен электрически, так как протоны, нейтроны и электроны поддерживают общий заряд нейтральным.

Однако каждый материал содержит различное количество атомов. Когда два изолятора натираются друг с другом, они могут либо потерять, либо получить электроны, чтобы стать положительно или отрицательно заряженными. В случае нашего воздушного шара одежда становится положительно заряженной, а воздушный шар — отрицательно.

Поскольку материал является изолятором, заряд не может проходить через материал. Другими словами, заряд является статическим. Когда вы идете, чтобы коснуться воздушного шара, заряд проходит через вас на землю, что приводит к шоку. Это статическое электричество.

Примеры статического электричества

Кредит изображения: Syda_Productions / DepositPhotos

Мы сталкиваемся со статическим электричеством довольно часто в нашей повседневной жизни, даже если мы не всегда замечаем это. Вы когда-нибудь гуляли по ковровому полу, а затем дотрагивались до металлического предмета, как дверная ручка, только чтобы получить небольшой шок? Это статическое электричество в действии.

Тогда бывают случаи, когда вы стирали белье, только чтобы вынуть стирку из сушилки, чтобы все это слипалось. Особенно это касается синтетических шерстяных джемперов. Эти типы одежды также генерируют статическое электричество, когда пластиковый объект проходит через них или вдоль них.

Казалось бы, приведенные выше примеры делают статическое электричество относительно безвредной проблемой. Однако есть и другие заметные примеры статического электричества, которые показывают его полный эффект. Например, молния вызвана тем, что облака трутся друг о друга, генерируя статическое электричество.

Если вы когда-нибудь отправлялись заправлять свой автомобиль на заправочной станции, вы заметили на вашем транспортном средстве и на газовом счетчике знаки, указывающие на то, что вы должны учитывать статическое электричество. Сопло обычно изготавливается из металла, а окружающие материалы — нет. Когда форсунка попадает в вашу машину, она трется о другие материалы, что делает ее подверженной накоплению статического электричества.

Опасности статического электричества

Кредит изображения: vilaxlt / DepositPhotos

В случае заправки насос и форсунка заземлены, что позволяет нейтрализовать статическое электричество. Однако, если бы это было не так, статическое электричество могло бы прыгнуть между форсункой и автомобилем. Эта передача создает искру, которая может воспламенить газ.

Этот пример показывает непреднамеренные последствия статического электричества. Современная электроника представляет собой сложные элементы, часто изготовленные из проводящих материалов, чтобы обеспечить протекание электрического тока. Передача статического электричества от изолятора к проводнику называется электростатическим разрядом (ESD).

Электрические цепи сделаны из множества различных материалов, часто с высокой точностью изготавливаемых в невероятно малых масштабах. Если произойдет ОУР, нанесенный ущерб почти наверняка не будет виден. Сначала это может даже не быть очевидным, в зависимости от того, какая часть схемы была повреждена. Это особенно сложно, если вы хотите создать свой собственный ПК. собрать свой собственный ПК. , так как у вас не будет предыдущей работы, чтобы судить против.

Однако ОУР почти наверняка что-то повредило. Эффект этого может быть заметен только при странном поведении, таком как случайные перезагрузки или несовместимая производительность. Поскольку вы не можете визуально осмотреть компоненты на наличие повреждений, вы никогда не сможете определить причину этих, казалось бы, случайных ошибок.

Вот почему вы иногда слышите, как некоторые люди говорят, что они работали с электрическими компонентами и оборудованием без защиты от электростатического разряда и не имели проблем. Это не потому, что их не было; только то, что они не заметили их в то время.

Три способа избавиться от статического электричества

Не существует надежного способа избавиться от статического электричества. Все материалы, даже наши тела, могут генерировать заряд. Ключ должен минимизировать риски статического электричества и электростатического разряда, особенно при работе с компьютерным оборудованием и электрическими компонентами.

Заземление является одним из наиболее эффективных методов предотвращения ОУР. Этот метод, также известный как заземление, обеспечивает прямое соединение с землей, позволяя току течь к земле вместо других материалов. Все электроприборы используют заземление в сочетании с изоляционными материалами, чтобы избежать электрического тока при каждом их использовании.

Чтобы заземлить себя при работе с электронными компонентами, вам нужен только антистатический браслет. Эти недорогие браслеты скользят вокруг вашего запястья и прикрепляются к подходящему проводнику. Если вы произвели статическое электричество, проводящий браслет обеспечивает выход для заряда.

1. антистатический ремешок на руку Rosewill

Ремешок, подобный антистатическому браслету Rosewill , не сломает банк, но может сэкономить сотни долларов на поврежденном электрическом оборудовании. Прежде чем прикасаться к каким-либо компонентам, наденьте ремешок на запястье и прикрепите зажим аллигатора к металлической поверхности корпуса компьютера.

2. Статическая гвардия 12-Pack

Вы также можете минимизировать накопление статического электричества, выбрав соответствующую одежду или используя антистатический спрей, такой как Static Guard .

3. LJY Набор из 75 антистатических пакетов

Другие продукты предназначены для предотвращения передачи статического электричества от вашего тела, но сами компоненты также нуждаются в защите при транспортировке. Лучший способ сделать это — использовать антистатическую сумку. Хорошим выбором здесь будет набор из 75 антистатических сумок LJY . Есть 25 пакетов каждого из трех размеров, что делает их идеальными для целого ряда компонентов.

Понимание статического электричества

Статическое электричество — сложная и сложная задача, когда речь идет о наших современных электронных устройствах. Один неподходящий статический электрический заряд может поставить на колени даже самые сложные механизмы.

Перед тем, как приступить к любым электрическим проектам DIY или компьютерным обновлениям, вы должны быть уверены, что защищены. Только тогда вы сможете начать думать о том, что делать со своими старыми модулями ОЗУ , или как убрать пыль с вашего шумного PS4 убрать пыль с вашего шумного PS4 убрать пыль с вашего шумного PS4

Кредит изображения: amphoto / Depositphotos

Что такое электромагнитные поля?

Электромагнитные поля дома

Уровни фонового электромагнитного излучения от передающих или распределительных электросетевых объектов

Электричество передается на большие расстояния по высоковольтным линиям. Трансформаторы снижают такое высокое напряжение в сети до требуемого уровня для распределения электроэнергии на местах – в домах и на предприятиях. Передающие и распределительные электросетевые объекты, а также бытовая электропроводка и электроприборы создают в домах фоновый уровень электрических и магнитных полей промышленной частоты. Если дома не расположены вблизи линий электропередач (ЛЭП), фоновый уровень может доходить примерно до 0. 2 микротесл. Непосредственно под ЛЭП поля гораздо сильнее. Индукция магнитного поля на уровне земли может достигать нескольких микротесл. Уровни электрических полей непосредственно под ЛЭП могут доходить до 10 кВ/м. Однако поля (как электрические, так и магнитные) по мере удаления от ЛЭП ослабевают. На расстоянии 50-100 метров уровни полей, обычно, такие же, как те, которые наблюдаются на удаленных от высоковольтных ЛЭП территориях. К тому же, стены зданий значительно снижают уровни электрических полей в сравнении с уровнями вне домов в той же местности.

Электробытовые приборы

Самые сильные электрические поля промышленной частоты в окружающей среде обычно встречаются непосредственно под высоковольтными ЛЭП. Напротив, самые сильные магнитные поля промышленной частоты обычно наблюдаются в непосредственной близости от двигателей и других электроприборов, а также специализированного оборудования, например магнитно-резонансных томографов, используемых для диагностической визуализации в медицине.

Обычные значения силы электрических полей вблизи бытовых электроприборов (на расстоянии 30 см от них
(Источник: Федеральное ведомство по радиационной защите, Германия, 1999 г.)

Электробытовой приборСила электрического поля (В/м)
Стерео-проигрыватель180
Утюг120
Холодильник120
Миксер100
Тостер80
Фен для волос80
Цветной телевизор60
Кофейная машина60
Пылесос50
Электропечь8
Лампочка5
  
Установленное пороговое значение5000

Многие люди удивляются, когда узнают о существовании магнитных полей самого разного уровня рядом с различными бытовыми приборами. Сила этих полей не зависит от размера, сложности, мощности таких приборов или уровня шума от них. Более того, сила магнитных полей может очень сильно различаться, даже если речь идет о вроде бы похожих приборах. Например, одни фены для волос окружены очень сильным полем, а другие вряд ли вообще создают какое-либо магнитное поле. Такая разница в отношении силы магнитных полей объясняется дизайном изделия.

В приведенной ниже таблице указаны обычные значения силы поля для ряда электроприборов, широко используемых дома и на рабочем месте. Измерения производились в Германии, при этом во всех приборах использовался ток с частотой 50 Гц. Следует отметить, что фактические уровни воздействия значительно различаются в зависимости от модели прибора и расстояния от него.

Обычные значения силы магнитных полей вокруг бытовых электроприборов (в зависимости от расстояния от них)

Электробытовой прибор

На расстоянии 3 см (микротесла)

На расстоянии 30 см (микротесла)

На расстоянии 1 м (микротесла)

Фен для волос

6 – 2000

0. 01 – 7

0.01 – 0.03

Электробритва

15 – 1500

0.08 – 9

0.01 – 0.03

Пылесос

200 – 800

2 – 20

0.13 – 2

Флюоресцентный осветительный прибор

40 – 400

0.5 – 2

0.02 – 0.25

Микроволновая печь

73 – 200

4 – 8

0. 25 – 0.6

Портативный радиоприемник

16 – 56

1

< 0.01

Электропечь

1 – 50

0.15 – 0.5

0.01 – 0.04

Стиральная машина

0.8 – 50

0.15 – 3

0.01 – 0.15

Утюг

8 – 30

0.12 – 0.3

0.01 – 0. 03

Посудомоечная машина

3.5 – 20

0.6 – 3

0.07 – 0.3

Компьютер

0.5 – 30

< 0.01

 

Холодильник

0.5 – 1.7

0.01 – 0.25

<0.01

Цветной телевизор

2.5 — 50

0.04 – 2

0.01 – 0.15

Для большинства бытовых электроприборов сила магнитного поля на расстоянии 30 см от них значительно ниже установленного для населения порогового значения в 100 микротесл.

(Источник: Федеральное ведомство по радиационной защите, Германия, 1999 г.). Нормальная дистанция для работы с прибором выделена жирным шрифтом.

Таблица иллюстрирует две основные мысли: во-первых, сила магнитного поля вокруг всех приборов стремительно уменьшается по мере того, как вы удаляетесь от них; во-вторых, большинство бытовых приборов работает не слишком близко от человека. На расстоянии 30 см уровень магнитные поля вокруг большинства бытовых приборов более чем в 100 раз ниже установленного для обычного населения порогового значения в 100 микротесл при частоте электрического тока в 50 Гц (и 83 микротесл при частоте тока в 60 Гц).

Телевизоры и компьютерные мониторы

В основе работы компьютерных мониторов и телевизоров лежат одни и те же принципы. И те и другие продуцируют статические электрические поля и переменные электрические и магнитные поля разных частот. Однако, жидко-кристаллические мониторы некоторых ноутбуков и настольных ПК не создают значительные электрические и магнитные поля. Мониторы современных компьютеров созданы из проводящих материалов, что снижает статическое поле вокруг монитора до уровней, сопоставимых с нормальным фоновым уровнем в доме или на рабочем месте. Если человек работает на правильном расстоянии (30-50 см) от монитора, уровень индукции переменного магнитного поля (промышленной частоты) обычно ниже 0,7 микротесл. Сила переменных электрических полей при работе на том же расстоянии от монитора находится в интервале от менее 1 В/м до 10 В/м.

Микроволновые печи

Бытовые микроволновые печи отличаются большой мощностью. Однако, надежный защитный экран снижает возможную утечку микроволнового излучения за пределы печи до практически неопределяемого уровня. Кроме того, уровень утечки стремительно снижается по мере удаления пользователя от печи. Во многих странах существуют промышленные стандарты, конкретно указывающие предельно допустимые уровни утечки для новых печей. Если печь соответствует этим стандартам, она не представляет никакой угрозы для потребителя.

Переносные телефоны

Для работы переносных телефонов требуется гораздо менее интенсивное поле, чем для мобильных телефонов. Это связано с тем, что они используются совсем близко от своей базы, а значит, нет необходимости в сильном поле, как это было бы в случае передачи сигнала на большое расстояние. Соответственно, радиочастотные поля вокруг этих телефонов совсем незначительны.

Электромагнитные поля в окружающей среде

Радар

Радары используются для навигации, составления прогноза погоды, в военных целях, а также для выполнения множества других задач. Они посылают пульсирующие микроволновые сигналы. Пиковая мощность сигнала может быть высокой, между тем как средняя мощность может быть низкой. Многие радары вращаются или движутся вверх и вниз, что уменьшает среднее значение плотности мощности поля, которое воздействует на людей вблизи радара. Даже в отношении высокомощных, не вращающихся военных радарных установок действуют ограничения по уровню воздействия: он должен быть ниже установленного порогового значения в местах, доступных для населения.

Системы безопасности

Системы защиты от краж в магазинах основаны на использовании специальных датчиков, закрепляемых на товарах, которые считываются электрическими контурами на выходе. Когда покупка осуществлена должным образом, эти датчики снимают или полностью деактивируют. Электромагнитные поля вокруг контуров обычно не превышают рекомендуемые уровни допустимого воздействия. Системы управления доступом, работают по тому же принципу: датчик встроен в брелок для ключей, либо в пропуск. Системы безопасности в библиотеках используют специальные этикетки-датчики, которые деактивируются при выдаче книги читателю и вновь активируются, когда книга возвращается. Металло-детекторы и системы безопасности в аэропортах создают сильное магнитное поле (до 100 микротесл), которое реагирует на металлические предметы. Вблизи рамки детектора сила магнитного поля может приближаться к установленному пороговому уровню, а иногда и превышать его. Тем не менее, это не создает угрозу для здоровья, о чем будет сказано в разделе, посвященном руководящим принципам по допустимым уровням воздействия (см. «Опасны ли уровни воздействия выше установленных пороговых значений?»).

Электропоезда и трамваи

Поезда дальнего следования имеют один или несколько моторных отсеков, расположенных в отдельных вагонах. Таким образом, пассажиры испытывают воздействие полей в основном от электричества, подаваемого в поезд. Магнитные поля в пассажирских вагонах поездов дальнего следования могут достигать нескольких сотен микротесл на уровне пола и более низких значений (десятков микротесл) в других местах в купе. Сила электрического поля может достигать 300 В/м. Люди, живущие вблизи железнодорожных путей, могут испытывать воздействие магнитных полей от линий электропроводов над полотном железной дороги, причем сила этих полей, в зависимости от каждой конкретной страны, может быть сопоставима с силой полей вокруг высоковольтных ЛЭП.

Двигатели и тяговое оборудование поездов и трамваев обычно располагается внизу, под пассажирскими вагонами. На уровне пола интенсивность магнитного поля может достигать десятков микротесл (на тех участках пола, которые находятся прямо над двигателем). Однако, чем выше от пола, тем быстрее уменьшается интенсивность поля, и его воздействие на верхнюю часть туловища пассажиров значительно слабее.

Телевидение и радио

Когда вы у себя дома слушаете радио и ищете нужную вам станцию, задавались ли вы когда-нибудь вопросом, что могут означать хорошо знакомые вам сокращения АМ и FM? Радиосигналы могут быть амплитудно-модулированными (АМ) или частотно-модулированными (FM). Все зависит от того, как они переносят информацию. Радиосигналы АМ могут использоваться для вещания на очень большие расстояния, в то время как FM волны охватывают более ограниченные пространства, но при этом обеспечивают звук лучшего качества.

АМ радиосигналы передаются при помощи сложной системы антенн, которые могут достигать десятков метров в высоту и располагаться в местах, не доступных обычному населению. Уровни воздействия в непосредственной близости от антенн и кабелей питания могут быть высокими, но с ними приходится иметь дело обслуживающему персоналу, а не обычному населению.

Телевизионные антенны и антенны для FM радиосигналов гораздо меньше по размеру, чем антенны для АМ радиосигналов, и устанавливаются они как система направленных антенн на самом верху высоких башен. Причем башни являются лишь поддерживающей конструкцией. Поскольку уровень воздействия у самого основания таких башен ниже установленных пороговых значений, доступ обычного населения в места, где находятся такие башни, не запрещен. Небольшие ТВ- и радиоантенны местного значения иногда устанавливаются на крышах зданий; в этом случае не исключается необходимость контролировать доступ на крышу.

Мобильные телефоны и их базовые станции

Мобильные телефоны дают нам возможность всегда быть на связи с другими людьми. Эти приборы низкой мощности, испускающие и принимающие радиоволновые сигналы от сети стационарных базовых станций малой мощности. Каждая базовая станция мобильной связи обеспечивает охват определенной территории. В зависимости от потока обрабатываемых звонков, базовые станции могут находиться на расстоянии от всего лишь нескольких сотен метров (в крупных городах) до нескольких километров (в сельской местности) друг от друга.

Базовые станции мобильной связи обычно устанавливают на крыше зданий или башен, на высоте от 15 до 50 метров. Уровни прохождения сигналов от конкретной базовой станции непостоянны и зависят от количества звонков и расстояния, на котором звонящий абонент находится от базовой станции. Антенны излучают очень узкий пучок радиоволн, который далее распространяется почти параллельно земле. Поэтому радиочастотные поля на уровне земли и на территориях, обычно доступных для населения, во много раз ниже уровней, представляющих опасность.

Рекомендуемые пороговые значения были бы превышены лишь в том случае, если бы человек оказался прямо перед системой антенн на расстоянии одного-двух метров. До того, как мобильные телефоны стали широко использоваться, население в основном испытывало воздействие радиочастотного излучения от радио- и ТВ-станций. Но и сегодня, с появлением мобильных телефонов, башни, на которых расположены базовые станции мобильной связи, сами по себе крайне мало усугубляют общее воздействие на наш организм, поскольку сила сигналов в местах, доступных для населения, обычно такая же или даже ниже, чем сила сигналов от радио- и ТВ-станций, расположенных на значительном удалении от этих мест.

Однако на самого пользователя мобильного телефона воздействуют радиочастотные поля более высокого уровня, чем те, которые обычно присутствуют в окружающей нас среде. Разговаривая по мобильному телефону, мы держим его очень близко к голове. Именно поэтому, вместо того, чтобы отслеживать эффект нагревания тканей во всем организме, следует определить распределение поглощенной энергии в голове пользователя телефона. В результате сложного компьютерного моделирования и проведения оценок с использованием моделей головы человека, сделан вывод о том, что, по всей видимости, уровень энергии, поглощенной при использовании мобильного телефона, не превышает установленных на сегодня пороговых значений.

Вызывают обеспокоенность и другие, так называемые «нетермальные» последствия воздействия частот мобильных телефонов. Есть различные предположения в отношении едва заметных эффектов для клеток, которые могут повлиять на развитие раковых заболеваний. Также высказываются гипотезы о возможных эффектах для тканей, раздражаемых под воздействием электричества, и о том, что это может повлиять на функцию мозга и нервных тканей. Тем не менее, все имеющиеся на данный момент фактические данные не подтверждают наличия каких-либо пагубных последствий для здоровья человека от использования мобильных телефонов.

Магнитные поля в повседневной жизни: действительно ли они такие сильные?

В последние годы национальными органами власти различных стран были проведены многочисленные оценки для определения уровней ЭМП в среде обитания человека. Ни одно из этих обследований не пришло к выводу о том, что уровни полей могут вызвать неблагоприятные последствия для здоровья.

Недавно Федеральное ведомство по радиационной защите (Германия) сделало оценку повседневного воздействия магнитных полей с привлечением к обследованию примерно 2 000 человек. Оценка проведена как в отношении представителей ряда профессий, так и обычного населения. Всем участникам обследования были выданы персональные дозиметры для измерения уровней воздействия 24 часа в сутки. Полученные данные различались весьма значительно, но средний уровень в день составлял 0,10 микротесл. Это значение в тысячу раз меньше, чем предельно допустимое значение в 100 микротесл для обычного населения и в 5 тысяч раз ниже, чем предельное допустимое значение в 500 микротесл для людей определенных профессий. Более того, при исследовании воздействия полей на людей, живущих в центральной части городов, было обнаружено, что, с точки зрения воздействия полей, нет существенной разницы между проживанием в сельской и городской местности. Даже уровни воздействия на людей, живущих в непосредственной близости от высоковольтных ЛЭП, лишь незначительно отличаются от средних уровней воздействия на обычное население.

Основные положения

  • Фоновые уровни ЭМП в доме в основном создаются передающими и распределительными электросетевыми объектами или бытовыми электроприборами.
  • Электроприборы сильно различаются с точки зрения силы генерируемых ими полей. По мере удаления от приборов уровни как электрических, так и магнитных полей стремительно снижаются. В любом случае, уровни полей вокруг бытовых электроприборов обычно гораздо ниже установленных пороговых значений.
  • Уровни электрических и магнитных полей от телевизоров и компьютерных мониторов (при соблюдении пользователем правильной дистанции от них) в сотни тысяч раз ниже установленных пороговых значений.
  • Микроволновые печи, отвечающие стандартам качества, не представляют опасности для здоровья.
  • Пока действуют ограничения в отношении доступа населения непосредственно к радарным установкам, радиоантеннам и базовым станциям мобильной связи, установленные предельные уровни воздействия радиочастотных полей не будут превышены.
  • Пользователи мобильных телефонов испытывают воздействие полей таких уровней, которые значительно превышают любые значения, регистрируемые в обычной среде обитания. Но, по-видимому, даже столь высокие уровни воздействия не приводят к пагубным последствиям для здоровья.
  • Многочисленные обследования подтвердили, что воздействие электромагнитных полей тех уровней, которые наблюдаются в среде обитания человека, очень незначительно.

Что такое хостинг простыми словами? Как работает виртуальный хостинг сайта

В статье мы расскажем, как работает хостинг, что такое хостинг сайта и для чего он нужен.

Что такое домен и хостинг сайта?

Для чего нужен хостинг и домен? Домен и хостинг — это базовые услуги, без которых невозможно создать ни один сайт в Интернете. Чем отличается домен от хостинга? Домен — онлайн-адрес сайта, а хостинг для сайта — это пространство, на котором он «живет». Чтобы создать сайт, сначала надо зарегистрировать домен, а затем заказать услугу хостинга.

Для чего нужен хостинг сайта?

Любой сайт — это по факту набор файлов (тексты, изображения, видео, программные скрипты, база данных и т. д.). Но для чего нужен хостинг для сайта? Чтобы пользователи Интернета вообще смогли увидеть его. Недостаточно иметь файлы сайта на своем ПК, их нужно выложить в сеть.

Выкладываются файлы сайтов на компьютеры со специальными ПО. Они называются серверами. Серверы находятся в сети 24 часа в сутки, обеспечивают непрерывную работу сайта и защищают его от вредоносных атак. Чтобы разместить файлы сайта, нужно арендовать место на сервере или целый сервер, если сайт содержит много контента и нацелен на широкий поток посетителей. Таким образом, хостинг — это, простыми словами, аренда мощностей и места.

Вы, конечно, можете попробовать разместить свой сайт на домашнем ПК: перечитать множество форумов, попытаться настроить программное обеспечение (веб-сервер, сервер баз данных, ftp-сервер и много другого), установить статический IP-адрес для работы сайта, интернет-канал и электропитание. Но к сожалению, в домашних условиях гарантировать наличие и бесперебойную работу всех элементов почти невозможно: к примеру, у вас могут отключить электричество или возникнуть проблемы с интернетом. Кроме того, для этого требуется масса знаний об устройстве сети и принципах работы сетевых протоколов.

Виртуальный хостинг позволяет избежать всех трудностей разом. Платный веб-хостинг уже включает в себя все нужные компоненты для надёжной работы вашего сайта. Хостинг — это:

  • настроенное программное обеспечение;
  • бесперебойное электропитание;
  • надёжный интернет-канал;
  • круглосуточная профессиональная поддержка.

Существуют различные виды веб-хостинга: виртуальный хостинг, VPS, Dedicated и др. Чем отличается один вид хостинга от другого и какой тариф лучше выбрать, читайте в статьях:

Помимо хостинга хостинг-провайдеры предоставляют и другие полезные услуги по обслуживанию сайтов: почтовые серверы, управление базами данных, установка «движка» сайта, удобный доступ FTP и т.п.

Таким образом, вам не нужно тратить своё время и нервы на настройку домашнего сервера. Доверьте хостинг профессионалам, и вы сразу сможете приступить к размещению своего сайта в сети Интернет.

Закажите hosting linux или Wordpress Hosting с предустановленной CMS.

Помогла ли вам статья?

926 раз уже
помогла

Что такое молния и как от нее защитить дом

Эта статья, в которой мы простыми словами объясняем сложные вещи. Прочитав ее, вы точно поймете, что такое молния, для чего нужна молниезащита и что она из себя представляет.

Что такое молния и откуда она появляется

Облака – сгустки капель воды и водяного пара, бывают настолько большими, что части одного облака находятся в различных температурных слоях, и температурная разница может достигать 20-30 градусов. Если «дно» облака, например, имеет температуру -10 -15 градусов, то его верхний слой может быть охлажден до -40 -50 градусов Цельсия. Вода в такой среде превращается в мельчайшие льдинки, трущиеся и ударяющиеся друг о друга под воздействием ветра. В результате трения создается статическое электричество.

В результате большой температурной разницы в разных зонах облака формируются слои с различными электрическими разрядами, а само облако можно сравнить со слоеным пирогом. Электричество, накопившись в большом объеме, жаждет выхода и поэтому формируется в разряд молнии. А гром – это звук, сопровождаемый прохождение молнии сквозь воздух.

Различают три основных вида молний:

  • Бьющие вверх,
  • Разряжающиеся между облаками или в облаке,
  • Бьющие в поверхность земли – наиболее опасные для человека.

Электрический ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления – он выбирает кратчайший путь. Поэтому «жертвами» молнии часто становятся высокие здания, деревья, шпили.

Молния – это короткое замыкание, возникшее между облаком и грунтом. И чтобы защитить дом от молний, нужно прибегнуть к молниеотводу.

Естественные молниеотводы – что выбирает молния

Молния часто выбирает деревья в качестве мишени. Излюбленными породами молнии являются дуб, тополь, ель и сосна. Почему именно эти деревья?

Такой выбор атмосферного электричества объясняется тем, что перечисленные деревья высокие и имеют развитую корневую систему, которая глубоко проникает в землю и достигает слоя воды.

Электрический разряд притягивается к высокому дереву, по которому он мгновенно достигает земли и, распространяясь по мощной корневой системе, уходит в почву и воду.

Поэтому дуб и прочие перечисленные породы – отличные естественные молниеотводы.

Как сделать молниезащиту дома

Молниеотвод – это объект, расположенный выше защищаемого объекта, через который проходит разряд молнии и идет безопасным путем в землю.

Многие думают, что молниеотвод как бы «перехватывает» молнию, если та задумала «выстрелить» в находящееся рядом здание. На деле это не совсем так.

Молниеотвод, как идеальный проводник, провоцирует появление молнии прямо над собой. И если ток концентрируется в разряд, то он направляется к молниеотводу и через него разряжается в землю.

Получается, что молниеотвод – это система, вызывающая молнию именно так, чтобы обезопасить рядом находящиеся объекты.

Разновидности молниеотводов

  • Одиночные,
  • Тросовые. Такой молниеотвод – трос или система тросов, которые соединяют одиночные молниеприемники. Такой вид молниеотвода используется для защиты больших участков и длинных сооружений.

Система молниезащиты дома

Молниезащита дома – это система, состоящая из молниеприемника, токоотвода и заземлителя.

Молниеприемник – это тонкий металлический (медь, сталь) стержень, установленный над объектом защиты.

Токоотвод – кабель, по которому ток движется от молниеприемника к заземлителю.

Заземлитель – подземная конструкция, отдающая ток в землю.

Молниеотвод действует в пределах определенной зоны, площадь которой нужно рассчитать, чтобы быть уверенным, что объект полностью защищен. Если в зону защиты не попадает доля участка, необходимо установить дополнительный молниеприемник.

Имеется несколько способов расчета площади действия молниеотвода.

Лишь при правильной установке молниезащита является электрической цепью с низким сопротивлением, по которой молния успешно уйдет в грунт и не нанесет вреда вам, вашему дому и находящемуся в нем оборудованию.

Специалисты «ЦинконТех» помогут вам выполнить монтаж молниезащиты частного дома профессионально и по доступной цене. Обращайтесь!

Статическое электричество — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Эта статья не имеет источников . Вы можете помочь Википедии, найдя хорошие источники и добавив их. (июль 2010 г.)
Молния, один из примеров статического разряда

Статическое электричество означает увеличение электрического заряда на поверхности предметов. Этот электрический заряд остается на объекте до тех пор, пока он не упадет в землю или быстро не потеряет свой заряд в результате разряда.Обмен зарядом может происходить в таких условиях, когда разные предметы теряются и разделяются. Статический заряд останется только тогда, когда одна из поверхностей будет иметь высокое сопротивление электрическому потоку. Эффекты статического электричества знакомы большинству людей, потому что они могут видеть, чувствовать и даже слышать искру. Эта искра возникает при нейтрализации избыточного заряда. Эта нейтрализация происходит, когда избыточный заряд попадает в электрический проводник (например, путь к земле). Другой поток заряда возникает, когда заряженный объект находится рядом с областью с избыточным зарядом противоположной полярности (положительной или отрицательной). Знакомое явление статического «шока» вызвано нейтрализацией заряда.

В греческую эпоху Фалес обнаружил статическое электричество, когда чистил янтарь. Но тогда на это не обратили внимания и не исследовали. Они просто знали, что трение чего-то создает тянущую силу. Серьезные исследования статического электричества начались в 17 веке, когда Отто фон Герике создал первый генератор трения. А в 18 веке Кулон начал исследования фиксированного количества статического электричества.Бенджамин Франклин связал статическое электричество с штормами. В 1832 году Майкл Фарадей опубликовал результаты своего эксперимента по идентификации электричества. Этот отчет доказал, что электричество, произведенное с помощью магнита, гальваническое электричество, произведенное батареей, и статическое электричество — это одно и то же. Со времен результата Фарадея историю статического электричества можно рассматривать как исследование электричества в целом.

Статическое электричество может возникнуть во многих ситуациях.

  1. Контакт обеспечивает разделение заряда:
    Большинство материалов обладают уникальным химическим притяжением для электронов.Из-за этого трение различных материалов может вызвать разделение зарядов. Материал будет иметь положительный заряд, если он имеет меньшее притяжение для электронов, чем другой материал. Иногда при ходьбе по ковру с последующим прикосновением к металлическому предмету (например, дверной ручке) может возникнуть разряд статического электричества.
  2. Давление обеспечивает разделение заряда:
    Достаточно сильное давление обеспечивает разделение заряда в определенных типах материалов, например, в кристаллах и молекулах керамики.
  3. Тепло обеспечивает разделение заряда:
    Нагревание некоторых материалов может дать электронам энергию.Благодаря этой силе электроны освобождаются от атомов. Атомы, теряющие электроны, приобретают положительный заряд.
  4. Charge обеспечивает разделение заряда:
    Заряженный объект может вызвать разделение заряда нейтрального объекта. Заряды одного знака (от отрицательного к отрицательному или положительного с положительным) отталкиваются друг от друга, а заряды противоположного знака притягиваются друг к другу. Это заставляет часть нейтрального объекта, которая находится рядом с заряженным объектом, иметь заряд, противоположный заряженному объекту.Эта сила быстро ослабевает, если два объекта удаляются друг от друга. Эффект проявляется чаще всего, когда нейтральный объект имеет заряд, который может свободно перемещаться
    . Статическое электричество может вызвать легкий шок.

Статический разряд — это избыточный заряд, который нейтрализуется потоком зарядов из окружающей среды или в нее. Положительные заряды получают электроны из окружающей среды, и отрицательные заряды теряют свои электроны в окружающую среду.

Ощущение статического удара электрическим током возникает из-за раздражения нервов, когда нейтрализующий ток проходит через тело человека.Из-за наличия большого количества воды в теле заряда обычно недостаточно, чтобы вызвать опасно высокий ток. Молния также является примером статического разряда. Облако получает очень большой заряд, сталкиваясь с другими облаками. Он отдает лишний заряд земле. Но этот огромный заряд никогда не возникает в естественном окружении человека, если он не поражен молнией.

Несмотря на очевидную безвредность статического электричества, исследования могут быть сопряжены со значительными рисками, поскольку большой заряд может вывести оборудование из строя.

Как работает статическое электричество?

Ответ

Нарушение баланса между отрицательными и положительными зарядами в объектах.

Две девочки «наэлектризованы» во время эксперимента в Центре науки о свободе «Camp-in», 5 февраля 2002 г. «История Америки», Библиотека Конгресса.

Вы когда-нибудь шли через комнату, чтобы погладить свою собаку, но вместо этого получали шок? Возможно, вы сняли шляпу в засушливый зимний день и испытали на себе «волосы дыбом»! Или, может быть, вы прилепили воздушный шарик к стене после того, как потерлись им о свою одежду?

Почему это происходит? Это волшебство? Нет, это не волшебство; это статическое электричество!

Прежде чем понять статическое электричество, нам сначала нужно понять основы атомов и магнетизма.

Молодой человек сидит рядом с машиной электростатического воздействия Хольца, Колледж Дикинсона, 1889 год. Каталог эстампов и фотографий, Библиотека Конгресса.

Все физические объекты состоят из атомов. Внутри атома находятся протоны, электроны и нейтроны. Протоны заряжены положительно, электроны заряжены отрицательно, а нейтроны нейтральны.

Следовательно, все состоит из зарядов. Противоположные заряды притягиваются друг к другу (от отрицательного к положительному).Одинаковые заряды отталкиваются друг от друга (от положительного к положительному или от отрицательного к отрицательному). В большинстве случаев положительный и отрицательный заряды уравновешиваются в объекте, что делает его нейтральным.

Статическое электричество является результатом дисбаланса между отрицательными и положительными зарядами в объекте. Эти заряды могут накапливаться на поверхности объекта, пока не найдут способ высвободиться или разрядиться. Один из способов разрядить их — через цепь.

Группа молодых женщин, изучающих статическое электричество в обычной школе, Вашингтон, округ Колумбия.К. Фрэнсис Бенджамин Джонстон, фотограф, около 1899 г. Отдел эстампов и фотографий, Библиотека Конгресса

При трении некоторых материалов друг о друга могут передаваться отрицательные заряды или электроны. Например, если вы потереть обувь о ковер, ваше тело собирает лишние электроны. Электроны цепляются за ваше тело до тех пор, пока их не освободят. Когда вы дотрагиваетесь до своего пушистого друга, вы испытываете шок. Не волнуйтесь, это только избыточные электроны, которые вы передаете своему ничего не подозревающему питомцу.

А как насчет того опыта «пробуждения волос»? Когда вы снимаете шляпу, электроны переходят от шляпы к волосам, создавая интересную прическу! Помните, объекты с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга. Поскольку у них одинаковый заряд, у вас волосы встанут дыбом. Ваши волосы просто пытаются уйти как можно дальше друг от друга!

Морской пехотинец использует жезл статического разряда для снятия избыточного статического электричества перед тем, как прикрепить гаубицу M777 к вертолету CH-53E Super Stallion во время комплексной тренировки с перегрузкой в ​​базовом лагере морской пехоты в Пендлтоне, 12 апреля 2017 года. Капрал Фрэнк Кордова, фотограф. Галерея изображений Министерства обороны США

Когда вы трете воздушный шар о свою одежду, и он прилипает к стене, вы добавляете избыток электронов (отрицательные заряды) на поверхность воздушного шара. Стена теперь заряжена более положительно, чем воздушный шар. Когда они соприкасаются, воздушный шар будет прилипать из-за правила притяжения противоположностей (от положительного к отрицательному).

Дополнительную информацию о статическом электричестве и экспериментах см. В разделах «Интернет-ресурсы» и «Дополнительная литература».

ВМС США выпускают пороховые фляги из латуни для предотвращения случайного воспламенения пороха из-за искр или статического электричества. Поле битвы в Уилсон-Крик, 2010 г. Служба национальных парков США, NP Gallery

Опубликовано: 19.11.2019. Автор: Справочная секция по науке, Библиотека Конгресса США

.

Что такое статическое электричество и что его вызывает? — Объясните этот материал

Что такое статическое электричество и что его вызывает? — Объясните этот материал Рекламное объявление

На фото: молния — это огромный выброс статического электричества, при котором накопленная электрическая потенциальная энергия выстреливает с неба на землю внезапным, импровизированным электрическим током. Если вы хотите сфотографировать молнию, настройте камеру на несколько серийных снимков и будьте готовы к очень долгому ожиданию: мне потребовалось два часа и сотни тщетных попыток сделать этот единственный снимок.

Что такое статическое электричество?

Фото: классическая статика: когда вы натираете воздушный шарик своим пуловером, вы создаете статическое электричество, которое заставляет его прилипать. При трении электроны перемещаются с вашего пуловера (который становится положительно заряженным) на латексную резину в воздушном шаре (которая становится отрицательно заряженной). Противоположные обвинения заставляют прилипнуть две вещи.

Мы воспринимаем электричество как должное: легко забудьте, что дома, офисы и фабрики были задействованы в этом чистым и удобным способом только с конца 19 века, что в в более широком контексте истории человечества сейчас совсем не время.Это было во время 19 век, пионеры, такие как Алессандро Вольта, Майкл Фарадей, Джозеф Генри и Томас Эдисон разгадали секреты электричество, как его производить и как заставить делать полезные вещи. До этого электричество было в значительной степени диковинкой: оно было очень ученым интересно учиться и играть с ними, но не было многое еще они могли сделать с этим. В те времена люди готовили и топили их дома используют дровяные или угольные печи и освещают свои комнаты свечами или маслом лампы; не было таких вещей, как радио или телевизоры, не говоря уже о мобильные телефоны или компьютеры.

«Современное электричество», которое питает все, от телефона в кармане до метро. поездка в школу или на работу — это то, что мы называем электричеством (или электрический ток). Это энергия, которая проходит по металлическому проводу от место, где оно производится (что-нибудь от гигантской электростанции к крошечной батарее) к тому, что он питает (часто электродвигатель, нагревательный элемент, или лампа). Текущее электричество всегда в движении, перенос энергии из одного места в другое.

На фото: еще одна классическая демонстрация статики: потрите пластиковый гребешок о пуловер, и вы обнаружите, что можете собирать крошечные кусочки бумаги. Это немного похоже на захват скрепок магнитом. Но там, где магнит может подбирать одну скрепку, а намагниченная скрепка поднимает другие в цепочке, линейка со статическим зарядом не будет делать то же самое. Как вы думаете, почему это так?

Фото: Бенджамин Франклин, отец-основатель и пионер в области электротехники. Фото любезно предоставлено американским проектом Кэрол М. Хайсмит в архиве Кэрол М. Хайсмит, Отдел эстампов и фотографий Библиотеки Конгресса США.

До XIX века единственным видом электричества, о котором люди действительно знали или пытались использовать, было статическое электричество. электричество.Древние греки понимали, что вещи можно дарить статический электрический «заряд» (накопление статического электричества) просто за счет тереть их, но они понятия не имели, что можно использовать ту же энергию для создания световых или силовых машин. Один из тех, кто помог сделать связь между статическим и текущим электричеством была американской государственный деятель, издатель и ученый Бенджамин Франклин. В 1752 г., когда Франклин пытался разгадать загадки электричества, и он это сделал, как известно. запустив воздушного змея во время грозы, чтобы поймать себя на электрическом энергия (что делать крайне опасно).Молния ударила с воздушного змея на землю, и, если бы Франклин не был изолирован, его вполне могли бы убить. Франклин понял, что статическое электричество, накапливающееся в небе, стал током электричества, когда молния перенесла его в поверхность Земли. Именно благодаря таким исследованиям он разработал одно из своих самых известных изобретений, молнию стержень (молниеотвод). Работа Франклина проложила путь к электрическая революция 19 века и мир действительно изменился, когда такие люди, как Вольта и Фарадей, опираясь на открытия Франклина, научились производят электричество по желанию и заставляют его делать полезные вещи.

Потенциальная и кинетическая энергия

Попутно стоит отметить, что есть еще один способ думать о статическом и текущем электричестве и соотносить их с вещами, которые мы уже знаю об энергии. Мы можем думать о статическом электричестве как о разновидности потенциальной энергии: это запасенная энергия, готовая и ожидающая сделать что-то полезное для нас. Точно так же текущее электричество (грубо говоря) аналог кинетической энергии: энергия в движении, хотя и электрическая.Так же, как вы можете превратить потенциальную энергию в кинетическую (например, позволив более смелому скатиться с холма), вы можете превратить статическое электричество в текущее электричество (это то, что делает молния) и обратно (вот как Ван де Генератор Граафа работает).

Рекламные ссылки

Что вызывает статическое электричество?

Еще несколько лет назад ученые были уверены, что они понимают статическое электричество и то, как именно оно работает. Объяснение было таким…

Как и древние греки, мы склонны думать статическое электричество возникает от трения вещей. Так что если ты живешь в доме с нейлоновыми коврами и металлическими дверными ручками вы скоро узнаете что ваше тело накапливает статический заряд, когда вы идете по пол, который может разрядиться при прикосновении к дверной ручке, что крошечный электрический шок. В большинстве школьных экспериментов мы также узнаем о статический из-за трения вещей. Вы, наверное, пробовали этот трюк, когда потереть шарик о одежду, чтобы он прилип? Вы можете сделать вывод из-за этого статическое электричество каким-то образом связано с трение — это сам процесс трения чего-то энергично, что производит накопление электрической энергии (в том же способ, которым трение может производить тепло и даже возгорание).

Трибоэлектрический эффект

Важно не трение, а факт что мы соприкасаемся с двумя разными материалами. Сильное трение двух вещей просто сводит их контактировать снова и снова — и это создает статический электричество через явление, известное как трибоэлектричество (или трибоэлектрический эффект). Все материалы состоят из атомов, имеющих положительную центральную ядро (ядро) окружено неким нечетким «облаком» из электроны, которые являются действительно захватывающими битами.Некоторые атомы притягивают электроны сильнее, чем другие; большая часть химии проистекает из этого факта. Если поставить два соприкасающиеся материалы, и один притягивает электроны более чем другой, электроны могут вытягиваться из одного из материалы к другому. Когда мы разделяем материалы, электроны эффективно перейти с корабля к материалу, который их больше всего привлекает сильно. В результате один из материалов приобрел дополнительные электронов (и становится отрицательно заряженным), в то время как другой материал потерял несколько электронов (и стал положительно заряженным).Вуаля, у нас есть статическое электричество! Когда мы снова натираем вещи и опять же, мы увеличиваем шансы, что больше атомов примет участие в этом обмен электронами, и поэтому накапливается статический заряд.

Фото: Как трибоэлектрический эффект объясняет статическое электричество: 1. Эбонит (твердая вулканизированная резина — показан здесь черным стержнем) и шерсть (показана серым) обычно не имеют электрического заряда. 2) Соедините их, и эбонит притянет электроны из шерсти. 3) Разделите их, и электроны останутся на эбоните, что сделает его отрицательно заряженным и оставив шерсть с недостатком электронов (или положительным зарядом). Трение двух веществ друг к другу увеличивает контакт между ними и повышает вероятность миграции электронов от шерсти к эбониту. Отрицательный заряд на эбоните точно такой же, как и положительный заряд на шерсти; Другими словами, чистая плата не создается.

Трибоэлектрическая серия

Если вы экспериментируете с разными материалами, вы находят положительный заряд, когда их натирают, и некоторый выигрыш отрицательные заряды; некоторые материалы также получают больший заряд, чем другие.Оказывается что мы можем расположить материалы по порядку в зависимости от их стоимости. прибыль, давая нам своего рода таблицу рейтинга материалов, бегущих от положительный на отрицательный. Разные книги и веб-страницы показывают немного разные списки, но все они в целом проходят от минералов (положительных) до таких такие вещи, как дерево и бумага (нейтрально), до пластика (негатив). Не волнуйся слишком много о точном порядке в списке; это будет различаться для всех видов причин (например, от вида стекла или добавок в латексе).

++++++++ ПОЛОЖИТЕЛЬНО ++++++++

+ Воздух
+ Кожа
+ Кожа
+ Асбест
+ Стекло
+ Слюда
+ Кварц
+ Нейлон
+ Шерсть
+ Мех
+ Свинец
+ Шелк
+ Алюминий
0 Бумага
0 Хлопок
0 Сталь
0 Дерево
— Янтарь
— Латекс
— Твердая резина
— Никель
— Медь
— Латунь
— Серебро
— Золото
— Платина
— Полиэстер
— Полистирол
— Неопрен
— Саран («липкая пленка»)
— Полиэтилен
— Полипропилен
— Поливинилхлорид (ПВХ)
— Селен
— Тефлон
— Силиконовый каучук
— Эбонит (очень твердый вулканизированный каучук)

− −−−−−− ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ −−−−−−−−

Этот список называется трибоэлектрическим рядом.Чем дальше друг от друга находятся два материала в серии, тем статичнее электричество будет накапливаться, когда вы будете тереть их друг о друга. Если два материалы очень близки в серии, их сложно заставить нарастить любой заряд вообще, как бы сильно вы их не терли. Казалось бы Подтвердите, что статическое электричество само по себе не связано с трением, а о природе материалов, с которыми мы контактируем.

Переосмысление статического электричества

То, что вы только что прочитали, является традиционным, широко распространенным объяснение статического электричества — и вы все равно найдете его описанным таким образом в большинстве школьных учебников.

Но в 2011 году ученые сообщили о некоторых важных новых открытиях, которые казалось, что происходит гораздо больше. Вместо того, чтобы быть чисто физическим, и простой перенос заряженных электронов от одного материала к другому, казалось, статическое электричество тоже может быть вызвано химией (движение ионов и другие существенно химические процессы). И это также может произойти из-за замены небольшого количества материала (небольшой шарик переходит в пуловер или наоборот).Если раньше мы думали о статике как о простой «кучке» отрицательного или положительного заряда (электронов или их отсутствия), то при более внимательном рассмотрении теперь кажется, что это «мозаика» как положительных, так и отрицательных зарядов, которые в сумме составляют общий заряд (положительный или отрицательный). Это очень новое исследование, которое все еще развивается, но кажется очевидным, что наши традиционные объяснение статического электричества — это упрощенная версия того, что происходит на самом деле, даже если мы искренне верим в это более 2000 лет!

Иллюстрация: Вверху: Традиционная теория рассматривает статический заряд на воздушном шаре как равномерное распределение заряженных частиц по его поверхности.Внизу: согласно последним представлениям, статический заряд на самом деле представляет собой случайную «мозаику» гораздо больших зарядов, которые могут быть как положительными, так и отрицательными, и которые в сумме составляют общий заряд. В этом случае отрицательного заряда намного больше, чем положительного (желтый, чем красный), поэтому наш воздушный шар имеет общий отрицательный заряд.

Дополнительная литература

Простое знакомство
Более сложные статьи
  • Мозаика поверхностного заряда при контактной электрификации Х. Т. Байтекин, А. З. Паташинский, М. Браницкий, Б. Байтекин, С. Со, Б. А. Гжибовски. Наука, 15 июля 2011 г., т. 333, Issue 6040, pp.308–312.
  • Антиоксиданты снимают статическое электричество Ричарда Ван Нордена. Природа, 19 сентября 2013 года.
  • Что создает статическое электричество? пользователя Meurig W. Williams. Американский ученый, Том 100, июль / август 2012 г., стр. 316–323.

Какая польза от статического электричества?

Статическое электричество — это все очень интересно, но какая от этого возможная польза? Ты не можешь сделать тост из молнии болт, и вы не сможете зарядить свой мобильный телефон, просто потерев его корпус на пуловере.Вы можете подумать, что статика — одно из тех увлекательных но в конечном итоге совершенно бесполезные кусочки науки, которые не имеют практического приложения — но вы ошибаетесь: статическое электричество используется во всех виды бытовой техники!

Лазерные принтеры и копировальные аппараты использовать статическое электричество, чтобы накапливать чернила на барабане и переносить их бумага. Опрыскивание посевов также полагается на статическое электричество, чтобы помочь гербицидам. прилипают к листве растений и равномерно распределяются по листьям. Фабрика роботы-краскораспылители используют аналогичный трюк, чтобы гарантировать, что краска капли притягиваются к металлическим кузовам автомобилей, а не к машинам вокруг них.На многих электростанциях и химических заводах, статическое электричество используется в дымовых трубах для удаления загрязнений (подробнее читайте в нашей статье об электростатических дымоочистителях).

Фото: Как остановить выбросы загрязненного воздуха из дымовых труб? Один из способов — дать дыму статический электрический заряд, а затем направить его через решетку из металлических пластин с противоположным зарядом, чтобы удалить грязные частицы сажи. Вот как работают «скрубберы» (электростатические дымоочистители), подобные тем, которые установлены в этих дымовых трубах на электростанции, работающей на биомассе McNeil в Берлингтоне, штат Вирджиния. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Национальной лабораторией возобновляемой энергии Министерства энергетики США (NREL).

Конечно, у статического электричества есть свои недостатки. Это может вызвать искры и взрывы на топливных складах, а случайный статический заряд — настоящая неприятность, если вы работаете с электронными компонентами. Это почему инженеры и химики разработали всевозможные антистатические технологии (от простых проводов до оригинальных, слабопроводящих красок и покрытий) которые предотвращают накопление статического электричества в чувствительных местах. Пока ты читаешь эти слова, можете быть уверены, что кто-то где-то пытается найти новый способ обуздать статическое электричество или лучший способ остановить это вызывает проблемы.Статическое электричество может быть стационарным, но оно никогда не стоя на месте!

Рекламные ссылки

Узнать больше

На сайте

На других сайтах

Книги

Для младших читателей
  • Свидетель: Электричество Стива Паркера. Нью-Йорк: Дорлинг Киндерсли, 2005. Хорошее и основательное введение в электричество от надежного детского писателя-научного работника.
  • Маршруты науки: электричество Криса Вудфорда. Нью-Йорк: Факты в файле, 2004: Одна из моих собственных книг, этот том проводит нас через всю историю электричества от древних греков до наших дней.
  • Крутая наука: эксперименты с электричеством и магнетизмом Криса Вудфорда. Нью-Йорк: Гарет Стивенс, 2010: Еще одна моя книга, это краткое и простое практическое руководство по электричеству и магнетизму.
Для читателей постарше

Статьи

Общие
Учителям
  • Наука 101: В: Что такое «статическое электричество» и как я могу увидеть его эффекты? Мэтт Бобровски. Наука и дети, Том 56 № 3, октябрь 2018 г. Базовый обзор статических понятий, которые необходимо знать детям, и несколько простых экспериментов, демонстрирующих их.
  • Измерение статического электричества: исследование в классе для понимания трибоэлектрического ряда, проведенное Кэрри Перри и др. , Science Scope, том 39, № 7, март 2016 г. Составление плана урока, который поможет студентам составить карту трибоэлектрического ряда для обычных материалов.
  • Статическое электричество А. Генри Суонн, Наука и дети, Vol. 6, № 2, октябрь 1968 г., стр. 28–30. Некоторые классические демонстрации в классе и концепции, которые они демонстрируют.
Историческое

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2012, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Медиа-запросы?

Вы журналист, у вас есть вопрос для СМИ или просьба об интервью? Вы можете связаться со мной для получения помощи здесь.

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2012/2018) Статическое электричество. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-static-electricity-works.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Статическое электричество — Science World

Цели

  • Опишите движение электронов от одного материала к другому.

  • Определите результирующий заряд двух материалов, трущихся друг о друга.

  • Объясните, как статический заряд заставляет материалы притягиваться или отталкиваться друг от друга.

Материалы

Фон

Все, что мы видим, состоит из крошечных частиц материи, называемых атомами . Атомы состоят из еще более мелких частей, называемых протонами, электронами и нейтронами. В атоме обычно одинаковое количество протонов и электронов, но иногда электроны можно отодвинуть от своих атомов.

Например, если вы расчесываете волосы, электроны покидают атомы и молекулы в волосах и переходят к пластиковому гребню. Расческа, покрытая отрицательно заряженными электронами, также становится отрицательно заряженной, а ваши волосы остаются с положительным зарядом. Это «разделение зарядов» является причиной совокупности эффектов, которые мы называем статическим электричеством .

Если два объекта имеют разные заряды, они притягиваются (или притягиваются) друг к другу. Если два объекта имеют одинаковый заряд, они отталкиваются (или отталкиваются) друг от друга. После того, как вы причесались, все волосы будут заряжены одинаковым положительным зарядом. Поскольку предметы с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга, волосы пытаются отойти друг от друга, вставая вверх и от всех остальных волос, в результате чего у вас получается очень забавная прическа!

Другой пример: если вы идете по ковру, электроны переходят с ковра на вас. Теперь у вас есть лишние электроны. Если на вас накапливаются лишние электроны, они вылетят, когда вы коснетесь такого объекта, как дверная ручка, и сотрясете вас. Поражение происходит в результате быстрого получения или потери электрического заряда.

Когда заряженный объект приближается к нейтральному материалу, электроны на нейтральном материале будут двигаться либо к заряженному объекту (если он имеет положительный заряд), либо от заряженного объекта (если он имеет отрицательный заряд). Другими словами, нейтральный материал «набирает» заряд на своей ближней и дальней стороне, относящийся к заряженному объекту.Это явление называется индуцированным зарядом . В результате обычно нейтральный материал будет иметь небольшой заряд, когда он находится рядом с заряженным объектом, и этого достаточно для притяжения двух.
Электростатические заряды не возникают из-за трения, хотя многие полагают, что это так.

Если вы потрете воздушным шариком о голову или волочите ноги по ковру, то заряд будет накапливаться, как и при обычной ходьбе или многократном касании головы воздушным шариком! Это простой контакт между двумя разными материалами, который заставляет заряд перемещаться от одного объекта к другому. Трение материалов друг в друга может помочь переместить заряд быстрее, потому что контактирует с большей площадью поверхности. Трение тут ни при чем.

При выполнении любого из этих действий важно учитывать погоду: влажность в воздухе может затруднить накопление зарядов, что приведет к неожиданному поведению экспериментов!

Лучшая «статичная» погода — ясная, солнечная и прохладная.

Словарь

атом — частица материи, состоящая из протонов, электронов и нейтронов
электрон — субатомная частица с отрицательным электрическим зарядом.
электроскоп — Устройство, обнаруживающее электрический заряд.
индуцированный заряд — Разделение зарядов внутри нейтрального объекта, вызванное близостью заряженного объекта.
протон — субатомная частица, имеющая положительный электрический заряд.
статическое электричество — Электрические эффекты, вызванные дисбалансом заряда между отрицательно заряженным объектом и положительно заряженным объектом.
Трибоэлектрическая серия — Список, в котором различные материалы ранжируются в соответствии с их тенденцией к получению или потере электронов.

Другие ресурсы

BC Hydro | Power Smart для школ

Как работает материал | Как работают генераторы Ван де Граафа

Чтобы приобрести клюшку или генератор Ван де Граафа: Arbor Scientific

Статическое электричество — что вызывает статический заряд и статический шок? Узнайте, как создать и устранить его

Что такое статическое электричество?

Идя по ковру, вы тянетесь к дверной ручке и………. ОЙ !!! Вы получаете статический шок.

Или вы пришли с холода, снимите шляпу и . .. статические волосы! Статическое электричество заставляет волосы торчать прямо из головы.

Что происходит? И почему зимой статики намного больше?

Узнайте, как Устраните статическое электричество в вашем доме, автомобиле и офисе.

Чтобы понять статическое электричество, мы должны немного узнать о природе материи. Или, другими словами, из чего все сделано?

Все сделано из атомов

Представьте себе кольцо из чистого золота.Разделите его пополам и отдайте одну из половинок. Продолжайте разделять, разделять и разделять. Скоро у вас будет такой маленький кусок, что вы не сможете увидеть его без микроскопа. Он может быть очень и очень маленьким, но все же это кусок золота.

Если бы вы могли и дальше делить его на все меньшие и меньшие части, вы, наконец, добрались бы до мельчайшего возможного слитка золота. Он называется атомом. Если разделить его на более мелкие части, оно больше не будет золотом.

Все вокруг нас состоит из атомов, и ученым известно о 118 различных их видах. Эти различные виды атомов называются «элементами». Есть 98 элементов, которые существуют в природе (хотя некоторые встречаются только в очень небольших количествах). Сообщается, что четыре из этих 118 элементов были обнаружены, но еще не подтверждены.

Атомы соединяются во многих различных комбинациях, образуя молекулы и создавая все материалы, которые вы видите вокруг себя.

Части атома

Так из чего состоят атомы? В середине каждого атома находится «ядро».«Ядро содержит два вида крошечных частиц, называемых протонами и нейтронами. Вокруг ядра вращаются еще более мелкие частицы, называемые электронами. 115 видов атомов отличаются друг от друга, потому что они имеют разное количество протонов, нейтронов и электронов.

Полезно думать о модели атома как о солнечной системе. Ядро находится в центре атома, как солнце в центре солнечной системы. Электроны вращаются вокруг ядра, как планеты вокруг Солнца.

Как и в солнечной системе, ядро ​​велико по сравнению с электронами. Атом — это в основном пустое пространство. А электроны очень далеко от ядра. Хотя эта модель не совсем точна, мы можем использовать ее, чтобы понять статическое электричество.

(Примечание: более точная модель могла бы показать электроны, движущиеся в трехмерных объемах различной формы, называемых орбиталями. Это может быть обсуждено в будущей статье.)

Электрические заряды

Протоны, нейтроны и электроны сильно отличаются друг от друга.У них есть свои свойства или характеристики. Одно из этих свойств называется электрическим зарядом. Протоны имеют то, что мы называем «положительным» (+) зарядом. Электроны имеют «отрицательный» (-) заряд. У нейтронов нет заряда, они нейтральны.

Заряд одного протона по силе равен заряду одного электрона. Когда количество протонов в атоме равно количеству электронов, сам атом не имеет общего заряда, он нейтрален.

Электроны могут двигаться

Протоны и нейтроны в ядре очень крепко связаны.В норме ядро ​​не меняется. Но некоторые внешние электроны удерживаются очень слабо. Они могут переходить от одного атома к другому.

Атом, теряющий электроны, имеет больше положительных зарядов (протонов), чем отрицательных зарядов (электронов). Он заряжен положительно. В атоме, который набирает электроны, больше отрицательных, чем положительных частиц. Имеет отрицательный заряд. Заряженный атом называется «ионом».

Некоторые материалы очень прочно удерживают свои электроны. Электроны не очень хорошо проходят через них.Эти вещи называются изоляторами. Пластик, ткань, стекло и сухой воздух — хорошие изоляторы. В других материалах есть несколько слабо удерживаемых электронов, которые очень легко проходят через них. Их называют кондукторами. Большинство металлов являются хорошими проводниками.

Как мы можем перемещать электроны из одного места в другое? Один из самых распространенных способов — это потереть два предмета друг о друга. Если они сделаны из разных материалов и оба являются изоляторами, электроны могут переноситься (или перемещаться) от одного к другому. Чем сильнее трение, тем больше движется электронов и тем больше накапливается статический заряд.(Ученые считают, что электроны движутся не из-за трения или трения. Это просто контакт между двумя разными материалами. Трение просто увеличивает площадь контакта между ними.)

Статическое электричество — это дисбаланс
положительных и отрицательных зарядов.

Противоположности притягиваются


Итак, положительный и отрицательный заряды ведут себя интересным образом. Вы когда-нибудь слышали поговорку о притяжении противоположностей? Ну, это правда. Две вещи с противоположными или разными зарядами (положительный и отрицательный) будут притягиваться или притягиваться друг к другу.Вещи с одинаковым зарядом (два положительных или два отрицательных) будут отталкиваться или отталкиваться друг от друга.

Заряженный объект также привлечет что-то нейтральное. Подумайте, как можно прикрепить воздушный шарик к стене.

Если вы зарядите воздушный шар, потерев его о волосы, он собирает лишние электроны и приобретает отрицательный заряд. Если держать его рядом с нейтральным объектом, заряды в этом объекте переместятся.


Если это проводник, многие электроны легко перемещаются на другую сторону, как можно дальше от шара.

Если это изолятор, электроны в атомах и молекулах могут лишь очень незначительно перемещаться в одну сторону от шара.

В любом случае, ближе к отрицательному шарику положительных зарядов больше.

Противоположности притягиваются. Воздушный шар прилипает. (По крайней мере, до тех пор, пока электроны на воздушном шаре медленно не уйдут.) Это работает одинаково для нейтральных и положительно заряженных объектов.

Итак, как это объяснить статические удары? Или статическое электричество в волосах?

Когда вы снимаете шерстяную шапку, она трется о ваши волосы.Электроны переходят от волос к шляпе. Это создает отрицательный статический заряд на шляпе и положительный заряд на ваших волосах.

Помните, предметы с одинаковым зарядом отталкиваются друг от друга. Таким образом, волосы, каждый из которых имеет положительный заряд, стараются отодвинуться как можно дальше друг от друга. В результате получается «разлетающийся вид, когда волоски отталкиваются друг от друга». Вот как статическое электричество вызывает плохие волосы!

Куда уходят электроны?

Когда мы трём два разных материала вместе, один из них становится положительно заряженным, а какой — отрицательным? Ученые расположили материалы в порядке их способности удерживать или отдавать электроны….

Подробнее о статическом электричестве →

Что такое статическое электричество? — Определение, причины и использование — Видео и стенограмма урока

Трибоэлектрический эффект

Существуют различные способы отделения заряда от нейтрального объекта: нагреванием (пироэлектрический эффект), давлением (пьезоэлектрический эффект), индукцией заряда (электростатическая индукция) и, как правило, трением ( трибоэлектрический эффект).

В этом уроке мы сосредоточимся на наиболее распространенном способе накопления заряда: трибоэлектрическом эффекте . Трибоэлектрический эффект — это простой процесс, при котором объект становится электрически заряженным из-за трения о другой объект. Когда объекты трутся друг о друга, некоторые объекты с большей вероятностью теряют электроны, а другие с большей вероятностью приобретают электроны. В этой таблице перечислены различные материалы, перечисленные как положительные (потеря электронов) или отрицательные (получение электронов).

График трибоэлектричества

Как работает стол? Если два из этих объектов тереться друг о друга, объект, находящийся выше в списке, потеряет электроны, а объект, находящийся ниже в списке, получит электроны.Итак, как предотвратить или избавиться от статического электричества?

Возможно, вы знакомы с повседневной задачей по избавлению от статического электричества. Когда вы стираете одежду, вы добавляете кондиционер для белья. Кондиционер для белья уменьшает или полностью снимает статическое электричество с вашей одежды. Когда одежда находится в сушилке, она трутся друг о друга, и трение из-за этого контакта вызывает накопление электронов на одежде, придавая одежде заряд. Если вы когда-либо забывали использовать кондиционер для белья, вы знаете, что одежда будет прилипать друг к другу и даже разряжаться (шокировать вас), когда вы ее надеваете.Кондиционер для белья покрывает одежду тонким слоем химикатов, которые делают одежду более гладкой (уменьшая трение), предотвращая накопление заряда на одежде.

Влажность также снимает статическое электричество. Влажность делает воздух проводящим, позволяя избыточному заряду перемещаться от объекта в воздух. Вы можете заметить, что зимой у вас больше шансов получить статический разряд, чем летом. Это происходит главным образом потому, что летний воздух более влажный, а зимний во многих регионах более сухой.Отсутствие влаги в воздухе вызывает накопление статического электричества.

Удаление статического электричества важно для микроэлектронных устройств, поэтому они всегда упаковываются в токопроводящие пакеты. В этих сумках заряд может отходить от устройства.

Факты о статическом электричестве

Давайте рассмотрим некоторые факты о статическом электричестве.

Молния — один из самых ярких примеров статического электричества. Во время шторма турбулентность ветра заставляет воздух быстро перемещаться вверх и вниз.Это движение воздуха как раз и необходимо, чтобы вызвать разделение зарядов в облаках и на земле. Верхняя часть облака становится положительно заряженной, как и земля. Нижняя часть облака становится отрицательно заряженной. На этом рисунке изображена зарядка во время шторма.

Это разделение зарядов вызывает разряды в облаке в виде молнии, как вы могли заметить во время грозы. Правильные условия могут вызвать разряд между нижней частью облака и землей.Обычно это то, что мы видим во время грозы.

Статическое электричество также используется в лазерной печати. Барабан принтера заряжен положительно, бумага заряжена отрицательно, и заряды притягиваются друг к другу при контакте друг с другом, заставляя положительно заряженный тонер связываться с отрицательно заряженной бумагой. Тепло внутри принтера гарантирует, что чернила остаются на бумаге. Цветная печать использует тот же процесс, связывая слои чернил разного цвета с отрицательно заряженной бумагой.По такому же принципу покраска автомобилей. Автомобиль получает отрицательный заряд, чтобы связать его с положительно заряженной краской. Результат — равномерное распределение краски, которая лучше сцепляется с автомобилем.

Интересным примером статического электричества является машина Ван де Граафа. Генератор Ван де Граафа содержит конвейерную ленту и металлическую щетку. Проще говоря, щетка заряжает конвейерную ленту, а лента переносит избыточные заряды к куполу. Здесь изображена внутренняя часть машины Van De Graaff:

Внутри машины Ван де Граафа

Заряд, который накапливается на куполе, просто ждет разрядки.Если положить руку на купол, избыток заряда может протечь через вас и волосы встанут дыбом. Это пробуждение волос возникает из-за того, что волокна ваших волос заряжаются одним и тем же типом заряда. Мы знаем, что одинаковые заряды будут отталкиваться, а поскольку все волокна ваших волос имеют одинаковый заряд, они будут отталкиваться единственным возможным способом.

Краткое содержание урока

Статическое электричество — это накопление заряда на материале из-за фрикционного контакта между объектами. Трибоэлектричество определяет, какой материал становится положительно или отрицательно заряженным в результате этого фрикционного контакта. Лишнего заряда хватает не надолго. Что-нибудь такое простое, как прикосновение к проводящему материалу, разрядит избыточный заряд. Это причина того, что иногда вы испытываете шок, когда дотрагиваетесь до своей машины или другого человека. Влажность также является лекарством от статического электричества. Молекулы воды, которые являются проводниками, могут предотвратить накопление избыточного заряда на объекте. Наиболее ярким примером статического разряда является удар молнии.

Статическое электричество — Energy Education

Рис. 1. Видно, что ребенок на игровой площадке испытал статическое электричество из-за контакта с горкой. [1]

Статическое электричество — это нарушение баланса электрического заряда на поверхности материала. Статические средства фиксированные или стационарные , поэтому они используются в отличие от динамического (движущегося) электричества, которое существует в виде электрических токов.

Обычно атомы нейтральны, что означает, что у них одинаковое количество электронов и протонов. Однако атомы становятся заряженными, когда возникает дисбаланс в количестве этих частиц, что может довольно легко произойти с некоторыми материалами. Способность материала удерживать электроны определяет его место в «трибоэлектрическом ряду». [2] Чем дальше в этой серии расположены два материала, тем заметнее разделение зарядов при их контакте. Например, стекло и шелк относительно далеки друг от друга в этой серии, поэтому, когда стекло натирается шелком, оно теряет много электронов на шелк, и может наблюдаться статическое электричество. [2]

Зарядка

Рис. 2. Разделение, вызванное зарядом. [3]

Разделение зарядов двух объектов можно вызвать несколькими способами.

  • Разделение, вызванное контактом , достигается путем трения двух предметов друг о друга, поскольку соприкасающиеся предметы образуют химическую связь, известную как адгезия.Адгезия — это тенденция различных поверхностей прилипать друг к другу. Часто считается, что причиной этого статического заряда является трение, но на самом деле трение вызвано адгезией и не оказывает никакого влияния на разделение зарядов. [4]
  • Разделение под действием тепла и давления происходит, когда определенные типы кристаллов или керамики подвергаются действию напряжения или нагреваются.
  • Разделение, вызванное зарядом , происходит, когда заряженный объект приближается к нейтральному.Заряды внутри нейтрального объекта с той же полярностью , что и заряженный объект, будут отталкиваться, в то время как заряды с противоположной полярностью будут притягиваться к нему. Это приводит к дисбалансу заряда некогда нейтрального объекта. Это видно на Рисунке 2.

Выгрузка

Рисунок 3. Молния — это разряд статического электричества в грозовых облаках. [5]

Как только объект накопит дисбаланс заряда, он, естественно, снова захочет стать нейтральным.Это происходит из-за того, что называется , разряжая , что обычно можно почувствовать при шоке, когда это происходит с человеком. Контактно-индуцированная зарядка — это наиболее часто встречающаяся форма накопления статического электричества, которую можно осуществить, потерев ногой о ковер. Как только накопится достаточный заряд, необходимо достаточно высокое напряжение, чтобы заряд перескочил от человека к ближайшей дверной ручке, оставив человека разряженным и, если он не был к этому готов, сильно потрясенным.

Этот же процесс накопления и разряда заряда происходит в облаках, создавая молнию, и его можно исследовать в Hyperphysics.

Моделирование PhET

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующее моделирование PhET. Это моделирование показывает, как заряды разделяются (но не создаются и не уничтожаются), когда воздушный шар трется о свитер человека.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *