Statisk elektricitet
Med statisk elektricitet avses en ökning av den elektriska laddningen på föremålens yta. Denna elektriska laddning stannar kvar på föremålet tills det antingen flyter ner i marken eller förlorar sin laddning snabbt genom en urladdning. Laddningsutbyte kan ske under förhållanden som när olika föremål gnuggas och separeras. En statisk laddning kvarstår endast när en av ytorna har ett högt motstånd mot elektriskt flöde. Effekterna av statisk elektricitet är bekanta för de flesta människor eftersom de kan se, känna och till och med höra gnistan. Denna gnista uppstår när överskottsladdningen neutraliseras. Denna neutralisering sker när överskottsladdning flödar in i en elektrisk ledare (till exempel en väg till jord). Annat laddningsflöde sker när ett laddat föremål befinner sig i närheten av ett område med en överskottsladdning av motsatt polaritet (positiv eller negativ). Det välkända fenomenet med en statisk "chock" orsakas av neutralisering av laddning.
Blixtnedslag, ett exempel på statisk urladdning
Historia
På grekisk tid upptäckte Thales statisk elektricitet när han rengjorde sin bärnsten. Men på den tiden uppmärksammade man inte detta och forskade inte om det. De visste bara att om man gnuggar något uppstår en dragkraft. Den seriösa forskningen om statisk elektricitet inleddes på 1600-talet, när Otto Von Guericke tillverkade den första friktionsgeneratorn. Och på 1700-talet började Coulomb forska om en fast mängd statisk elektricitet. Benjamin Franklin förknippade statisk elektricitet med stormar. År 1832 publicerade Michael Faraday resultaten av sitt experiment om elektricitetens identitet. Rapporten visade att den elektricitet som skapas med hjälp av en magnet, voltaisk elektricitet som produceras av ett batteri och statisk elektricitet är samma sak. Sedan Faradays resultat kan den statiska elektricitetens historia betraktas som studiet av elektricitet i allmänhet.
Ladda
Många situationer kan orsaka statisk elektricitet.
- Kontakt gör att laddningen separeras:
De flesta material har en unik kemisk dragningskraft på elektroner. På grund av detta kan gnidning av olika material orsaka laddningsseparation. Materialet kommer att ha en positiv laddning om det har en lägre attraktionskraft för elektroner än det andra materialet.Ibland kan en statisk elchock uppstå om man går över en matta och sedan rör vid ett metallföremål (t.ex. ett dörrhandtag).
- Trycket gör att laddningarna separeras:
Ett tillräckligt starkt tryck gör att laddningen separeras i vissa typer av material, t.ex. kristaller och keramikmolekyler.
- Värme gör att laddningarna separeras:
Uppvärmning av vissa material kan ge elektroner kraft. Med denna kraft kan elektroner frigöra sig från atomer. De atomer som förlorar elektroner blir positivt laddade.
- Laddning gör separation av laddning:
Ett laddat föremål kan göra att ett neutralt föremål separerar laddningen. Laddningar med samma tecken (negativ till negativ eller positiv till positiv) stöter bort varandra, och laddningar med motsatt tecken drar till sig varandra. Detta tvingar den del av det neutrala föremålet som är nära det laddade föremålet att ha motsatt laddning till det laddade föremålet. Denna kraft försvagas snabbt om de två objekten rör sig bort från varandra. Effekten uppstår mest när det neutrala föremålet har en laddning som kan röra sig fritt.
Statisk elektricitet kan orsaka en lätt chock.
Ansvarsfrihet
Statisk urladdning är överskottsladdning som neutraliseras av ett flöde av laddningar från eller till omgivningen. Positiva laddningar får elektroner från omgivningen och negativa laddningar förlorar sina elektroner till omgivningen.
Känslan av en statisk elchock orsakas av stimuleringen av nerverna när den neutraliserande strömmen flyter genom människokroppen. På grund av att det finns mycket vatten i kroppen är laddningen i allmänhet inte tillräcklig för att orsaka en farligt hög ström. Blixtar är också ett exempel på statisk urladdning. Ett moln får en mycket stor laddning genom att kollidera med andra moln. Det avger överskottsladdningen till marken. Men denna enorma laddning förekommer aldrig naturligt i människans omgivning, såvida hon inte träffas av blixten.
Trots att statisk elektricitet till synes är ofarlig kan den innebära betydande risker inom forskningen, eftersom en stor laddning kan förstöra utrustningen.
