Statischer Strom: einfache Fakten

Haben Sie jemals einen kleinen Schock verspürt, als Sie einen Türknauf berührten oder Ihre Haare nach dem Ausziehen eines Hutes aufstehen sehen?Das ist statischer Strom in Aktion.Es mag eine einfache Sache erscheinen, aber statische Elektrizität hat eine lange Geschichte und spielt eine große Rolle in unserer Welt, von Luftballons, die an Wänden bis hin zu den mächtigen Blitzen am Himmel hängen.In diesem Leitfaden werden wir untersuchen, wie die Menschen zuerst statisch bemerkt haben, was es wirklich ist, wie es auf atomarer Ebene funktioniert und warum es sowohl im Alltag als auch im Industrie wichtig ist.Ob es hilft, die Luft zu reinigen oder Funken bei trockenem Wetter zu verursachen, statischer Strom ist voller Überraschungen.

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Erste Anzeichen von statischer Elektrizität

Vor langer Zeit, bevor der Strom verstanden wurde, bemerkten die Menschen seltsame Dinge beim Zusammenreiben von Materialien.Wenn Sie zum Beispiel einen Glasstab mit Seide reiben, stochen Stab am Stoff, auch nachdem sie auseinander gezogen wurden.Etwas Unsichtbares hatte sich verändert.Das gleiche passierte mit anderen Gegenständen.Das Reiben eines Ballons an den Haaren ließ den Ballon an einer Wand kleben.Mit Wolle geriebenes Wachs kann Papier oder Staub anziehen.Die Leute wussten nicht warum, aber es hat eindeutig funktioniert.

Abbildung 2. statischer Strom und Anziehungskraft zwischen Materialien.

Später bemerkten die Leute, dass das Reiben von zwei der gleichen Dinge wie zwei Glasstangen sie voneinander entfernt ließ.Aber das Reiben verschiedener Dinge wie Glas und Wachs ließ sie anziehen.

Dies zeigte ein Muster: gleiche Materialien, die abgestoßen wurden (abgeschoben), verschiedene Materialien angezogen.

Abbildung 3. Anziehungskraft zwischen Wachs und Wolltuch nach dem Reiben

Sortieren von Materialien nach VerhaltenR - Wissenschaftler begannen, Materialien zu sortieren, basierend darauf, wie sie nach dem Reiben handelten.Einige wurden immer in Richtung geriebenes Wachs gezogen und aus geriebenem Glas weggeschoben.Andere haben das Gegenteil gemacht.Kein Material tat beide oder blieb neutral.Dies zeigte, dass das Reiben zwei Arten von elektrischer Ladung verursachte.

Die Tücher veränderten sich auch - Die zum Reiben von Seide und Wolle verwendeten Tücher zeigten ebenfalls ein seltsames Verhalten.Zwei Seidenstücke, die nach dem Reiben von Glas sich gegenseitig abgeschafft haben.So auch zwei Wolltücher nach dem Reiben von Wachs.Dies bedeutete, dass das Reiben sowohl das Objekt als auch das Tuch beeinflusste.Etwas bewegte sich zwischen ihnen.

Kein Schaden, aber große Veränderungen - Die geriebenen Gegenstände sahen nicht anders aus, ohne Markierungen oder Schäden, aber sie haben eindeutig anders gearbeitet.Frühe Wissenschaftler vermuteten, dass sich beim Reiben so etwas wie eine unsichtbare Flüssigkeit bewegte und die Anziehung oder Abstoßung verursachte.

Abbildung 4. elektrostatische Abstoßung

Dufays zweiladige Idee - Ein Wissenschaftler namens namens Charles Dufay studierte das genau.Er stellte fest, dass das Reiben zwei Arten von Anklage erzeugte.Abhängig von den Materialien wurden einige Gegenstände immer zusammengezogen, während andere auseinander schob.Er glaubte, dass unsichtbare Flüssigkeiten zwischen Materialien getauscht wurden.

Franklins Einflüssigkeitsmodell - Später, Benjamin Franklin hatte eine einfachere Idee.Er dachte, es gäbe nur eine Art von Flüssigkeit, nicht zwei.Wenn etwas Flüssigkeit verloren hat, wurde es negativ aufgeladen.Wenn es Flüssigkeit gewann, wurde es positiv aufgeladen.Franklin dachte, Wolle zog Flüssigkeit aus Wachs und ließ das Wachs weniger so Wachs negativ.Obwohl wir jetzt wissen, dass es nicht flüssig ist, sondern Elektronen, die sich bewegen, verwenden wir heute seine Begriffe positiv und negativ.

Abbildung 5. Anziehung zwischen einem Wachsblock und einer Glastruppe

Messung der Ladungskraft - in den 1780er Jahren, Charles Coulomb gebaute Werkzeuge, um zu messen, wie stark die Kräfte zwischen den Ladungen waren.Er stellte fest, dass die Anklage anzieht oder mit großer Kraft abfällt, die noch stärker als die Menschen vorgestellt wurden.Er nannte die Einheit der elektrischen Ladung eine Coulomb.Eine Coulomb ist eine große Menge an Gebühren.

Winzige Gebühren, große Zahlen - Coulomb zeigte auch, dass die Ladung in kleinen, zählbaren Teilen kommt.Ein Elektron trägt eine winzige Menge Ladung nur etwa 1,6 × 10⁻¹⁹ Coulomben.Es dauert ungefähr 6,25 × 10¹⁸ Elektronen, um eine Coulomb herzustellen.Diese winzige Ladung, die als Elementarladung bezeichnet wird, ist die kleinste Ladungseinheit in der Natur.

Abbildung 6. Abstoßung zwischen ähnlichen Tüchern

Von Flüssigkeiten bis zu Elektronen - Franklins Flüssigkeit bestand wirklich aus Partikeln, die als Elektronen bezeichnet wurden.Der Name stammt aus dem griechischen Wort für Bernstein, von dem alte Menschen wussten, dass sie nach dem Reiben Staub anziehen konnten.Diese Änderung von Erraten über Flüssigkeiten zum Verständnis von Elektronen gab uns die Wissenschaft, die wir heute nutzen, um statische Elektrizität zu erklären.

Ist statischer Strom gefährlich?

In Branchen wie Medizin, Drucken und Herstellung von Kleidung kann statischer Strom mehr als nur kleine Funken verursachen.Es kann durcheinander gebracht werden, wie Dinge gemacht werden, Staub oder Schmutz einziehen und Materialien beschädigen.

Zum Beispiel können Pulver auf die falsche Weise an Oberflächen festhalten, Papier kann in Druckern verkleinern oder nicht an der Stelle sein, und Stofffäden können sich beim Weben seltsamerweise bewegen.In diesen Situationen ist die Kontrolle von Static nicht nur um Sicherheit, sondern auch um die Arbeit der Arbeit und die hohe Qualität.

Um mit diesen Problemen umzugehen, verwenden viele Arbeitsplätze spezielle Werkzeuge, um statischen Strom zu steuern.Ionisierende Gebläse entfernen zusätzliche Ladung aus der Luft.Die Feuchtigkeitskontrolle fügt Feuchtigkeit hinzu, was dazu beiträgt, dass die statische Aufstellung von Statisch verhindern kann.Dinge wie antistatische Böden, Schuhe und Kleidung helfen dabei, plötzliche Funken zu verhindern.

Training ist ebenfalls erforderlich.Die Leute sollten nicht nur wissen, welche Tools verwendet werden sollen, sondern auch, warum die Verwendung von ihnen von Bedeutung ist.

Im Alltag ist statischer Strom normalerweise nur ein kleines Problem.Aber an Orten mit brennbaren Materialien oder empfindlichen Geräten kann es zu einer versteckten Gefahr werden.Der beste Weg, um sicher zu sein, besteht darin, die richtigen Geräte zu verwenden, gutem Stil zu folgen und sicherzustellen, dass jeder die Risiken versteht.Wenn diese Dinge richtig gemacht werden, wird statischer Strom zu etwas, das wir sicher steuern können.

Aus welchen Atomen besteht aus?

Abbildung 7. Modell eines Atoms

Statische Elektrizität tritt auf, wie Atome gebaut werden und wie sich ihre Teile insbesondere die Elektronen verhalten.Statische Elektrizität ist das Ergebnis von Elektronen, die sich zwischen Atomen auf verschiedenen Oberflächen bewegen.Das Verhalten von Elektronen, wie leicht sie sich bewegen und wie sie die Ladung von Atomen beeinflussen, ermöglicht statische Elektrizität.Atome brechen nicht auseinander oder ändern ihre Identität während des statischen Aufbaus nicht.Nur die Elektronen verschieben sich.Diese kleine Bewegung erzeugt das elektrische Ungleichgewicht, das zu sichtbaren oder gefühlten statischen Effekten führt.

Jedes Objekt, Material und jede Substanz besteht aus Atomen, die kleinsten Einheiten, die während der Reaktionen die chemische Identität aufrechterhalten.Atome sind unglaublich klein, über das hinaus, was selbst hochrangige optische Mikroskope erkennen können.Sie bilden jedoch die Grundlage für alles um uns herum, von der Luft, die wir in Maschinen zu den Metallen atmen.

Obwohl Atome so klein sind, sind Atome nicht unteilbar.Jedes Atom besteht aus drei Arten von Subatompartikeln: Protonen, Neutronen und Elektronen.Diese Komponenten unterscheiden sich in Masse, Ladung und Verhalten.

• Protonen sind im Kern gefunden und tragen eine positive Ladung.

• Neutronen Ebenfalls im Kern gelegen, haben keine Ladung.

• Elektronen Umkreisen Sie den Kern und tragen Sie eine negative Ladung.

Nehmen Sie das Kohlenstoffatom als Beispiel.Es enthält:

6 Protonen und 6 Neutronen, die fest in seinem Kern gepackt sind.

6 Elektronen in einer umgebenden Wolke lose angeordnet.

Der Kern macht den größten Teil der Masse des Atoms aus und nimmt nur sehr wenig Platz ein.Außerhalb dieses dichten Zentrums befindet sich meist leerer Raum, durch den sich Elektronen auf probabilistischen Wegen und nicht auf festen Umlaufbahnen bewegen.

Die Anzahl der Protonen In der Mitte eines Atoms (genannt der Kern) entscheidet sich, welches Element es ist.Wenn Sie diese Nummer ändern, erhalten Sie ein anderes Element.Wenn Sie beispielsweise drei Protonen von einem Lead -Atom wegnehmen, verwandelt es sich in Gold.Aber das ist wirklich schwer.Das liegt daran, dass Protonen mit einer starken Kraft sehr fest zusammengeklebt sind.Es braucht viel Energie, um sie viel mehr zu bewegen oder zu ändern als bei alltäglichen chemischen Reaktionen.Diese Art von Veränderung tritt nur bei Kernreaktionen auf.

Neutronen Ändern Sie nicht, welches Element ein Atom ist, aber sie ändern sein Gewicht und wie stabil es ist.Wenn Sie Neutronen hinzufügen oder wegnehmen, erhalten Sie verschiedene Versionen desselben Elements.Diese Versionen werden Isotope genannt.Einige Isotope sind stabil und bleiben gleich, während andere nicht stabil sind und im Laufe der Zeit zusammenbrechen und Energie abgeben.Obwohl Isotope unterschiedliche Gewichte haben, wirken sie bei chemischen Reaktionen fast gleich, da sie die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen haben.

Elektronen anders handeln.Im Gegensatz zu Protonen und Neutronen, die in der Mitte des Atoms stecken bleiben, sind Elektronen außen und werden nicht sehr fest gehalten.Es braucht nicht viel Energie, um sie hinzuzufügen oder zu entfernen.Sogar etwas Einfaches, wie ein Ballon an Ihrer Kleidung, kann Elektronen von einer Sache in eine andere bewegen.

Dieser Verlust oder der Gewinn der Elektronen verändert den elektrischen Gleichgewicht des Atoms.Ein Atom mit weniger Elektronen als Protonen wird positiv aufgeladen, während ein Atom mit zusätzlichen Elektronen negativ geladen wird.Diese geladenen Atome werden als Ionen bezeichnet und elektrisch aktiv.

Atome bleiben neutral, wenn sie die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen haben.Dieses Gleichgewicht hält sie stabil.Zum Beispiel hat ein Kohlenstoffatom sechs Protonen, so dass es normalerweise auch sechs Elektronen hat.Aber wenn so etwas wie Reiben passiert, wie ein Ballon an Ihrem Hemd -Elektronen zu reiben, kann sich Elektronen von einer Sache in eine andere bewegen, und das Gleichgewicht bricht.

Das Ding, das Elektronen gewinnt, wird negativ aufgeladen.Derjenige, der Elektronen verliert, wird positiv aufgeladen.Auf diese Weise funktioniert statischer Elektrizität. Es sind nur winzige Partikel, die sich herum bewegen und Kräfte erzeugen, die Sie fühlen können.

Protonen und Elektronen haben Ladungen, die gleich stark sind, aber entgegengesetzt sind.Deshalb ziehen sie sich aufeinander zu.Aber zwei Protonen schieben sich voneinander weg, und zwei Elektronen tun dasselbe.Diese Push-and-Pull-Kräfte ereignen sich auch dann, wenn die Partikel sehr nahe beieinander liegen.

Im Kern sitzen viele Protonen nahe beieinander.Da sie alle eine positive Gebühr haben, sollten sie sich gegenseitig auseinander schieben.Aber sie tun es nicht.Eine sehr starke Kraft, die die Kernkraft genannt wird, hält sie zusammen.Es ist stärker als der Druck, funktioniert aber nur über winzige Entfernungen.Ohne diese Kraft würden Atome auseinanderfallen und nichts auf der Welt könnte existieren.

Vor langer Zeit dachten Wissenschaftler wie Benjamin Franklin, dass das Reiben von Dingen eine spezielle elektrische Flüssigkeit bewegte.Was wirklich geschah, war die Bewegung von Elektronen.Franklin konnte die Partikel nicht sehen, aber er bemerkte, dass ein Objekt etwas gewann und der andere etwas verlor.

Heute wissen wir, dass Elektronen elektrische Ladung tragen.Wenn sich die Elektronen an einem Ort bewegen oder stapeln, verursachen sie Dinge wie kleine Schocks, wenn Sie einen Türknauf oder sogar große Dinge wie Blitz berühren.Es ist keine Flüssigkeit, es sind winzige sich bewegende Partikel, die erklären, wie sich Atome verhalten und wie statischer Strom funktioniert.

Wie führt das Ungleichgewicht des Ladung statisch?

Einige Leute denken, negativ bedeutet, dass etwas fehlt.Negativ bedeutet negativ, dass es zusätzliche Elektronen hat.Obwohl die Begriffe verwirrend sein können, werden sie immer noch in der Wissenschaft eingesetzt, weil sie es schon lange gibt.

Im Jahr 1832 zeigte Michael Faraday, dass statischer und aktueller Strom wirklich die gleiche Art von Energie sind.Beide betreffen Elektronen.Der Unterschied ist:

• Statischer Strom: Elektronen bleiben an einem Ort.

• Strom Elektrizität: Elektronen bewegen sich durch Drähte.

Statische Elektrizität kann an einigen Stellen gefährlich sein.Sprengstoffe können von einem kleinen statischen Funken ausgehen, sodass Material wie Graphit hinzugefügt werden, um den Aufbau zu verhindern.Die Elektronik kann durch einen winzigen statischen Schock beschädigt werden.Aus diesem Grund tragen Arbeiter antistatische Handgelenksgurte, verwenden geerdete Matten und befolgen bei der Behandlung von Mikrochips Sicherheitsregeln.

Während einige Maschinen wie elektrostatische Motoren statische Ladung laufen können, sind sie nicht effizient.Die Ladung fließt nicht einfach, daher ist es schwierig, sie am Laufen zu halten.Aus diesem Grund verwenden wir keinen statischen Strom, um Häuser oder Maschinen zu versorgen.

Obwohl es schwer zu steuern ist, ist statischer Elektrizität in einigen Werkzeugen nützlich:

Drucker und Kopierer: Verwenden Sie statisch, um Toner auf Papier zu bewegen.

Elektrostatische Luftfilter: Fangen Sie Staub und Schmutz mit geladenen Tellern ein.

Van de Graaff Generatoren: Erstellen Sie Hochspannungen für Wissenschaftsexperimente.

Am Ende stammt statischer Strom von Elektronen, die sich von einem Material zum anderen bewegen.Egal, ob sie sich wieder vergeben oder sich wieder bewegen, sie verursachen viele Effekte von einem Ballon, der an einer Wand, bis zum Zap von einem Türknauf, auf die Sicherheitsausrüstung in der Elektronikarbeit.

Statische Elektrizität hat echten Gebrauch

Abbildung 8. Statische oder elektrische Gefahren

Obwohl statischer Elektrizität für kleine Schocks oder Kleidung bekannt ist, die zusammenkleben, hat er auch echte Verwendungszwecke.Es kann eine elektrische Ladung ohne stetigen Fluss aufbauen und halten, was es hilfreich macht, um winzige Partikel in Häusern und Fabriken zu ziehen, zu halten oder zu schieben.

Luftreinigung und Partikelsammlung

Eine häufige und nützliche Möglichkeit zur Verwendung statischer Elektrizität ist die Luftreiniger.Diese Maschinen verwenden nicht nur Filter, um Staub zu fangen.Stattdessen geben sie winzige Dinge in der Luft wie Staub, Pollen oder Rauch eine elektrische Ladung.Sobald diese Partikel geladen sind, bewegen sie sich durch Metallplatten, die die entgegengesetzte Ladung haben.Die Platten ziehen die Partikel hinein und halten sie dort.Dies hilft, die Luft zu reinigen, indem diese Partikel herausgenommen werden.

Dieses Prinzip wird verwendet in:

• Elektrostatische Luftreiniger in Häusern und Büros, in denen Allergene und Staub aus Innenluft erfasst werden.

• Elektrostatische Abfälle in Industrieanlagen, in denen Rauch und feiner Staub aus Abgase entfernt werden, bevor sie in die Umwelt gehen.

Statisch in der Elektronik verwalten

Statische Elektrizität kann bei Luftfiltern nützlich sein, aber für die Elektronik gefährlich sein.Teile Teile in Computern und anderen Geräten wie Chips und Schaltungen können durch einen kleinen statischen Schock leicht beschädigt werden.Möglicherweise spüren Sie den Schock nicht, aber er kann trotzdem die Teile brechen oder sie aufhören, ordnungsgemäß zu arbeiten.In der Elektronikherstellung und Reparaturumgebungen sind vorbeugende Maßnahmen Standardpraxis.

Dazu gehören:

• Antistatische Handgelenksgurte, die die statische Anklage von einem Arbeitnehmerkörper sicher zu Boden entziehen.

• Leitfähige Arbeitsmatten, die eine geerdete Oberfläche für den Umgang mit Komponenten bieten.

• Erdungsdrähte auf Ausrüstung und Bänken, um sicherzustellen, dass überschüssige Static keine Chance hat, sich aufzubauen.

Diese Sicherheitsschritte sind sehr historisch.Ohne sie kann auch ein kleiner Funke Teile schädigen, das System seltsam handeln lassen oder eine Leiterplatte überhaupt nicht arbeiten.

Brandgefahren in brennbaren Umgebungen

Die statische Ladung birgt auch eine ernsthafte Gefahr beim Umgang mit brennbaren Flüssigkeiten und Gasen.Wenn Kraftstoffe oder Chemikalien durch Schläuche, Düsen oder Rohrleitungen fließen, kann sich die Reibung zwischen der Flüssigkeit und der inneren Oberfläche der Geräte ansammeln.

Dies ist besonders riskant, wenn:

• Übertragung von Benzin, Lösungsmitteln oder Industriechemikalien

• Laden oder Entladen von Tankern oder Speicherschiffen

• Pumpvorgänge in Umgebungen mit Luftstaub oder Dampf

Wenn der aufgebaute statische einen leitenden Pfad wie eine Metallanpassung, einen Arbeitnehmerkörper oder die nahe gelegenen Geräte sofort entlassen kann.An Orten, an denen brennbare Dämpfe vorhanden sind, kann diese einzelne Entladung eine Explosion oder ein Feuer entzünden.

Statische Elektrizität kann nützlich sein, aber auch gefährlich sein.Wenn wir es steuern, funktioniert es gut, es kann helfen, die Luft zu reinigen, kleine Partikel zu bewegen und spezielle Maschinen zu betreiben.Aber wenn wir es nicht kontrollieren, insbesondere in der Nähe von Elektronik oder Dingen, die verbrennen können, kann dies zu Problemen führen.Um sicher zu bleiben, ist es gut zu wissen, wo sich die Gebühr aufbaut, wie sie sich bewegen oder springen kann und welche Schritte erforderlich sind, um sie zu stoppen oder sicher zu benutzen.

Wie statisch baut sich Sturmwolken auf?

Abbildung 9. statische Stromanbindung in der Atmosphäre

Der Aufbau statischer Elektrizität in Sturmwolken folgt dem gleichen Grundmechanismus in alltäglichen Umgebungen, tritt jedoch über einen viel größeren und viel mehr Energie auf.Es beginnt, wenn warme, feuchte Luft von der Erdoberfläche steigt und sich in kältere Regionen der oberen Atmosphäre bewegt.Diese Aufwärtsbewegung fällt oft mit absteigenden Säulen mit kalter Luft zusammen.

Wo sich diese gegnerischen Luftmassen treffen, erzeugen sie intensive Turbulenzen in der Wolke.Tröpfchen, Eiskristalle und superkühles Wasser kollidieren schnell in der wirbelnden Luft.Diese physikalischen Auswirkungen in Kombination mit Temperaturunterschieden, Partikelgröße und Bewegung führen dazu, dass Elektronen von einem Partikel auf ein anderes übertragen werden.

Wie bilden sich Gebühren in einer Wolke?

Wenn die Kollisionen fortgesetzt werden, entsteht ein Muster.Kleinere Eispartikel erhalten tendenziell positive Ladung und werden durch starke Aufwinde nach oben gedrückt, während größere, schwerere Partikel in Richtung des unteren Teils der Wolke fallen und überschüssige Elektronen tragen.Diese allmähliche Trennung der Ladung führt dazu, dass die Spitze der Wolke überwiegend positiv wird und die untere Region stark negativ wird.

Je mehr die Partikel ineinander stoßen, besonders wenn Wassertröpfchen einfrieren und in die Hagel der Ladung werden, desto stärker.Dies geschieht weiter, bis ein großer Unterschied in der elektrischen Ladung in der Wolke besteht.

Was fängt an blitzschnell?

Unter normalen Bedingungen fungiert die Luft zwischen diesen geladenen Regionen als Isolator und verhindert, dass die Ladungen sofort neutralisiert werden.Mit zunehmender Ladungstrennung verstärkt sich das elektrische Feld innerhalb der Wolke.Schließlich wird das Feld stark genug, um die Isoliereigenschaften der Luft zu überwinden.

Wenn diese Schwelle gekreuzt wird, wird die Luft selbst leitend und ermöglicht es den Elektronen, sich plötzlich über die Lücke zu bewegen.Diese schnelle Energieabgabe ist das, was wir als Blitz betrachten.Es kann von Cloud zu Cloud oder zwischen der Wolke und dem Boden wandern, je nachdem, wo sich die stärkste entgegengesetzte Ladung befindet.

Statische Entladung jenseits des Sturms

Während Blitz das dramatischste Beispiel ist, treten kleinere Formen der statischen Entladung um uns herum auf.Zum Beispiel einen Ballon an den Haaren reiben und Elektronen an den Ballon übertragen.Sobald der Ballon aufgeladen ist, kann er wie eine Wand durch elektrostatische Anziehungskraft an nahe gelegenen Oberflächen festhalten.Papierstücke können in Richtung des geladenen Objekts springen, und die Haarstränge können heben und trennen.

Diese Effekte sind milder, aber der Mechanismus ist der gleiche: Reibung führt zu einer Übertragung von Elektronen, ein Ungleichgewicht entsteht und eine Entladung tritt auf, wenn ein Pfad verfügbar ist.Der Unterschied liegt in der Skala, was unsichtbar in der Luft während eines Gewitters passiert, das sich bei einfachen täglichen Aktionen in kleinerem Maßstab sichtbar abspielt.

Gleiche Regeln, unterschiedliche Effekte

Unabhängig davon, ob sich die Elektronen zwischen den Sturmpartikeln über oder zwischen Socken und Teppich nach unten verschieben, bleibt der Kernprozess unverändert.Kontakt, Reibung und Trennung führen zu einem Aufbau statischer Ladung.Wenn sich ein genügend Ungleichgewicht ansammelt und wenn ein leitender Pfad verfügbar ist, wird die Ladung in Form einer Entladung entweder ein kleines Knistern oder einen leistungsstarken Blitz freigesetzt.

Von einem Ballon, der an einer Wand bis hin zu einem Blitz, der den Himmel beleuchtet, folgt statische Elektrizität dieselben Grundregeln, die von der Bewegung der Elektronen, der Anhäufung der Ladung und der Schlussfolgerung, wenn die Bedingungen richtig entlädt werden.

Statisch bei trockenem Wetter

Abbildung 10. statisch bei trockenem Wetter

In feuchten Luft hilft Feuchtigkeit in der Umwelt, statische Gebühren von Oberflächen freizusetzen.Wassermoleküle in der Luft setzen sich auf Haut, Kleidung, Teppiche und andere Materialien und erzeugen einen dünnen, unsichtbaren Pfad, der es ermöglicht, die aufgebaute Ladung langsam abzulösen.Dies verringert die Wahrscheinlichkeit plötzlicher Entladungen.

Bei trockenem Wetter, insbesondere im Winter, wenn Innenheizung die Luftfeuchtigkeit senkt, verschwindet dieser natürliche Weg.Die Luft hält wenig bis gar keine Feuchtigkeit und die Oberflächen bleiben trocken.Infolgedessen halten Objekte und der menschliche Körper die elektrische Ladung fest, anstatt sie abtropfen zu lassen.

Während der Routinemaßnahmen, die über einen Teppich gehen, von einem Pullover rutschen oder gegen Plastikoberflächen die Reibung bürsten, übertragen die Elektronen.An trockenen Tagen bleibt diese Ladung gefangen.Kleidung aus synthetischen Stoff, Plastikmöbeln und Gummi-Soled-Schuhen begrenzt die Dissipation weiter, sodass die Ladung im Laufe der Zeit stärker wird.

Je länger der Körper oder ein Objekt diese Ladung hält, desto höher ist die Spannung.Wenn Sie nach etwas leitender wie einem Metalltür oder einer anderen Person greifen, springt die Anklage plötzlich über die Lücke.Dies führt zu einem schnellen Funken oder einem leichten Schock.Die Entladung ist kurz, aber spürbar, da die aufgebaute Energie schließlich einen Weg zum Flucht findet.

Trockene Luft erzeugt nicht die statische, die die Fluchtwege einfach entfernt.Ohne Feuchtigkeit, um die Ladung sicher auszubreiten, setzt sich der Aufbau fort, bis die Luft selbst unter Druck ausbricht und die Ladung springen lässt.Aus diesem Grund sind Stoßdämpfer in Trockensaison und Innenumgebungen mit geringer Luftfeuchtigkeit häufiger.

Abschluss

Statische Elektrizität mag klein und harmlos erscheinen, aber es ist eine kraftvolle Kraft um uns herum.Es beginnt mit winzigen Partikeln, die als Elektronen bezeichnet werden, die sich zwischen Objekten bewegen, oft nur aus etwas so Einfachem wie zwei Materialien.Wir sehen es auf unterhaltsame Weise, wie Haare im Stehen und ernsthafte Weise wie Funken, die Brände verursachen oder die Elektronik beschädigen können.Wir nutzen dieses Wissen jetzt, um Fabriken sicher zu halten, unsere Luft zu reinigen und empfindliche Geräte zu schützen.Sobald Sie verstanden haben, wie statisch funktioniert, machen diese kleinen Zaps und klebrigen Luftballons viel sinnvoller und zeigen, wie aktiv die unsichtbare Welt von Elektrizität wirklich ist.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Warum geschieht statischer Strom im Winter mehr?

Statische Strom baut im Winter mehr auf, weil die Luft trockener ist.Trockene Luft hat weniger Feuchtigkeit, sodass die elektrische Ladung nicht leicht wegläuft.Infolgedessen bleibt die Gebühr länger auf Ihrem Körper oder Ihrer Kleidung und ist eher als Funke entlassen.

2. Kann statischer Strom dich verletzen?

Für die meisten Menschen ist statischer Strom nur ein schneller Schock und nicht schädlich.In seltenen Fällen kann es jedoch Brände auslösen, empfindliche Elektronik schädigen oder Menschen mit bestimmten Gesundheitszuständen wie Nervenproblemen Beschwerden verursachen.

3. Warum schaffen synthetische Stoffe statischer?

Synthetische Materialien wie Polyester lassen die elektrische Ladung nicht leicht entweichen.Wenn sie zusammen oder an der Haut gerieben werden, lassen sie Elektronen aufbauen, was zu statischeren als natürlichen Stoffen wie Baumwolle oder Wolle führt.

4. Können Sie statische Strom vollständig verhindern?

Nein, Sie können es nicht vollständig aufhalten, aber Sie können es reduzieren.Das Tragen natürlicher Fasern, das feuchte Innenluft, die Verwendung von antistatischen Sprays und das Erde, bevor Sie Metall berühren, kann dazu beitragen, die statische Kontrolle zu kontrollieren.

5. Warum verursacht das Berühren von Metall einen Schock?

Metall ist ein guter Leiter.Wenn Sie es nach dem Aufbau von Gebühren berühren, bewegen sich Ihre Elektronen plötzlich zum Metall.Diese schnelle Energieübertragung erzeugt den scharfen Funken oder Zap, den Sie fühlen.

6. Können statische Elektrizität Telefone oder Laptops beschädigen?

Ja.Eine kleine statische Entladung kann die winzigen Schaltungen in Telefonen, Laptops oder anderen Elektronik beschädigen.Aus diesem Grund verwenden Reparaturarbeiter antistatische Handgelenksbänder und Erdungsmatten, um sicher zu sein.

7. Stoppt Wasser statischer Elektrizität?

Ja, Wasser hilft.Feuchtigkeit in der Luft oder auf Oberflächen verleiht einen statischen Strom einen Weg, um langsam wegzulaufen.Deshalb haben feuchte Umgebungen normalerweise weniger statische Aufbauten.

8. Können Haustiere auch statische Schocks fühlen?

Ja, Tiere können statische Schocks spüren, insbesondere bei trockenem Wetter.Haustierfell kann die Gebühr tragen und sie werden möglicherweise beim Berühren oder beim Springen von Möbeln zappig.

9. Warum stehen meine Haare mit statischer Weise auf?

Wenn Ihr Haar zusätzliche Elektronen vom Reiben bekommt (wie bei einem Hut oder Ballon), wird jedes Haar negativ aufgeladen.Da wie die Anklage abgewiesen wird, schieben sich die Haare voneinander ab und stehen auf.

10. Wird statischer Strom in lustigen Wissenschaftsexperimenten eingesetzt?

Absolut!Geräte wie der Van de Graaff Generator werden in Klassenzimmern verwendet, um zu zeigen, wie sich statische Gebühren aufbauen.Dies kann dazu führen, dass Ihr Haar steigt oder Funken sichere Möglichkeiten erzeugt, um Elektrizität in Aktion zu sehen.