Statische Elektrizität: Wie sie erzeugt wird, Typen, Beispiele

Statische Elektrizität ist die Ansammlung elektrischer Ladung an einem ruhenden Element. Diese Art von Elektrizität manifestiert sich bei Kontakt zwischen der gleichen Anzahl von Protonen (subatomare Teilchen mit positiver Ladung) und Elektronen (subatomare Teilchen mit negativer Ladung).

Normalerweise entsteht dieser Kontakt zwischen Protonen und Elektronen durch die Reibung zweier Elemente mit entgegengesetzten Ladungen. In diesem Moment werden die Auswirkungen statischer Elektrizität auf den Körper sichtbar.

Wie entsteht statische Elektrizität?

Statische Elektrizität entsteht, wenn ein elektrisch überladener Körper den Überschuss an Elektronen, die er enthält, auf einen anderen Körper überträgt. Dies geschieht durch die Freisetzung von Energie.

Der Körper, der die Elektronenentladung empfängt, wird wiederum durch den als elektrostatische Induktion bezeichneten Prozess statisch aufgeladen. Diese Entladung und Ladung von Energie - von einem Körper zum anderen - kann durch Funken oder eine Art mechanische Entladung erfolgen.

Die üblichste Art, statische Elektrizität wahrzunehmen, ist das Reiben zweier elektrisch geladener Körper mit entgegengesetzten Ladungen.

Hier zeigt sich das energetische Gleichgewicht, da der Körper mit einer höheren Elektronenzahl diese Belastung auf den Körper mit einer niedrigeren Elektronenzahl überträgt.

Selbst wenn ein Körper eine sehr hohe elektrostatische Aufladung aufweist, können die Elektronen direkt in das Entladungsobjekt "springen", wodurch aufgrund des dielektrischen Durchschlags der Luft ein Lichtbogen erzeugt wird.

Im Wesentlichen beruht der Elektronentransfer von einem Körper zum anderen auf der grundlegenden Wechselwirkung zwischen Ladungen: Die entgegengesetzten elektrischen Ladungen werden angezogen und die gleichen elektrischen Ladungen stoßen sich gegenseitig ab.

Dadurch können elektrische Ladungen in Abhängigkeit von der von den anderen Körpern induzierten Reaktion von einem Atom auf ein anderes übertragen werden und sich zur Oberfläche der Körper bewegen.

Infolgedessen tritt die Übertragung von Elektronen von dem Körper, der die größte negative Ladung aufweist, zu dem Körper mit weniger negativer Ladung auf, was zu dem elektrostatischen Phänomen führt.

Typen

Statische Elektrizität kann sich je nach Art und Zustand (fest, flüssig, gasförmig) der am Prozess beteiligten Körper unterschiedlich manifestieren. Somit kann statische Elektrizität auf folgende Arten dargestellt werden:

Laden Sie zwischen Festkörpern

Dieser Prozess, auch Triboelektrizität genannt, tritt auf, wenn Elektronen zwischen zwei festen Körpern übertragen werden und erfolgt durch direktes Reiben oder Reibung zwischen beiden Körpern. Zwei Beispiele für diesen Typ sind:

Glaskörperelektrizität

Es bezieht sich auf die elektrische Ladung, die das Glas erhält, wenn seine Oberfläche abgekühlt wird.

Die harzige Elektrizität

Effekt analog zum Glaskörperstrom, der beim Reiben eines Harzes entsteht.

Laden von Flüssigkeiten

Flüssigkeiten können elektrisch geladen werden, indem sie durch Rohre transportiert werden oder indem sie mit festen Partikeln wie Staub in Wechselwirkung treten. In beiden Fällen geht es um Kontakte zwischen Feststoffen und Flüssigkeiten.

Ebenso können sie bei Wechselwirkung mit Gasen elektrostatisch aufgeladen werden. Die Belastung zwischen Flüssigkeiten tritt jedoch nur zwischen sehr isolierenden Flüssigkeiten auf.

Laden von Gasen

Die Gase selbst sind nicht elektrisch geladen. Es ist jedoch üblich, Prozesse zu beobachten, bei denen ein Gas als Transportmittel zwischen festen oder flüssigen Körpern dient.

Auf diese Weise spielen Gase bei solchen Prozessen eine untergeordnete Rolle, da sie nur als Verbindung zwischen den elektrostatischen Lade- und Entladeelementen dienen.

Laden von Pulvern

Aufgrund der Art der Materialien und der Vielzahl der Eigenschaften, Formen und Größen, die bei der Wechselwirkung auftreten können, kommt es häufig zu einem Elektronentransfer zwischen elektrisch geladenen Pulvern.

Echte Beispiele

Statische Elektrizität ist im Alltag vorhanden. Zum Beispiel haben wir alle die Auswirkungen von Kapillarelektrizität beobachtet, die im Volksmund als Frizz oder Borstenhaar bekannt ist.

Hier stellen wir einige reale Beispiele für statische Elektrizität vor, um häufige Fälle aufzudecken, die aus dem Leben selbst extrahiert wurden:

- Blasen Sie einen Luftballon auf, knoten Sie ihn und reiben Sie ihn gegen Ihr Haar, um die Ladung vom Haar auf den Ballon zu übertragen. Sie werden sehen, wie Ihr Haar aufgrund elektrostatischer Aufladung am Ballon haftet und manchmal die Wirkung der Schwerkraft in Frage stellt.

- Etwas Salz oder Pfeffer auf eine ebene Fläche legen. Reiben Sie gleichzeitig einen Plastiklöffel mit einem Wolltuch, um die Ladung vom Tuch auf den Löffel zu übertragen. Dann bringen Sie den Löffel in Richtung Salz oder Pfeffer. Sie werden sehen, wie sich die Partikel aufgrund der Anziehung entgegengesetzter elektrischer Ladungen dem Löffel nähern.

- Führen Sie den Kamm mehrmals über Ihr Haar, insbesondere wenn die Umgebung wenig Feuchtigkeit enthält. Der Kamm wird durch die Übertragung von Elektronen vom Haar zum Kamm mit statischer Elektrizität aufgeladen. Dann bringen Sie den Kamm zu kleinen Stoffteilen: Sie werden sehen, wie diese durch die Anziehung der entgegengesetzten elektrischen Ladungen am Kamm haften.

- Die Strahlen sind eine Form der statischen Elektrizität, da die Wolken, die direkten Kontakt mit den Luftmolekülen haben, eine bestimmte elektrische Ladung annehmen, die sie übertragen müssen, um ihr System auszugleichen. Die einzige Alternative, um den Elektronenüberschuss zu übertragen, besteht darin, diese zusätzliche Ladung durch die Luft auf eine andere Wolke zu übertragen. dort finden die strahlen statt.

Hast du gesundheitliche Risiken?

Statische Elektrizität birgt Gesundheitsrisiken, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.

Laut der Arbeitsschutzbehörde, die im Englischen unter der Abkürzung OSHA bekannt ist, können Hochspannungsentladungen beim Menschen schmerzhafte Schocks auslösen.

Bei plötzlichem Kontakt mit einem elektrostatisch aufgeladenen Gegenstand kann die Ladung durch den Körper der Person fließen und einen elektrischen Schlag verursachen.

In diesem Fall reichen die Folgen von Verbrennungen bis hin zu Herzerkrankungen, abhängig von der Art der statischen Elektrizität im Körper.

Ebenso kann statische Elektrizität eine Zündquelle für brennbare Substanzen sein und empfindliche elektronische Verbindungen beschädigen.