STATICKÁ ELEKTŘINA: JAK SE VYRÁBÍ, TYPY, PŘÍKLADY - FYZICKÝ

Statická elektřina je hromadění elektrického náboje na prvku je v klidu. Tento typ elektřiny se projevuje, když dochází ke kontaktu mezi stejným množstvím protonů (pozitivně nabité subatomické částice) a elektronů (negativně nabité subatomické částice).

Obvykle je tento kontakt mezi protony a elektrony generován třením dvou prvků, které mají opačné náboje. V této době jsou účinky statické elektřiny na těla fyzicky zřejmé.

Jak se vyrábí statická elektřina?

Statická elektřina je produkována, když příliš elektricky nabité tělo prochází přebytečnými elektrony, které ukládá do jiného těla. To se děje prostřednictvím uvolnění energie.

Tělo, které přijímá výboje elektronů, je zase staticky nabíjeno procesem zvaným elektrostatická indukce. K tomuto výboji a náboji energie - z jednoho těla na druhé - může dojít skrz jiskry nebo nějaký typ mechanického výboje.

Nejběžnějším způsobem vnímání statické elektřiny je otření dvou elektricky nabitých těles s opačnými náboji.

Zde je prokázána energetická rovnováha, protože tělo s vyšším počtem elektronů vzdává tento náboj tělu s nižším počtem elektronů.

I když má tělo velmi vysoký elektrostatický náboj, elektrony mohou „vyskočit“ přímo k výbojovému objektu, čímž generují elektrický oblouk v důsledku dielektrického rozpadu vzduchu.

V podstatě je přenos elektronů z jednoho těla do druhého způsoben základní interakcí mezi náboji: protilehlé elektrické náboje přitahují a podobně jako elektrické náboje se navzájem odpuzují.

To umožňuje, aby se elektrické náboje, v závislosti na reakci vyvolané jinými těly, přenesly z jednoho atomu na druhý a pohybovaly se na povrchu těles.

V důsledku toho dochází k přenosu elektronů z těla, které má větší negativní náboj do těla s méně negativním nábojem, což vede k elektrostatickému jevu.

Typy

Statická elektřina se může projevovat různými způsoby v závislosti na povaze a stavu (pevné, kapalné, plynné) těl zapojených do procesu. Statická elektřina se tedy může vyskytovat v následujících formách:

Zatížení mezi pevnými látkami

Tento proces, nazývaný také triboelektifikace, nastává, když jsou elektrony přenášeny mezi dvěma pevnými těly, a to se děje přímým třením nebo třením mezi oběma těly. Dva takové příklady jsou:

Sklovitá elektřina

Označuje elektrický náboj, který sklo získává, když je jeho povrch otřen.

Pryžová elektřina

Účinek analogický sklovité elektřině, ke kterému dochází při tření pryskyřice.

Tekuté plnění

Kapaliny se mohou elektricky nabíjet transportem potrubím nebo interakcí s pevnými částicemi, jako je prach. V obou případech jde o kontakty pevná látka-kapalina.

Rovněž se mohou stát interakcí s plyny elektrostaticky. K nabíjení mezi kapalinami však dochází pouze mezi vysoce izolačními tekutinami.

Plnění plynem

Plyny samy o sobě nejsou elektricky nabity. Je však běžné, že se jedná o procesy, ve kterých plyn slouží jako dopravní prostředek mezi pevnými nebo kapalnými tělesy.

Tímto způsobem plyny hrají v tomto typu procesu vedlejší roli, protože slouží pouze jako spojení mezi elektrostatickým nábojem a vybíjecími prvky.

Práškové nakládání

Je velmi časté, že dochází k přenosu elektronů mezi elektricky nabitým práškem, a to kvůli povaze materiálů a různým vlastnostem, tvarům a velikostem, které mohou při interakci probíhat.

Skutečné příklady

V každodenním životě je přítomna statická elektřina. Například, všichni jsme byli svědky účinků kapilární elektřiny, populárně známé jako kadeřavé nebo špičaté vlasy.

Zde je několik skutečných příkladů statické elektřiny, která odhalí běžné případy ze samotného života:

- Vyhoďte vzduchový balónek, uzlete ho a otřete jej o vlasy, aby se zatížení přeneslo z vlasů na balón. Uvidíte, jak se vaše vlasy přilnou k balónu kvůli elektrostatickému náboji a občas potlačují účinek gravitace.

- Na rovný povrch položte trochu soli nebo pepře. Současně třením plastové lžičky vlněným hadříkem dojde k přenosu náboje z látky na lžičku. Poté přesuňte čajovou lžičku blíže k soli nebo pepři. Uvidíte, jak se částice budou pohybovat směrem k lžičce kvůli přitažlivosti opačných elektrických nábojů.

- Hřeben přesuňte několikrát přes vlasy, zvláště pokud je v prostředí málo vlhkosti. Hřeben bude nabitý statickou elektřinou přenosem elektronů z vlasů do hřebenu. Potom přiveďte hřeben blíže k malým kouskům látky: uvidíte, jak se tyto přilepí na hřeben kvůli přitažlivosti opačných elektrických nábojů.

- Blesk je forma statické elektřiny, protože mraky přímým kontaktem s molekulami vzduchu přijímají určitý elektrický náboj, který musí přenést, aby vyvážily svůj systém. Jedinou alternativou k přenosu přebytečných elektronů je převedení této dodatečné platby do jiného mraku vzduchem; tam se paprsky odehrávají.

Máte zdravotní rizika?

Statická elektřina představuje zdravotní riziko, nejsou-li přijata vhodná opatření.

Podle Správy bezpečnosti a ochrany zdraví při práci, známé podle zkratky v angličtině jako OSHA, mohou v případě výbojů vysokého napětí vyvolat u lidí bolestivé šoky.

Pokud dojde k náhlému kontaktu s elektrostaticky nabitým objektem, může náboj protéct tělem osoby a způsobit elektrický šok.

V takovém případě se důsledky pohybují od popálenin do srdečních chorob, v závislosti na cestě, kterou v těle putuje statická elektřina.

Stejně tak může být statická elektřina zdrojem vznícení hořlavých látek a poškození citlivých elektronických spojení.

Reference

Různé druhy elektřiny (2016). Obnoveno z: atomberg.com
Jak vyrábět statickou elektřinu (2017). Obnoveno z: sciencing.com
Jonassen, N. (2000). Jak se generuje statická elektřina? Pan Static, Compliance Engineering 17, no. 5. Obnoveno z: incompliancemag.com
Lucas, J. (2015). Co je statická elektřina? Obnoveno z: livescience.com
Principy elektřiny: statická a dynamická elektřina (2013). Obnoveno z: redusers.com
Redondo, R. (2018). Slovník elektrotechniky. University of Salamanca. Střední průmyslová škola průmyslového inženýrství. Obnoveno z: electricity.usal.es

STATICKÁ ELEKTŘINA: JAK SE VYRÁBÍ, TYPY, PŘÍKLADY - FYZICKÝ - 2025