Jak vzniká statická elektřina: Podrobná fakta

Statická elektřina není nic jiného než akumulace statického náboje. Tento článek poskytuje podrobný přehled o tom, jak vzniká statická elektřina.

Oddělení nábojů ve statické elektřině může být generováno několika způsoby, jako je kontaktně indukovaná separace náboje (triboelektrický efekt), teplem indukovaná separace náboje (pyroelektrický efekt), tlakem indukovaná separace náboje (piezoelektrický efekt) nebo nábojem indukovaná separace náboje ( elektromagnetická indukce).

Statická elektřina najde různé aplikace v oblasti kontroly znečištění, osvěžovačů vzduchu atd. Proberme si to podrobně.

Přečtěte si více o tom, co způsobuje statickou elektřinu: v těle, domě, vzduchu, oblečení, zima 

Je statická elektřina užitečná?

Kromě jiskry, kterou si všimneme statická elektřina a diskuse o tom, jak vzniká statická elektřina, má širokou škálu výhod v našem každodenním životě.

Statická elektřina se používá v:

• Tiskárny a kopírky
• Osvěžovače vzduchu
• Van de Graaffův generátor
• Auto malba
• Kontrola znečištění

Tiskárny a kopírky

Kopírky jsou stroje, které pracují na principu statická elektřina vytvářet kopie dokumentů nebo jiných vizuálních obrázků velmi rychle a snadno. Zařízení je konstruováno tak, že na fotoreceptorovém bubnu a kopírovacím papíru vznikají kladné náboje. Kopírovací papír je místo, kde budou obrázky vytištěny. Prášek, který přenáší obraz ze zdroje na kopírovací papír, známý jako toner, bude záporně nabitý.

Protože se opačné náboje vzájemně přitahují, toner přenese obraz na kopírovací papír a lze vytvořit požadovaný kopírovaný dokument nebo obrázek. Takto fungují tiskárny a kopírky statická elektřina.

Osvěžovače vzduchu

Osvěžovače vzduchu na pracovištích využívají k čištění okolního vzduchu statickou elektřinu. Ionizátory vzduchu se často kupují do domácností. Prachové částice, kouř nebo jakékoli jiné škodlivé částice ve vzduchu se nabijí, když zařízení tyto částice odstraňuje elektrony. Zařízení obsahuje desku, která je nabitá opačně, než je náboj částic. Protože se opačné náboje přitahují, nežádoucí částice se přitahují k desce, a tím čistí vzduch.

Van de Graaffův generátor

Van de Graaffův generátor pracuje s využitím statické elektřiny a generuje vysoké napětí.

Skládá se z motoru, dvou válečků, izolovaného pásu, kartáčů a kovové koule. Motor otáčí pás kolem válců. Spodní válec je vyroben z materiálu, který má triboelektrické vlastnosti. Když se pás otáčí kolem spodního válce, elektrony z izolovaného pásu jsou zachyceny válcem. Postupně se na válec hromadí další náboje. Nyní tyto náboje odpuzují elektrony od špiček kartáčů. Současně přitahuje elektrony z molekul vzduchu přítomných mezi válcem a sestavou kartáče.

Kladně nabité molekuly vzduchu jsou tedy pásem unášeny ze záporně nabitého válečku, čímž se pás kladně nabíjí a pohybuje se směrem k horním válečkům. Horní válec odpuzuje kladný náboj na pásu. Horní válec se dotýká horního kartáče a kartáč je zase připojen k vnitřku kovové koule. Elektrony na kartáčku jsou přitahovány k pásu; molekuly vzduchu mezi nimi se také rozpadnou a všechny náboje se rozloží na kovové kouli.

Tento elektrostatický efekt je důvodem vzniku vysokého napětí ve van de Graaffově generátoru.

Auto malba

Několik výrobců automobilů lakuje auta pomocí statické elektřiny.

Povrch vozu je nejprve připraven a poté umístěn do lakovací kabiny. Nyní se do barvy dostane elektrický náboj a ta se nastříká do kabiny. Automobil přitahuje nabité částice a je přilepen na karoserii. Jakmile barva zaschne, stane se hladkou a mnohem lépe přilne k povrchu vozu.

Kontrola znečištění

V několika průmyslových odvětvích a továrnách se elektrostatické odlučovače používají k prevenci nebo kontrole emisí nebezpečných částic, které znečišťují vzduch. Tato zařízení fungují na principu statická elektřina.

Špína, kouř nebo škodlivé částice dostávají elektrický náboj. Když tyto procházejí elektrodami, které jsou opačně nabité, částice se přitahují k elektrodě a tím brání znečištění atmosféry.

Jak vzniká statická elektřina: Často kladené otázky

Uveďte některé běžně pozorované každodenní případy triboelektrického jevu.

Triboelektrický efekt je, když třením dvou materiálů v nich vzniká náboj. Příklady tribolelektrického jevu, které jsou běžně pozorovány, jsou:

• Tření skla vinylem
• Tření plastového hřebenu s vlasy
• Tření plastové láhve se sodou vlasy
• Tření způsobené ponožkami na koberci
• Tření vinylové trubky pomocí bavlněného hadříku

Stručně vysvětlete triboelektrické řady.

Triboelektrický efekt je běžně pozorován u izolantů. Izolátory vytvářejí náboje. V triboelektrických sériích získávají materiály ve spodní části řady, když jsou třeny materiálem nahoře, záporný náboj. Van de Graffův generátor je dobrým příkladem triboelektrického jevu.

Také čtení:

• Vede uhlík elektřinu
• Cín vede elektrický proud
• Vidíte statickou elektřinu
• Vede platina elektřinu
• Vede zlato elektřinu
• Elektrické pole vodiče
• Je intenzita elektrického pole konstantní
• Elektrické pole v kondenzátoru
• Vede olovo elektrický proud
• Vede palladium elektřinu