Що таке статична електрика, Теоретична електротехніка
Чому так відбувається?
Для того, щоб розібратися, що ж така статична електрика, поговоримо трохи про природу матерії. Або, тобто, з чого складаються предмети навколо нас.
МАТЕРІЯ СКЛАДАЄТЬСЯ З АТОМІВ
Візьмемо обручку з чистого золота. Розріжемо його навпіл і приберемо одну половину. Решту половини розріжемо ще раз і знову приберемо половину. Будемо повторювати так до тих пір, поки не отримаємо зовсім невеликий шматочок золота, який не можна буде побачити без мікроскопа. Проте це, як і раніше, буде шматочок золота. Якщо ми продовжуватимемо ділити цей шматочок знову і знову, то отримаємо найменшу частинку золота, яка тільки можлива. Вона називається атом. Якщо поділити атом на інші, дрібніші частинки, це вже не буде золото.
З ЧОГО СКЛАДАЄТЬСЯ АТОМ?
Отже, з чого ж зроблено атом? У центрі кожного атома є ядро. Ядро і двох видів найдрібніших частинок, званих протонами і нейтронами.
Навколо атома обертається інший вид частинок електрони.
В даний час відомо 115 видів атомів, які відрізняються один від одного тому, що мають різну кількість протонів, нейтронів та електронів.
Будова атома схоже на будову нашої сонячної системи. Ядро є центром атома, подібно до того, як сонце є центром сонячної системи. Електрони обертаються навколо ядра, як і планети навколо сонця. Ядро значно більше, ніж електрони, які знаходяться від нього на значній відстані. У цьому більшість атома це порожній простір. Хоча ця модель не зовсім точна, вона цілком підходить для того, щоб зрозуміти природу статичної електрики.
ЕЛЕКТРИЧНІ ЗАРЯДИ
Протони, нейтронита електрони мають кілька дуже важливих відмінностей один від одного. Вони мають свої унікальні властивості та характеристики. Одна з цих властивостей називається електричним зарядом. Протони мають позитивний заряд, електрони негативні, а нейтрони взагалі не мають заряду (нейтральні). Заряд одного протона дорівнює модулю заряду електрона. Тому коли кількість протонів і нейтронів в атомі однакова, сумарний заряд в атомі дорівнює нулю. Атом нейтральний.
ЕЛЕКТРОНИ МОЖУТЬ ПЕРЕМІЩУВАТИСЯ
Протони та нейтрони в ядрі пов'язані дуже сильним зв'язком. Зазвичай ядро не змінює свого стану. Електрони на зовнішній оболонці атома, навпаки, мають досить слабкий зв'язок із атомом. Вони можуть пересуватися від атома до атома. Атом, який втрачає електрони, має більше позитивно заряджених частинок (протонів) ніж негативних (електронів). Цей атом набуває позитивного заряду. Атом, який приєднує до себе електрони, має більше негативних частинок, ніж позитивних. Цей атом одержує оригінальний заряд. Заряджені атоми називаються іонами.
Атоми деяких матеріалів утримують свої електрони дуже сильно. Електрони у цих матеріалах що неспроможні вільно переміщатися. Такі речовини називають ізоляторами. Пластик, тканина, скло та сухе повітря є хорошими ізоляторами. Інші матеріали утримують електрони набагато слабше. Такі речовини називають провідниками. Більшість металів – добрі провідники.
Як можна перемістити електрони з одного місця на інше? Найпоширеніший спосіб це потерти два предмети між собою. Якщо вони виготовлені з різних матеріалів і обидва є ізоляторами, електрони можуть перейти з одного предмета в інший. Чим більше терти, тим більше перейде електронів, тим більше збільшиться зарядпредметів. Вчені припускають, що електрони переходять з одного предмета в інший не за рахунок тертя, тертя просто збільшує площу зіткнених поверхонь.
Статична електрика це розбаланс позитивних і негативних зарядів.
ЗАРЯДИ ПРИТЯГАЮТЬСЯ
Іноді заряди поводяться цікавим чином. Ви колись чули про те, що протилежності притягуються? Це правда. Два предмети з різноіменними зарядами (позитивним та негативним) будуть притягуватись. Два предмети з однойменними зарядами (позитивними чи негативними) відштовхуватимуться один від одного.
Отже, чому все-таки нас клацає електрикою? Чи наше волосся має заряд статичної електрики? Коли ви знімаєте з себе вовняну шапку, вона треться про ваше волосся. Електрони з волосся переходять у шапку. Отже кожне волосся на вашій голові набуває позитивного заряду. Як відомо, предмети, заряджені однойменними зарядами, відштовхуються. Саме тому ваше волосся намагається відштовхнутися один від одного якнайдалі, на стільки на скільки це можливо. Максимальна відстань між волоссям буде якщо воно буде стояти "дибом".
Коли ви йдете босоніж килимом, електрони переміщаються з килима на вас. Отже зараз ви маєте додаткові електрони (негативний заряд). Ви торкаєтеся металевої дверної ручки і . БА-БАХ. Дверна ручка виготовлена з металу, а метал це провідник. Електрони перескакують із вашої руки на ручку. Відбувається клацання, ніби вас вдарило електричним струмом.
Зазвичай статична електрика проявляє себе взимку, коли повітря дуже сухе. Влітку повітря набагато вологіше. Пари води в повітрі допомагають електронам швидше "піти" від вас, отже ви не можете накопичитиу собі великий електричний заряд.