الکتریسیته ساکن

0

الکتریسیته ساکن به عنوان بار الکتریکی ناشی از عدم تعادل الکترونها روی سطح یک ماده تعریف می شود.
حتی اگر یک جرقه استاتیک ترکیبی از بخار قابل اشتعال و هوا را مشتعل کند ، به درستی نمی توان گفت که الکتریسیته ساکن باعث آتش سوزی یا انفجار شده است (گرچه ما واقعاً این را می گوییم). علت واقعی نشت یا هر اتفاقی منجر به تشکیل مخلوط قابل اشتعال بود. پس از تشکیل مخلوط های قابل اشتعال ، تجربه نشان می دهد که منابع  ignitionfixed-roof tanks   حاوی هیدروکربنهای قابل اشتعال قابل اشتعال هستند.

برق Static عدم تعادل بار الکتریکی در داخل یا سطح یک ماده است. این شارژ تا زمانی که قادر به حرکت با استفاده از جریان الکتریکی یا تخلیه الکتریکی باشد ، باقی می ماند. الکتریسیته ساکن در تقابل با برق فعلی نامگذاری شده است، که از طریق سیم یا سایر رسانا جریان می یابد و انرژی را منتقل می کند .

هر بار که دو سطح با هم تماس داشته و از هم جدا شوند ، می توان بار الکتریکی ساکن ایجاد کرد و حداقل یکی از سطوح از مقاومت بالایی در برابر جریان الکتریکی برخوردار است (و بنابراین عایق الکتریکی است ). اثرات الکتریسیته ساکن برای اکثر مردم آشنا است زیرا افراد می توانند احساس جسارت ، شنیدن و حتی دیدن این جرقه را نشان دهند زیرا بار اضافی هنگام نزدیک شدن به یک رسانای الکتریکی بزرگ (به عنوان مثال مسیر به زمین) یا منطقه ای با بار اضافی از قطبیت متضاد (مثبت یا منفی). پدیده آشنا شوک استاتیک – به طور خاص ترشح الکترواستاتیک  – در اثر خنثی سازی بار ایجاد می شود.

چگونه الکتریسیته ساکن کار می کند؟

عدم تعادل بین بارهای منفی و مثبت در اشیاء.

آیا تا به حال به اتاق خود رفته اید تا از سگ خود حیوان خانگی بگیرید ، اما به جای آن شوکه شده اید؟ شاید شما کلاه خود را در روزهای خشک زمستان برداشته باشید و تجربه “تقویت مو” داشته اید! یا ، شاید شما بعد از مالیدن آن در مقابل لباس خود ، یک چوب بالون روی دیوار درست کرده باشید؟

چرا این اتفاقات می افتد؟ آیا جادو است؟ نه ، این جادو نیست؛ این الکتریسیته ساکن است!

قبل از درک الکتریسیته ساکن ، ابتدا باید اصولتحقیق درباره اتمو مغناطیس را درک کنیم.

مرد جوانی که در کنار ماشین نفوذ الکترواستاتیک هولتز قرار داشت

تمام اشیاء فیزیکی از اتم تشکیل شده اند. درون یک اتم پروتون ، الکترون و نوترون وجود دارد. پروتون ها با بار مثبت ، الکترون ها بار منفی دارند و نوترون ها خنثی هستند.

بنابراین ، همه چیز از اتهامات تشکیل شده است. اتهامات مخالف یکدیگر (منفی به مثبت) را به خود جلب می کند. مانند اتهامات ، یکدیگر را دفع می کنند (مثبت به مثبت یا منفی به منفی). بیشتر اوقات بارهای مثبت و منفی در یک جسم متعادل می شوند که باعث می شود آن شیء خنثی شود.

برق استاتیک نتیجه عدم تعادل بین بارهای منفی و مثبت در یک جسم است. این اتهامات تا زمانی که راهی برای رهاسازی یا تخلیه پیدا نکنند ، می توانند روی سطح یک جسم تقویت شوند. یکی از راه های تخلیه آنها از طریق یک مدار است.

blank
گروهی از زنان جوان که در مدارس عادی ، برق در ساکن مشغول به تحصیل هستند ، واشنگتن دی سی ، 

مالش مواد خاص در برابر یکدیگر می تواند بارهای منفی یا الکترون ها را منتقل کند. به عنوان مثال ، اگر کفش خود را روی فرش مالیده اید ، بدن شما الکترون های اضافی جمع می کند. الکترون ها تا زمانی که آزاد شوند به بدن شما می چسبند. هرچه به دوست خزدار خود برسید و لمس کنید ، شوک می کنید. نگران نباشید ، فقط الکترون های مازاد از شما به حیوان خانگی غیرمترقبه شما رها می شوند.

و چه در مورد این تجربه “افزایش مو”؟ وقتی کلاه خود را برداشته اید ، الکترون ها از کلاه به مو منتقل می شوند و این مدل موی جالب را ایجاد می کنند! به یاد داشته باشید ، اشیاء با همان بار یکدیگر را دفع می کنند. از آنجا که آنها همان بار را دارند ، موهای شما در آخر خواهد ایستاد. موهای شما به سادگی در تلاش هستند تا حد ممکن از یکدیگر دور شوند!

یک تفنگدار دریایی قبل از اتصال یک هویتزر M777 به یک هلیکوپتر CH-53E Super Stallion در حین تمرین یکپارچه با slingload در Marip Corps Base Camp Pendleton ، ۱۲ آوریل ۲۰۱۷ ، از یک گرسنه تخلیه استاتیک برای ترشح الکتریسیته ساکن اضافی استفاده می کند   .

وقتی یک بادکنک را در برابر لباس خود مالش می دهید و به دیوار می چسبید ، مازاد الکترون (بار منفی) را به سطح بادکنک اضافه می کنید. اکنون دیوار نسبت به بادکنک بار مثبت تری دارد. با تماس این دو ، بالون به دلیل قانونی که مخالفان جذب می کنند (مثبت به منفی) می چسبند.

 

برق استاتیک چیست؟

ما برق را به صورت واضح مصرف می کنیم : فراموش می شود که خانه ها ، دفاتر و کارخانه ها فقط از اواخر قرن نوزدهم به این روش تمیز و راحت نیرو داده اند – که در دوره وسیع تاریخ بشریت ، دیگر زمان دیگری نیست. . در قرن نوزدهم پیشکسوتانی چون الساندرو ولتا ، مایکل فارادی ، جوزف هنری و توماس ادیسوناسرار برق ، چگونگی تولید آن و چگونگی ساختن آن را در انجام کارهای مفید فهمید. قبل از آن ، برق عمدتاً یک کنجکاوی بود: دانشمندان برای مطالعه و بازی با دانشمندان بسیار جالب بودند ، اما چیز دیگری وجود نداشت که بتوانند با آن کار کنند. در آن روزها ، افراد با استفاده از چوب یا اجاق گاز ذغال سنگ خانه های خود را می پختند و گرم می کردند و اتاق های خود را با شمع یا لامپ های روغنی روشن می کردند. هیچ چیزهایی مانند رادیو یا تلویزیون ، تلفن های همراه یا رایانه کمتر .

“برق مدرن” که همه چیز را از تلفن موجود در جیب شما گرفته تا مترو سواری به مدرسه یا محل کار خود منتقل می کند ، چیزی است که ما آن را برق فعلی (یا جریان الکتریکی) می نامیم . انرژی آن است که سفر یک فلز سیم را از جایی که آن را تولید (هر چیزی از یک غول پیکر نیروگاه به کوچک باتری ) به چیزی که آن را قدرت (اغلب یک موتور الکتریکی ، حرارت عنصر ، یا لامپ ). برق فعلی همیشه در حال حرکت است و انرژی را از یک مکان به جای دیگر منتقل می کند.

تظاهرات الکتریسیته ساکن: برداشتن تکه های کاغذ با شانه پلاستیکی شارژ.

عکس: یکی دیگر از نمایش های کلاسیک استاتیک: یک شانه پلاستیکی را روی پیراهن خود بمالید و پیدا خواهید کرد که می توانید کاغذهای ریز را انتخاب کنید. کمی شبیه چیدن کاغذهای کاغذی با آهنربا است. اما در جایی که یک آهنربا بتواند یک کاغذ دیواری را برداشته و گیره کاغذی مغناطیسی دیگران را به صورت زنجیر جمع کند ، یک حاکم با استاتیک نمی تواند همان کار را انجام دهد. چرا فکر می کنی؟

قبل از قرن نوزدهم ، تنها نوع برق مردم که واقعاً از آن استفاده می کردند یا سعی در استفاده از آن داشتند ، الکتریسیته ساکن بود. یونانیان باستان فهمیدند که می توان به سادگی با مالش دادن آنها ، “بار” الکتریکی ساکن (ساخت استاتیک) را ایجاد کرد ، اما آنها تصور نمی کردند که می توان از همان انرژی برای تولید ماشینهای سبک یا نیرو استفاده کرد. یکی از افرادی که به برقراری ارتباط بین الکتریسیته ساکن و برق کمک کرد ، دولتمرد ، ناشر و دانشمند آمریکایی بنیامین فرانکلین بود. در سال ۱۷۵۲ ، هنگامی که فرانکلین تلاش کرد تا رمز و رازهای برق را دریابد ، وی با پرواز یک بادبادک در یک رعد و برق طوفان این کار را انجام داد تا بتواند انرژی الکتریکی خود را بدست آورد (کاری که بسیار خطرناک است). پیچ صاعقه ای بادبادک را به زمین می اندازد و اگر عایق بندی نشده فرانکلین بود ، احتمالاً کشته می شد. فرانکلین فهمید که الکتریسیته ساکن که در آسمان جمع می شود ، هنگامی که یک صاعقه رعد و برق آن را به سطح زمین منتقل کرد ، الکتریسیته جاری شد. از طریق تحقیقاتی از این دست او یکی از مشهورترین اختراعات خود را توسعه داد، میله رعد و برق (هادی رعد و برق). کارهای فرانکلین راه را برای انقلاب الکتریکی قرن نوزدهم هموار کرد – و جهان واقعاً وقتی تغییر کرد که افرادی مانند ولتا و فارادی که براساس اکتشافات فرانکلین بودند ، یاد گرفتند که چگونه بخواهند الکتریسیته تولید کنند و باعث شوند کارهای مفیدی انجام دهند.

انرژی پتانسیل و جنبشی

به سرعت ، در گذر ، شایان ذکر است که روش دیگری برای فکر کردن در مورد الکتریسیته ساکن و جریان برق و ارتباط آنها با چیزهایی که قبلاً در مورد انرژی می دانیم وجود دارد . ما می توانیم از الکتریسیته ساکن به عنوان نوعی انرژی بالقوه فکر کنیم : این انرژی آماده ذخیره شده و در انتظار انجام کارهایی مفید برای ما است. در یک روش مشابه ، الکتریسیته فعلی (آزادانه) مشابه انرژی جنبشی است : انرژی در حرکت – البته از نوع الکتریکی. دقیقاً همانطور که می توانید انرژی بالقوه را به انرژی جنبشی تبدیل کنید (به عنوان مثال ، با اجازه دادن به یک جسورتر در یک تپه) ، بنابراین می توانید الکتریسیته ساکن را به الکتریسیته فعلی تبدیل کنید (این همان چیزی است که یک رعد و برق انجام می دهد) و دوباره به عقب برگردید (این چنین یک وان د ژنراتور گراف کار می کند).

چه چیزی باعث ایجاد الکتریسیته ساکن می شود؟

تا چند سال پیش دانشمندان اطمینان داشتند که آنها الکتریسیته ساکن را درک می کنند و دقیقاً چگونه کار می کنند. توضیحات اینگونه پیش آمد …

درست مانند یونانیان باستان ، ما فکر می کنیم برق ساکن ناشی از مالش چیزها است. بنابراین اگر در خانه ای با فرشهای نایلونی و doorknobs فلزی زندگی می کنید ، به زودی خواهید آموخت که بدن شما هنگام قدم زدن در طبقه شارژ ایستایی ایجاد می کند ، که می تواند هنگام لمس یک درب کاروان تخلیه شود و یک شوک الکتریکی کوچک به شما بخورد. در اکثر آزمایش های مدرسه ، ما همچنین با مالیدن چیزها در مورد استاتیک نیز یاد می گیریم. شما احتمالاً آن ترفند را کجا امتحان کرده اید که یک بالون را روی لباس خود مالش دهید تا آن را بچسباند؟ ممکن است از این نتیجه گیری کنید که الکتریسیته ساکن به نوعی با اصطکاک مرتبط است – این همان عمل مالیدن چیزی است که باعث ایجاد انرژی الکتریکی می شود (به همان روشی که اصطکاک می تواند گرما و حتی آتش ایجاد کند).

اثر سه گانه

مالش این مهم نیست بلکه این واقعیت است که ما دو ماده مختلف را با هم در تماس داریم . مالش دو چیز با هم با شور و نشاط به سادگی آنها را در تماس به ارمغان می آورد دوباره و دوباره، و آن این است که تولید الکتریسیته ساکن از طریق یک پدیده شناخته شده به عنوان است triboelectricity (یا اثر برق مالشی). همه مواد از اتم ها ساخته شده اندکه دارای هسته مرکزی مثبت (هسته) هستند که توسط نوعی الکترون “فازی” فازی احاطه شده اند ، که بیت های واقعاً هیجان انگیز هستند. اکنون برخی اتمها نسبت به بقیه الکترونها قدرت بیشتری دارند. مقدار زیادی از شیمی ناشی از این واقعیت است. اگر دو ماده مختلف را در تماس قرار دهیم و دیگری الکترون را بیش از دیگری جذب کند ، امکان دارد که الکترون ها از یکی از مواد به دیگری کشیده شوند. هنگامی که مواد را از هم جدا می کنیم ، الکترون ها به طور مؤثر به ماده ای می روند که آنها را به شدت جذب می کند. در نتیجه ، یکی از این مواد مقداری الکترون اضافی بدست آورده است (و با بار منفی می شود) در حالی که ماده دیگر برخی از الکترون ها را از دست داده است (و با بار مثبت). با سلام ، ما الکتریسیته ساکن داریم! وقتی دوباره و دوباره چیزها را با هم مالش می دهیم ،

چگونه الکتریسیته ساکن از طریق اثر تریالکتریک کار می کند.

عکس: چگونه اثر تری الکتریکی الکتریسیته ساکن را توضیح می دهد: ۱٫ ایبونیت (لاستیک سخت ولکان شده – که در اینجا به عنوان میله سیاه نشان داده شده است) و پشم (به رنگ خاکستری نشان داده شده) معمولاً بار الکتریکی ندارند. ۲) آنها را در تماس قرار داده و ebonite الکترون ها را از پشم جذب می کند. ۳) آنها را از هم جدا کنید و الکترون ها روی ebonite بمانند ، و این باعث می شود که آن را به صورت منفی شارژ کرده و پشم را با کمبود الکترون (یا یک بار مثبت) رها کنید. مالیدن این دو ماده در کنار هم باعث افزایش تماس بین آنها می شود و باعث می شود که الکترون ها از پشم به ebonite منتقل شوند. بار منفی روی ebonite دقیقاً به اندازه بار مثبت روی پشم است. به عبارت دیگر ، هیچ هزینه خالص ایجاد نمی شود.

سری سه گانه

اگر با مواد مختلف آزمایش کنید ، هنگام مالش برخی از آنها بارهای مثبت می گیرند و برخی از آنها بار منفی می گیرند. برخی از مواد نیز نسبت به سایرین بار بیشتری را به دست می آورند. به نظر می رسد که ما می توانیم مواد را مطابق با شارژ آنها بدست آوریم و به نوعی جدول لیگ مواد ارائه دهیم که از مثبت تا منفی باشد. کتابها و صفحات وب مختلف لیست های کمی متفاوت را نشان می دهند ، اما همه آنها به طور گسترده از مواد معدنی (مثبت) از طریق مواردی مانند چوب و کاغذ (خنثی) گرفته تا پلاستیک (منفی) اجرا می شوند. در مورد ترتیب دقیق لیست بیش از حد نگران نباشید. به دلایل مختلف متفاوت خواهد بود (به عنوان مثال نوع شیشه یا مواد افزودنی موجود در لاتکس).

+++++++++ مثبت ++++++++

+ هوا
+ پوست
+ چرم
+ آزبست
+ شیشه
+ میکا
+ کوارتز
+ نایلون
+ پشم
+ خز
+ سرب
+ ابریشم
+ آلومینیوم
۰ کاغذ
۰ پنبه
۰ استیل
۰ چوب
– کهربا
– لاتکس
– لاستیک سخت
– نیکل
– مس
– برنج
– نقره
-طلا
– پلاتین
– پلی استر
– پلی استایرن
– نئوپرن
– ساران (“فیلم چسبیده”)
– پلی اتیلن
– پلی پروپیلن
– پلی وینیل کلراید (PVC)
– سلنیوم
– تفلون
– لاستیک سیلیکون
– Ebonite (لاستیک بسیار سخت آتشفشان)

−−−−−−−− منفی ——–

به این لیست سری triboelectric گفته می شود . هرچه دو ماده از هم در این سری بیشتر باشند ، در صورت جمع شدن آنها ، الکتریسیته ساکن بیشتر ایجاد می شود. اگر دو ماده در این سریال بسیار نزدیک هستند ، مهم نیست که آنها را برای ساختن هرگونه هزینه ای صرف نظر کنید که چقدر سخت آنها را مالیده اید. به نظر می رسد که تأیید کند که الکتریسیته ساکن به معنای مالیدن نیست ، بلکه به ماهیت موادی که با آنها تماس می گیریم نیست.

 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.