FAQ по электротехнике

Вопрос: Что такое статическое электричество?
Ответ:

Вы прошли по ковру, потянулись к дверной ручке и .........БА-БАХ!!! Вас ударило током.

Или, вы вернулись домой в зимнее время сняли шапку и ........ваши волосы встали дыбом.

Почему так происходит?

Всему причина
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Для того, чтобы разобратся, что же все таки такое статическое электричество, поговорим немного о природе материи. Или, другими словами, из чего состоят предметы вокруг нас.

МАТЕРИЯ СОСТОИТ ИЗ АТОМОВ

Возьмем кольцо из чистого золота. Разрежем его пополам и уберем одну половину. Оставшуюся половину разрежем еще раз и снова уберем половину. Будем повторять так до тех пор, пока не получим совсем маленький кусочек золота, который не возможно будет увидеть без микроскопа. Тем не менее это по прежнему будет кусочек золота. Если мы будем продолжать делить этот кусочек вновь и вновь, то получем самую малую частицу золота, которая только возможна. Она называется, атом. Если разделить атом на другие, более мелкие частицы, это уже не будет золото.

ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ АТОМ?

Итак, из чего же сделан атом? В центре каждого атома находится ядро. Ядро состоит из двух видов мельчайших частиц, называемых протонами и нейтронами.

Вокруг атома вращается другой вид частиц – электроны.

В настоящее время извесно 115 видов атомов, которые отличаются друг от друга потому, что имеют различное количество протонов, нейтронов и электронов.

Строение атома схоже со строением нашей солнечной системы. Ядро является центром атома, подобно тому как солнце является центром солнечной системы. Электроны вращаются вокруг ядра, так же как планеты вокруг солнца. Ядро значительно больше чем электроны, которые находятся от него на значительном расстоянии. При этом большая часть атома это пустое пространство. Хотя эта модель не совсем точна, она вполне подходит для того чтобы понять природу статического электричества.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ

Протоны, нейтроны и электроны имеют несколько очень вашных отличий друг от друга. Они емеют свои уникальные свойства и характеристики. Одно из этих свойсвт называется электрическим зарядом. Протоны обладают положительным зарядом, электроны отрицательным, а нейтроны вообще не имеют заряда (нейтральны). Заряд одного протона равен по модулю заряду электрона. По этому когда количество протонов и нейтронов в атоме одинаково, суммарный заряд в атоме равен нулю. Атом нейтрален.

ЭЛЕКТРОНЫ МОГУТ ПЕРЕМЕЩАТСЯ

Протоны и нейтроны в ядре связаны очень сильной связью. Обычно ядро не меняет своего состояния. Электроны на внешней оболочке атома, наоборот, имеют довольно слабую связь с атомом. Они могут передвигаться от атома к атому. Атом, который теряет электроны, имеет польше положительно заряженных частиц (протонов) чем отрицательных (электронов). Этот атом приобретает положительный заряд. Атом, который присоединяет к себе электроны, имеет больше отрицательных частиц чем положительных. Этот атом получает орицательный заряд. Заряженные атомы называются ионами.

Атомы некоторых материалов удерживают свои электроны очень сильно. Электроны в этих материалах не могут свободно перемещаться. Такие вещества называют изоляторами. Пластик, ткань, стекло и сухой воздух являются хорошими изоляторами. Другие материалы удерживают электроны гораздо слабее. Такие вещества называют проводниками. Большинство металлов – хорошие проводники.

Каким образом можно переместить электроны с одного места на другое? Самый распространненый способ это потереть два предмета между собой. Если они сделаны из разных материалов и оба являются изоляторами, электроны могут перейти из одного предмета в другой. Чем больше тереть, тем больше перейдет электронов, тем больше увеличится заряд предметов. Ученые предпологают, что электроны переходят из одного предмета в другой не за счет трения, трение просто увеличивает площадь соприкосаемых поверхностей.

Статическое электричество это разбаланс
положительных и отрицательны зарядов.

ЗАРЯДЫ ПРИТЯГИВАЮТСЯ

Иногда заряды ведут себя интересным образом. Вы когда нибудь слышали о том, что противоположности притягиваются? Это правда. Два предмета с разноименными зарядами (положительным и отрицательным) будут притягиваться. Два предмета с одноименными зарядами (положительными или отрицательными) будут отталкиваться друг от друга.

Заряженные предметы могут притягивать и нейтральные (не заряженные) предметы. Подумайте о том, каким образом можно приклеить шарик к стене. Если вы зарядите его (например трением), шарик приобретет дополнительные электроны и будет иметь отрицательный заряд. Прислонив шарик к нейтральному предмету, вы заставите заряды в этом предмете двигаться. Если этот предмет проводник, то лишие электроны начнут перемещаться как можно дальше от шарика. Если предмет диэлектрик то электроны в нем не смогут свободно перемещаться. В этом случае электроны в малекулах и атомах поверхностного слоя данного предмета развернутся в противоположную от шарика сторону и в этом слое образуется положительный заряд. А так как, как мы уже выяснили разноименные заряды притягиваются, шарик приклеется к стене. По крайней мере до тех пор пока в шарике будут оставаться лишнии электроны.

Итак, почему же все таки нас щелкает электричеством? Или наши волосы имеют заряд статического электричества? Когда вы снимаете с себя шерстяную шапку, она трется о ваши волосы. Электроны с волос переходят в шапку. Следовательно каждый волос на вашей голове приобретает положительный заряд. Как известно, предметы заряженные одноименными зарядами отталкиваются. Именно по этому ваши волосы пытаются оттолкнутся друг от друга как можно дальше, на столько на сколько это возможно. Максимальное расстояние между волосами будет если они будут стоять "дыбом".

Когда вы идете босиком по ковру, электроны перемещаются с ковра на вас. Следовательно сейчас уже вы имеете дополнительные электроны (отрицательный заряд). Вы прикасаетесь к металической дверной ручке и .........БА-БАХ!!! Дверная ручка сделана из металла, а металл это проводник. Электроны перескакивают с вашей руки на ручку. Происходит щелчок, как будто вас ударило электрическим током.

Обычно статическое электричество проявляет себя зимой, когда воздух очень сухой. Летом воздух гораздо более влажный. Пары воды в воздухе помогают электронам быстее "уйти" от вас, следовательно вы не можете накопить на себе большой электрический заряд.