Statiskā elektrība
Statiskā elektrība ir elektriskā lādiņa palielināšanās uz priekšmetu virsmas. Šis elektriskais lādiņš saglabājas uz objekta, līdz tas vai nu ieplūst zemē, vai arī ātri zaudē savu lādiņu, izlādējoties. Lādiņa apmaiņa var notikt tādos apstākļos, piemēram, ja dažādi priekšmeti tiek berzēti un atdalīti. Statiskais lādiņš saglabājas tikai tad, ja vienai no virsmām ir liela pretestība pret elektrisko plūsmu. Lielākajai daļai cilvēku statiskās elektrības iedarbība ir pazīstama, jo viņi var redzēt, sajust un pat dzirdēt dzirksteli. Šī dzirkstele rodas, kad tiek neitralizēts liekais lādiņš. Šī neitralizācija notiek, kad liekais lādiņš ieplūst elektrovadītājā (piemēram, ceļā uz zemi). Cita lādiņa plūsma rodas, kad uzlādēts objekts atrodas tuvu apgabalam ar pretējas polaritātes (pozitīvu vai negatīvu) pārpalikuma lādiņu. Pazīstamo parādību - statisko "triecienu" - izraisa lādiņa neitralizācija.
Zibens, viens no statiskās izlādes piemēriem
Vēsture
Grieķu laikmetā Talss, tīrot dzintaru, atklāja statisko elektrību. Taču tajā laikā tam nepievērsa uzmanību un to neizpētīja. Viņi tikai zināja, ka, kaut ko berzējot, rodas pievilkšanās spēks. Statiskās elektrības nopietni pētījumi tika uzsākti 17. gadsimtā, kad Oto fon Gerickis izgatavoja pirmo berzes ģeneratoru. Savukārt 18. gadsimtā Kulons sāka pētījumus par statiskās elektrības fiksētu daudzumu. Bendžamins Franklins statisko elektrību saistīja ar vētrām. 1832. gadā Maikls Faradejs publicēja sava eksperimenta rezultātus par elektrības identitāti. Šis ziņojums pierādīja, ka elektrība, kas rodas, izmantojot magnētu, voltaina elektrība, ko rada baterija, un statiskā elektrība ir viena un tā pati. Kopš Faradeja rezultāta iegūšanas statiskās elektrības vēsturi var uzskatīt par elektrības pētniecību kopumā.
Nodeva
Statisko elektrību var izraisīt daudzas situācijas.
- Kontakts nodrošina maksas atdalīšanu:
Lielākajai daļai materiālu piemīt unikāla ķīmiskā pievilkšana elektroniem. Tāpēc dažādu materiālu berzēšana var izraisīt lādiņa atdalīšanos. Materiālam būs pozitīvs lādiņš, ja tam ir mazāka elektronu pievilkšana nekā otram materiālam.Dažreiz, ejot pa paklāju un pēc tam pieskaras metāla priekšmetam (piemēram, durvju rokturim), var rasties statiskās elektrības trieciens.
- Spiediens nodrošina lādiņa atdalīšanu:
Pietiekami spēcīgs spiediens izraisa lādiņa atdalīšanos dažāda veida materiālos, piemēram, kristālos un keramikas molekulās.
- Siltums nodrošina lādiņa atdalīšanu:
Sildot noteiktus materiālus, elektroniem var piešķirt enerģiju. Ar šo jaudu elektroni atbrīvojas no atomiem. Atomi, kas zaudē elektronus, iegūst pozitīvu lādiņu.
- Lādiņš nodrošina lādiņa atdalīšanu:
Ar lādiņu uzlādēts objekts var radīt neitrāla objekta lādiņa atdalīšanos. Vienādas zīmes lādiņi (negatīvs ar negatīvu vai pozitīvs ar pozitīvu) viens otru atbaida, bet pretējas zīmes lādiņi viens otru piesaista. Tas liek neitrālā objekta daļai, kas atrodas netālu no uzlādētā objekta, būt ar uzlādētajam objektam pretēju lādiņu. Šis spēks strauji pavājinās, ja abi objekti attālinās viens no otra. Šis efekts visvairāk izpaužas, ja neitrālajam objektam ir lādiņš, kas var brīvi kustēties.
Statiskā elektrība var izraisīt vieglu triecienu.
Izlāde
Statiskā izlāde ir pārmērīgs lādiņš, ko neitralizē lādiņu plūsma no apkārtējās vides vai uz to. Pozitīvie lādiņi saņem elektronus no apkārtējās vides, bet negatīvie lādiņi zaudē elektronus uz apkārtējo vidi.
Statiskā elektriskā šoka sajūtu izraisa nervu stimulācija, kad neitralizējošā strāva plūst cauri cilvēka ķermenim. Tā kā organismā ir daudz ūdens, lādiņš parasti nav pietiekams, lai izraisītu bīstami lielu strāvu. Zibens arī ir statiskās izlādes piemērs. Mākonis iegūst ļoti lielu lādiņu, saduroties ar citiem mākoņiem. Tas lieko lādiņu atdod zemei. Taču šāds milzīgs lādiņš cilvēka apkārtējā vidē dabiski nekad nerodas, ja vien viņu nav trāpījis zibens.
Neraugoties uz statiskās elektrības šķietamo nekaitīgumu, pētniecībā tā var radīt ievērojamu risku, jo liels lādiņš var sabojāt iekārtas.
