Què és l'electrificació dels cossos i com passa?
Definició
L’electrificació és el procés de separació de les càrregues elèctriques i la seva acumulació en determinats llocs d’objectes i cossos. El fenomen es produeix com a resultat de la fricció, el contacte amb els cossos o com a resultat de la inducció electrostàtica. En paraules senzilles, quan un objecte amb un camp elèctric es troba a prop.
Recordem: en física, es distingeixen dos tipus de càrregues: positives i negatives, o protons i electrons. Entre ells sorgeix camp elèctric. Igual que s’atrauen els càrrecs i es repeleixen les càrregues oposades.
El fenomen s’observa a les fonts d’energia i no només. Les càrregues s’acumulen sobre la dielèctrica, tothom ho va veure en experiments que il·lustraven el fenomen amb ebonita i varetes de vidre, que es van demostrar a les classes de física a l’escola.
Inicialment, tots els àtoms, dels quals consta tot el que ens envolta, són elèctricament neutres. Com a resultat del fenomen d’electrificació, apareixen càrregues positives o negatives a la superfície d’objectes. Recordeu l’experiència escolar: si es frega un pal d’ebonita amb un drap de llana, un cop s’atura la fricció, el pal quedarà carregat. Després diuen que el cos està electrificat.
Així, durant la fricció, els electrons es van transferir d’un objecte a un altre. Com a resultat, després que la fricció es va aturar, els electrons sobrants van quedar "no sobre els seus" cossos i es va obtenir un excés de càrrega i va deixar de ser neutre. Com a resultat de la fricció dels pals de llana o pell, es va formar una càrrega negativa a la seva superfície.
Condicions per a l'ocurrència del fenomen i mètodes de transferència de càrrega
Ens van explicar com s’explica aquest fenomen a la naturalesa i ara analitzem com es poden electrificar els cossos. Tingueu en compte que el compliment de totes les condicions és opcional: l'electrificació es pot produir per una raó o una altra, les dividirem en dos grups principals:
El primer és la interacció mecànica. Amb fricció, la distància entre objectes és comparable a la distància que hi ha entre les molècules que hi ha. Com que els electrons d’un dels cossos estan més febles lligats al nucli, es transfereixen “esclaten” a un altre cos. Altres mètodes d’electrificació són el xoc i el contacte.
El segon grup és l'electrificació per influència, és a dir, el fenomen s'observa quan s'apliquen forces externes al cos, entre les quals:
- Camp elèctric.Com a resultat de l’acció del camp sobre el conductor, apareixen càrregues a la seva superfície i, com més petit sigui el radi de flexió de la superfície, més càrregues s’acumularan aquí. De manera que serà molt conseqüent, hem examinat aquest tema amb més detall a l'articlehttps://electro.tomathouse.com/ca/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html i aquí https://electro.tomathouse.com/ca/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html
- Exposició a la llum. Inaugurat pel professor A.G. Stoletov el 1888, és que quan s’exposen a la llum a zinc, alumini, cesi, sodi, plom, potassi i altres metalls, perden electrons i es carreguen positivament.
- Calor Quan el metall s’escalfa, als electrons se’ls dóna energia suficient per sortir del metall, per la qual cosa s’obté una càrrega positiva.
- Reacció química. En presència de dos elèctrodes de diferents metalls, es produeixen reaccions redox, per la qual cosa un d’ells es carrega positivament i el segon de forma negativa. Això ho vam considerar amb més detall a l’article sobre ànode i càtode.
- Sota pressió En piezoelèctrics (quars, sal de Rochelle, fosfat d'amoni), durant l'acció mecànica (compressió o tensió), es formen càrregues positives i negatives a les cares.
Aquests són els principals tipus d’electrificació.
Què relacionen les lleis de la física amb l’electrificació?
El fenomen de l'electrificació està associat a lleis físiques com:
- Dret penjant. Descriu la força amb què interaccionen les càrregues. Així, és possible determinar quina forma els cossos fortament electrificats s’atrauen els uns dels altres.
- Llei de conservació de càrregues. Diu que la suma algebraica de càrregues en un sistema tancat no és inalterable. Això suggereix que l'excés de càrregues sobre objectes electrificats no apareixen enlloc, sinó que passen de cos a cos.
Ja hem tingut en compte aquestes lleis, podeu trobar més detalls en els articles rellevants als quals ens referíem.
Aplicació pràctica
El fenomen de l'electrificació té manifestacions positives i negatives. Exemples d’ús positiu:
- L’ús de filtres de pols electrostàtics per a la purificació de l’aire en sistemes de ventilació a la feina i a casa. És especialment important si es produeix molta pols durant el procés de producció.
- Pintar cotxes i altres productes metàl·lics. Amb pistoles electrostàtiques es pot carregar la pintura de forma negativa, el terra del cotxe està a terra. Com a resultat, les partícules de pintura s’atrauen a les parts del cos del cotxe. La qualitat de la pintura millora i el consum de pintura disminueix.
- El tabaquisme electrostàtic de carn i peix pot accelerar significativament el procés de fumar.
- Creació de revestiments de pelleteria o revestiment decoratiu. La pila fina passa per la reixeta, per interacció amb el camp elèctric, la pila cau en una capa uniforme perpendicular a la superfície recoberta, tractada prèviament amb una composició adhesiva.
També hi ha diverses aplicacions per a netejar, ordenar, filtrar, així com en medicaments per agilitar el tractament.
L’impacte negatiu de l’electrificació pot comportar conseqüències fatals:
- L’aparició d’espurnes en contacte amb objectes carregats. Aquests casos inclouen espurnes a la vida quotidiana que es rellisquen quan es treu el jersei, quan et sorprèn al sortir del cotxe. Per exemple, un avió s’electrifica durant el vol i les espurnes poden caure quan hi ha una escala connectada a ella i, per això, és possible l’encesa, de manera que primer treuen la càrrega de l’avió. També es coneixen casos d’encesa de camions petroliers per electrificació.
- El fenomen comporta l’aparició de grans càrregues elèctriques, que poden conduir a la fallada de components electrònics en la tecnologia, tant en la fabricació d’equips com en el procés d’operació o reparació. Això es produeix com a resultat de descarregar l'eina a la placa de circuit.Per tant, els reparadors d’electrònica han de treballar en polseres elèctriques posades a terra i en ferros de soldadura a terra i molt més. A la base elemental moderna hi ha diverses solucions tècniques per minimitzar l'efecte de l'electrificació sobre el seu treball. Per exemple, la instal·lació de díodes Zener paral·lels al circuit font-porta de transistors amb efectes de camp.
Interessant! Hi ha un cas conegut quan, en vernissar una placa de circuit imprès després de muntar components electrònics, es va observar un gran rebuig, malgrat que tots els productes es van provar abans d’envernissar. Va sorgir la pregunta: com desfer-se del problema de l'electrificació? El problema es va solucionar posant a terra la pistola.
Per consolidar el material, també recomanem veure vídeos útils sobre el tema:
Vam explicar breument el fenomen d’electrificació dels cossos i vam dir en quines condicions es produeixen els processos d’aparició de càrregues sobre objectes. L’electrificació és important en la producció i ha trobat moltes aplicacions útils. Malauradament, si no proporcioneu formes de resoldre les manifestacions negatives, eviteu que hi hagi espurnes innecessàries en llocs amb probabilitat d’explosions: això comportarà problemes greus.
Materials relacionats:
Carregant ...
