Kas ir ķermeņu elektrifikācija un kā tā notiek?
Definīcija
Elektrifikācija ir elektrisko lādiņu atdalīšanas process un to uzkrāšanās noteiktās priekšmetu un ķermeņu vietās. Šī parādība rodas berzes, ķermeņu kontakta vai elektrostatiskās indukcijas rezultātā. Vienkārši sakot, kad tuvumā atrodas objekts ar elektrisko lauku.
Atsaukt: fizikā izšķir divu veidu lādiņus - pozitīvos un negatīvos, vai protonus un elektronus. Starp tiem rodas elektriskais lauks. Līdzīgi maksājumi tiek piesaistīti, un pretējie maksājumi tiek atgrūsti.
Fenomens tiek novērots pie enerģijas avotiem un ne tikai. Dielektriķiem uzkrājas uzlādes, visi to redzēja eksperimentos, kas ilustrēja fenomenu ar ebonītu un stikla stieņiem, kurus demonstrēja skolas fizikas stundās.
Sākumā visi atomi, no kuriem viss, kas mūs ieskauj, ir elektriski neitrāli. Elektrifikācijas parādīšanās rezultātā uz objektu virsmas parādās pozitīvi vai negatīvi lādiņi. Atgādiniet skolas pieredzi: ja berzējat ebonīta nūju ar vilnas audumu, pēc berzes apstāšanās nūja paliks uzlādēta. Tad viņi saka, ka ķermenis ir elektrificēts.
Tādējādi berzes laikā elektroni pārvietojas no viena objekta uz otru. Rezultātā pēc berzes apstāšanās elektronu pārpalikumi palika "nevis uz viņu" ķermeņiem un tika iegūts liekā lādiņš, un tas pārstāja būt neitrāls. Nūju berzes rezultātā uz vilnas vai kažokādas uz tās virsmas izveidojās negatīvs lādiņš.
Fenomena rašanās apstākļi un lādiņu pārnešanas metodes
Mēs stāstījām, kā šī parādība tiek izskaidrota dabā, un tagad apskatīsim, kā ķermeņus var elektrizēt. Tikai ņemiet vērā, ka visu nosacījumu izpilde nav obligāta - elektrifikācija var notikt viena vai otra iemesla dēļ, mēs tos sadalīsim divās galvenajās grupās:
Pirmais ir mehāniskā mijiedarbība. Ar berzi attālums starp objektiem ir salīdzināms ar attālumu starp tajā esošajām molekulām. Tā kā elektroni vienā no ķermeņiem ir vājāk saistīti ar kodolu, tie pāriet "izlauzties" uz citu ķermeni. Citas elektrifikācijas metodes ir šoks un kontakts.
Otrā grupa ir elektrifikācija ar ietekmes palīdzību, tas ir, parādība tiek novērota, kad ķermenim tiek pielikti ārējie spēki, starp kuriem:
- Elektriskais lauks.Lauka iedarbības rezultātā uz vadītāju uz tās virsmas parādās lādiņi, un jo mazāks ir virsmas lieces rādiuss, jo vairāk lādiņu šeit uzkrājas. Tātad uz galu būs visvairāk maksas, mēs šo jautājumu sīkāk izskatījām rakstāhttps://electro.tomathouse.com/lv/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html un šeit https://electro.tomathouse.com/lv/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html
- Gaismas iedarbība. Atvēra profesors A.G. Štoletovs 1888. gadā ir tāds, ka, nonākot cinka, alumīnija, cēzija, nātrija, svina, kālija un citu metālu gaismā, tie zaudē elektronus un kļūst pozitīvi lādēti.
- Karstums. Kad metāls tiek uzkarsēts, elektroniem tiek piešķirta pietiekama enerģija, lai pamestu metālu, kā rezultātā tas iegūst pozitīvu lādiņu.
- Ķīmiskā reakcija. Divu dažādu metālu elektrodu klātbūtnē notiek redoksreakcijas, kā rezultātā viens no tiem kļūst pozitīvi lādēts, bet otrs - negatīvi. Mēs to izskatījām sīkāk rakstā par anoda un katoda.
- Zem spiediena. Pjezoelektrikā (kvarcs, Rošela sāls, amonija fosfāts) mehāniskas darbības (saspiešanas vai spriegošanas) laikā uz virsmām veidojas pozitīvie un negatīvie lādiņi.
Šie ir galvenie elektrifikācijas veidi.
Kādi fizikas likumi ir saistīti ar elektrifikāciju?
Elektrifikācijas parādība ir saistīta ar šādiem fizikāliem likumiem kā:
- Kulonu likums. Apraksta spēku, ar kuru lādiņi mijiedarbojas. Tādējādi ir iespējams noteikt, cik spēcīgi elektrificētie ķermeņi tiek piesaistīti viens otram.
- Maksas saglabāšanas likums. Tajā teikts, ka slēgtā sistēmā algebriskā maksas summa nav mainīta. Tas liek domāt, ka pārmērīgas maksas elektrificētiem objektiem neparādās no nekurienes, bet pāriet no ķermeņa uz ķermeni.
Mēs jau esam apsvēruši šos likumus. Sīkāku informāciju varat atrast attiecīgajos rakstos, uz kuriem mēs atsaucāmies.
Praktisks pielietojums
Elektrifikācijas fenomenam ir gan pozitīvas, gan negatīvas izpausmes. Pozitīvas izmantošanas piemēri:
- Elektrostatisko putekļu filtru izmantošana gaisa attīrīšanai ventilācijas sistēmās darbā un mājās. Tas ir īpaši svarīgi, ja ražošanas procesā rodas daudz putekļu.
- Automašīnu un citu metāla izstrādājumu krāsošana. Izmantojot elektrostatiskos smidzināšanas pistoles, krāsu ir iespējams uzlādēt negatīvi, automašīnas virsbūve ir iezemēta. Tā rezultātā krāsas daļiņas tiek piesaistītas automašīnas virsbūves detaļām. Uzlabojas krāsas kvalitāte, un krāsas patēriņš samazinās.
- Gaļas un zivju elektrostatiskā smēķēšana var ievērojami paātrināt kūpināšanas procesu.
- Mākslīgās kažokādas vai dekoratīvas pūkainas pārklājuma izveidošana. Sīkie pāļi tiek izlaisti caur režģi, pateicoties mijiedarbībai ar elektrisko lauku, pāļi nokrīt vienmērīgā slānī perpendikulāri pārklātajai virsmai, iepriekš apstrādāti ar līmējošu kompozīciju.
Ir arī vairāki pielietojumi tīrīšanai, šķirošanai, filtrēšanai, kā arī medicīnā, lai paātrinātu ārstēšanu.
Elektrifikācijas negatīvā ietekme var izraisīt letālas sekas:
- Dzirksteles parādīšanās saskarē ar uzlādētiem priekšmetiem. Pie šādiem gadījumiem pieder dzirksteles ikdienas dzīvē, kas izslīd, noņemot džemperi, kad jūs esat šokēts, kad atstājat automašīnu. Piemēram, lidmašīna lidojuma laikā tiek elektrificēta un dzirksteles var ieslīdēt, kad tam ir pievienotas kāpnes, un šī iemesla dēļ ir iespējama aizdegšanās, tāpēc viņi vispirms noņem lādiņu no lidmašīnas. Ir zināmi arī naftas tankkuģu aizdegšanās gadījumi elektrifikācijas dēļ.
- Parādība noved pie lielu elektrisko lādiņu parādīšanās, tie var izraisīt elektronisko komponentu kļūmes tehnoloģijās gan iekārtu ražošanā, gan darbības vai remonta procesā. Tas notiek, instrumentu izlādējot uz plates.Tāpēc elektronikas remontētājiem jāstrādā iezemētās elektriskās aproces un iezemētās lodēšanas gludekļos un citur. Mūsdienu elementārajā bāzē ir virkne tehnisku risinājumu, lai samazinātu elektrifikācijas ietekmi uz viņu darbu. Piemēram, uzstādot Zener diodes paralēli lauka efektu tranzistoru vārtu avota shēmai.
Interesanti! Ir zināms gadījums, kad, pārklājot iespiedshēmas plates ar laku pēc elektronisko komponentu uzstādīšanas, tika novērota liela atgrūšana, neskatoties uz to, ka visi izstrādājumi tika pārbaudīti pirms lakošanas. Radās jautājums: kā atbrīvoties no elektrifikācijas problēmas? Problēma tika atrisināta, iezemējot smidzināšanas pistoli.
Lai konsolidētu materiālu, mēs iesakām arī noskatīties noderīgus videoklipus par šo tēmu:
Mēs īsi izskaidrojām ķermeņu elektrifikācijas fenomenu un pastāstījām, kādos apstākļos notiek lādiņu parādīšanās procesi uz objektiem. Elektrifikācija ir svarīga ražošanā, un tā ir atradusi daudz noderīgu pielietojumu. Diemžēl, ja jūs nesniedzat veidus, kā novērst negatīvās izpausmes, novēršiet nevajadzīgas dzirksteles vietās ar sprādzienu iespējamību - tas radīs nopietnas problēmas.
Saistītie materiāli:
Notiek ielāde ...
