O que é a eletrificação dos corpos e como isso acontece?
Definição de
Eletrificação é o processo de separação de cargas elétricas e seu acúmulo em certos locais de objetos e corpos. O fenômeno ocorre como resultado do atrito, contato dos corpos ou como resultado da indução eletrostática. Em palavras simples, quando um objeto com um campo elétrico está localizado nas proximidades.
Recordar: na física, dois tipos de cargas são distinguidos - positivo e negativo, ou prótons e elétrons. Entre eles surge campo elétrico. Cargas semelhantes são atraídas e cargas opostas são repelidas.
O fenômeno é observado em fontes de energia e não apenas. As cargas se acumulam na dielétrica, todo mundo viu isso em experimentos que ilustram o fenômeno com varetas de ebonita e vidro, demonstradas nas aulas de física da escola.
Inicialmente, todos os átomos, dos quais consiste tudo o que nos cerca, são eletricamente neutros. Como resultado do fenômeno de eletrificação, cargas positivas ou negativas aparecem na superfície dos objetos. Lembre-se da experiência escolar: se você esfregar um bastão de ebonite com um pano de lã, depois que o atrito parar, o bastão permanecerá carregado. Então eles dizem que o corpo está eletrificado.
Assim, durante o atrito, os elétrons são transferidos de um objeto para outro. Como resultado, depois que o atrito parou, o excesso de elétrons permaneceu "não em seus" corpos e uma carga em excesso foi obtida, e deixou de ser neutra. Como resultado do atrito dos palitos na lã ou no pêlo, uma carga negativa se forma em sua superfície.
Condições para a ocorrência do fenômeno e métodos de transferência de carga
Dissemos como esse fenômeno é explicado na natureza, e agora vamos ver como os corpos podem ser eletrificados. Observe que o cumprimento de todas as condições é opcional - a eletrificação pode ocorrer por uma razão ou outra, dividiremos em dois grupos principais:
O primeiro é a interação mecânica. Com o atrito, a distância entre os objetos é comparável à distância entre as moléculas contidas nele. Como os elétrons de um dos corpos são mais fracos ligados ao núcleo, eles transferem a "quebra" para outro corpo. Outros métodos de eletrificação são choque e contato.
O segundo grupo é a eletrificação por influência, ou seja, o fenômeno é observado quando forças externas são aplicadas ao corpo, entre as quais:
- Campo elétrico.Como resultado da ação do campo no condutor, as cargas aparecem em sua superfície e, quanto menor o raio de curvatura da superfície, mais cargas se acumulam aqui. Portanto, na dica, haverá o maior número de cobranças.https://electro.tomathouse.com/pt/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html e aqui https://electro.tomathouse.com/pt/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html
- Exposição à luz. Aberto pelo Professor A.G. Stoletov, em 1888, é que, quando exposto à luz sobre zinco, alumínio, césio, sódio, chumbo, potássio e outros metais, eles perdem elétrons e se tornam carregados positivamente.
- Calor. Quando o metal é aquecido, os elétrons recebem energia suficiente para deixar o metal, como resultado, ele adquire uma carga positiva.
- Reação química. Na presença de dois eletrodos de metais diferentes, ocorrem reações redox, como resultado um deles fica carregado positivamente e o segundo negativamente. Consideramos isso com mais detalhes no artigo sobre ânodo e cátodo.
- Sob pressão. Nos piezoelétricos (quartzo, sal de Rochelle, fosfato de amônio), durante a ação mecânica (compressão ou tensão), cargas positivas e negativas são formadas nas faces.
Estes são os principais tipos de eletrificação.
Quais são as leis da física relacionadas à eletrificação?
O fenômeno da eletrificação está associado a leis físicas como:
- Lei do pendente. Descreve a força com a qual as cargas interagem. Assim, é possível determinar com que intensidade os corpos eletrificados são atraídos um pelo outro.
- Cobrar lei de conservação. Diz que a soma algébrica de cargas em um sistema fechado é inalterada. Isso sugere que cargas excessivas em objetos eletrificados não aparecem do nada, mas passam de corpo para corpo.
Já consideramos essas leis. Você pode encontrar mais detalhes nos artigos relevantes a que nos referimos.
Aplicação prática
O fenômeno da eletrificação tem manifestações positivas e negativas. Exemplos de uso positivo:
- O uso de filtros eletrostáticos de pó para purificação do ar em sistemas de ventilação no trabalho e em casa. É especialmente importante se houver muita poeira durante o processo de produção.
- Pintura de carros e outros produtos de metal. Usando pistolas eletrostáticas, é possível carregar a tinta negativamente, a carroceria do carro está aterrada. Como resultado, as partículas de tinta são atraídas para as partes do corpo do carro. A qualidade da tinta melhora e o consumo de tinta diminui.
- O fumo eletrostático de carne e peixe pode acelerar significativamente o processo de fumar.
- Criando peles artificiais ou revestimentos de lã decorativos. A pilha fina é passada através da grade, devido à interação com o campo elétrico, a pilha cai em uma camada uniforme perpendicular à superfície revestida, pré-tratada com uma composição adesiva.
Também existem várias aplicações para limpeza, classificação, filtragem e também na medicina para acelerar o tratamento.
O impacto negativo da eletrificação pode levar a consequências fatais:
- A aparência de faíscas em contato com objetos carregados. Esses casos incluem faíscas na vida cotidiana, que escorregam quando você tira a blusa, quando fica chocado ao sair do carro. Por exemplo, um avião é eletrificado em voo e faíscas podem escorregar quando uma escada é trazida para ele, e isso pode causar ignição, então eles primeiro removem a carga do avião. Casos de ignição de navios petroleiros devido à eletrificação também são conhecidos.
- O fenômeno leva ao surgimento de grandes cargas elétricas, podendo levar à falha de componentes eletrônicos na tecnologia, tanto na fabricação de equipamentos quanto no processo de operação ou reparo. Isso ocorre como resultado do descarregamento da ferramenta na placa de circuito.Portanto, os técnicos de eletrônica devem trabalhar com pulseiras elétricas aterradas, ferros de solda aterrados e muito mais. Na base elementar moderna, existem várias soluções técnicas para minimizar o efeito da eletrificação em seu trabalho. Por exemplo, a instalação de diodos Zener paralelos ao circuito fonte-porta dos transistores de efeito de campo.
Interessante! Existe um caso conhecido quando, ao envernizar uma placa de circuito impresso após a montagem de componentes eletrônicos, foi observada uma grande rejeição, apesar de todos os produtos terem sido testados antes do envernizamento. Surgiu a pergunta: como se livrar do problema da eletrificação? O problema foi resolvido aterrando a pistola de pintura.
Para consolidar o material, também recomendamos assistir a vídeos úteis sobre o tema:
Explicamos brevemente o fenômeno da eletrificação dos corpos e contamos em que condições ocorrem os processos de aparecimento de cargas nos objetos. A eletrificação é importante na produção e encontrou muitas aplicações úteis. Infelizmente, se você não fornecer maneiras de resolver as manifestações negativas, evite faíscas desnecessárias em locais com probabilidade de explosões - isso causará sérios problemas.
Materiais relacionados:
Carregando ...
