Was ist die Elektrifizierung von Körpern und wie kommt es dazu?
Definition
Elektrifizierung ist der Prozess der Trennung elektrischer Ladungen und ihrer Akkumulation an bestimmten Orten von Objekten und Körpern. Das Phänomen tritt infolge von Reibung, Körperkontakt oder infolge elektrostatischer Induktion auf. Mit einfachen Worten, wenn sich ein Objekt mit einem elektrischen Feld in der Nähe befindet.
Erinnern: In der Physik werden zwei Arten von Ladungen unterschieden - positive und negative oder Protonen und Elektronen. Zwischen ihnen entsteht elektrisches Feld. Gleiche Ladungen werden angezogen und entgegengesetzte Ladungen abgestoßen.
Das Phänomen wird nicht nur an Stromquellen beobachtet. Auf Dielektrika häufen sich Ladungen an. Alle haben dies in Experimenten gesehen, die das Phänomen mit Ebonit und Glasstäben veranschaulichen, die im Physikunterricht in der Schule demonstriert wurden.
Anfangs sind alle Atome, aus denen alles besteht, was uns umgibt, elektrisch neutral. Infolge des Phänomens der Elektrifizierung erscheinen positive oder negative Ladungen auf der Oberfläche von Objekten. Erinnern Sie sich an die Schulerfahrung: Wenn Sie einen Ebonitstab mit einem Wolltuch reiben, bleibt der Stab nach Beendigung der Reibung aufgeladen. Dann sagen sie, dass der Körper elektrifiziert ist.
Während der Reibung werden also Elektronen von einem Objekt auf ein anderes übertragen. Infolgedessen blieben die überschüssigen Elektronen nach dem Stoppen der Reibung "nicht auf ihren" Körpern und es wurde eine überschüssige Ladung erhalten, die nicht mehr neutral war. Infolge der Reibung der Stöcke auf Wolle oder Fell bildete sich auf seiner Oberfläche eine negative Ladung.
Bedingungen für das Auftreten des Phänomens und Methoden der Ladungsübertragung
Wir haben erzählt, wie dieses Phänomen in der Natur erklärt wird, und schauen wir uns nun an, wie Körper elektrifiziert werden können. Beachten Sie nur, dass die Erfüllung aller Bedingungen optional ist - die Elektrifizierung kann aus dem einen oder anderen Grund erfolgen. Wir werden sie in zwei Hauptgruppen einteilen:
Das erste ist die mechanische Wechselwirkung. Bei Reibung ist der Abstand zwischen Objekten vergleichbar mit dem Abstand zwischen den Molekülen darin. Da die Elektronen in einem der Körper schwächer an den Kern gebunden sind, übertragen sie "Ausbruch" auf einen anderen Körper. Andere Elektrifizierungsmethoden sind Schock und Kontakt.
Die zweite Gruppe ist die Elektrifizierung durch Einfluss, dh das Phänomen wird beobachtet, wenn äußere Kräfte auf den Körper ausgeübt werden, darunter:
- Elektrisches Feld.Infolge der Wirkung des Feldes auf den Leiter erscheinen Ladungen auf seiner Oberfläche, und je kleiner der Biegeradius der Oberfläche ist, desto mehr Ladungen sammeln sich hier an. Auf dem Trinkgeld werden also die meisten Gebühren anfallen, wir haben dieses Problem im Artikel genauer untersuchthttps://dem.electricianexp.com/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html und hier https://dem.electricianexp.com/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html
- Belichtung. Eröffnet von Professor A.G. Stoletov im Jahr 1888 ist, dass sie, wenn sie Zink, Aluminium, Cäsium, Natrium, Blei, Kalium und anderen Metallen ausgesetzt werden, Elektronen verlieren und positiv geladen werden.
- Hitze. Wenn das Metall erhitzt wird, wird den Elektronen ausreichend Energie gegeben, um das Metall zu verlassen, wodurch es eine positive Ladung erhält.
- Chemische Reaktion. In Gegenwart von zwei Elektroden aus unterschiedlichen Metallen treten Redoxreaktionen auf, wodurch eine positiv und die zweite negativ geladen wird. Wir haben dies im Artikel über genauer betrachtet Anode und Kathode.
- Unter Druck. Bei Piezoelektrika (Quarz, Rochellesalz, Ammoniumphosphat) bilden sich während der mechanischen Einwirkung (Kompression oder Spannung) positive und negative Ladungen auf den Flächen.
Dies sind die Hauptarten der Elektrifizierung.
Welche physikalischen Gesetze beziehen sich auf die Elektrifizierung?
Das Phänomen der Elektrifizierung ist mit physikalischen Gesetzen verbunden wie:
- Anhängergesetz. Beschreibt die Kraft, mit der Ladungen interagieren. Somit ist es möglich zu bestimmen, wie stark elektrifizierte Körper voneinander angezogen werden.
- Gebührenerhaltungsgesetz. Es heißt, dass die algebraische Summe der Ladungen in einem geschlossenen System unverändert ist. Dies deutet darauf hin, dass überschüssige Ladungen auf elektrifizierten Objekten nicht aus dem Nichts auftreten, sondern von Körper zu Körper gelangen.
Wir haben diese Gesetze bereits berücksichtigt. Weitere Einzelheiten finden Sie in den entsprechenden Artikeln, auf die wir uns bezogen haben.
Praktische Anwendung
Das Phänomen der Elektrifizierung hat sowohl positive als auch negative Erscheinungsformen. Beispiele für positive Verwendung:
- Verwendung elektrostatischer Staubfilter zur Luftreinigung in Lüftungssystemen bei der Arbeit und zu Hause. Es ist besonders wichtig, wenn während des Produktionsprozesses viel Staub entsteht.
- Lackieren von Autos und anderen Metallprodukten. Mit elektrostatischen Spritzpistolen ist es möglich, den Lack negativ aufzuladen, die Karosserie ist geerdet. Dadurch werden Lackpartikel von den Karosserieteilen angezogen. Die Qualität der Farbe verbessert sich und der Farbverbrauch nimmt ab.
- Das elektrostatische Räuchern von Fleisch und Fisch kann den Räucherprozess erheblich beschleunigen.
- Erstellen von Kunstpelz oder dekorativen Flauschbeschichtungen. Durch die Wechselwirkung mit dem elektrischen Feld wird ein feiner Stapel durch das Gitter geführt. Der Stapel fällt in einer gleichmäßigen Schicht senkrecht zur beschichteten Oberfläche ab und ist mit einer Klebstoffzusammensetzung vorbehandelt.
Es gibt auch eine Reihe von Anwendungen zum Reinigen, Sortieren, Filtern sowie in der Medizin, um die Behandlung zu beschleunigen.
Die negativen Auswirkungen der Elektrifizierung können fatale Folgen haben:
- Das Auftreten von Funken in Kontakt mit geladenen Objekten. Zu diesen Fällen gehören Funken im Alltag, die beim Ausziehen des Pullovers ausrutschen und beim Verlassen des Autos schockiert sind. Zum Beispiel wird ein Flugzeug im Flug elektrifiziert und Funken können eindringen, wenn eine Leiter daran angeschlossen ist. Aus diesem Grund ist eine Zündung möglich, sodass sie zuerst die Ladung aus dem Flugzeug entfernen. Es sind auch Fälle von Zündung von Öltankschiffen aufgrund von Elektrifizierung bekannt.
- Das Phänomen führt zum Auftreten großer elektrischer Ladungen, sie können zum Versagen elektronischer Komponenten in der Technologie führen, sowohl bei der Herstellung von Geräten als auch beim Betrieb oder bei der Reparatur. Dies geschieht durch Entladen des Werkzeugs auf die Leiterplatte.Daher müssen Elektronikreparaturen in geerdeten elektrischen Armbändern und geerdeten Lötkolben und mehr arbeiten. In der modernen Elementbasis gibt es eine Reihe technischer Lösungen, um die Auswirkungen der Elektrifizierung auf ihre Arbeit zu minimieren. Zum Beispiel die Installation von Zenerdioden parallel zur Gate-Source-Schaltung von Feldeffekttransistoren.
Interessant! Es ist ein Fall bekannt, in dem beim Lackieren einer Leiterplatte nach der Montage elektronischer Komponenten eine große Ablehnung beobachtet wurde, obwohl alle Produkte vor dem Lackieren getestet wurden. Es stellte sich die Frage: Wie kann das Problem der Elektrifizierung beseitigt werden? Das Problem wurde durch Erden der Spritzpistole gelöst.
Um das Material zu konsolidieren, empfehlen wir außerdem, nützliche Videos zum Thema anzusehen:
Wir haben kurz das Phänomen der Elektrifizierung von Körpern erklärt und erklärt, unter welchen Bedingungen die Prozesse des Auftretens von Ladungen auf Objekten ablaufen. Die Elektrifizierung ist in der Produktion wichtig und hat viele nützliche Anwendungen gefunden. Wenn Sie keine Möglichkeiten zur Lösung der negativen Manifestationen angeben, vermeiden Sie leider unnötige Funken an Orten mit Explosionsgefahr - dies führt zu ernsthaften Problemen.
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