Čo je to elektrifikácia tiel a ako sa to deje?
definícia
Elektrifikácia je proces oddelenia elektrických nábojov a ich akumulácia na určitých miestach objektov a telies. Tento jav sa vyskytuje v dôsledku trenia, dotyku telies alebo v dôsledku elektrostatickej indukcie. Jednoducho povedané, keď sa nachádza objekt s elektrickým poľom.
odvolanie: vo fyzike sa rozlišujú dva druhy nábojov - pozitívne a negatívne alebo protóny a elektróny. Medzi nimi vzniká elektrické pole, Rovnako ako sú priťahované poplatky, opakované poplatky sú odpudzované.
Tento jav sa pozoruje nielen pri zdrojoch energie. Poplatky sa hromadia na dielektrikách, každý to videl v pokusoch ilustrujúcich jav s ebonitovými a sklenenými tyčami, ktoré boli demonštrované na hodinách fyziky v škole.
Spočiatku sú všetky atómy, z ktorých pozostáva všetko, čo nás obklopuje, elektricky neutrálne. V dôsledku elektrifikácie sa na povrchu predmetov objavujú kladné alebo záporné náboje. Spomeňte si na školskú skúsenosť: ak ebonitovú tyčinku utriete vlnenou handrou, po zastavení trenia zostane palica nabitá. Potom hovoria, že telo je elektrifikované.
Počas trenia sa teda elektróny prenášali z jedného objektu na druhý. Ako výsledok, po zastavení trenia zostali prebytočné elektróny „nie na ich“ telách a získal sa prebytočný náboj a prestal byť neutrálny. V dôsledku trenia tyčiniek na vlne alebo kožušine sa na jej povrchu vytvoril negatívny náboj.
Podmienky výskytu javu a metódy prenosu náboja
Povedali sme, ako sa tento jav vysvetľuje v prírode, a teraz sa pozrime, ako môžu byť telá elektrifikované. Pamätajte, že splnenie všetkých podmienok je voliteľné - elektrifikácia môže nastať z jedného alebo druhého dôvodu, rozdelíme ich do dvoch hlavných skupín:
Prvým je mechanická interakcia. Pri trení je vzdialenosť medzi objektmi porovnateľná so vzdialenosťou medzi molekulami v ňom. Pretože elektróny v jednom z telies sú slabšie viazané na jadro, prenášajú „vypuknutie“ na iné telo. Ďalšími metódami elektrifikácie sú šok a kontakt.
Druhou skupinou je elektrifikácia vplyvom, to znamená, že tento jav je pozorovaný pri pôsobení vonkajších síl na telo, medzi ktoré patria:
- Elektrické pole.V dôsledku pôsobenia poľa na vodiča sa na jeho povrchu objavia náboje a čím menší je polomer ohybu povrchu, tým viac sa tu akumuluje. Takže na špičke budú najviac poplatky, tento problém sme podrobnejšie preskúmali v článkuhttps://skm.electricianexp.com/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html a tu https://skm.electricianexp.com/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html
- Vystavenie svetlu. Otvoril profesor A.G. Stoletov v roku 1888 je to, že keď sú vystavené svetlu na zinok, hliník, cézium, sodík, olovo, draslík a ďalšie kovy, strácajú elektróny a sú pozitívne nabité.
- Tepla. Keď sa kov zahrieva, elektróny dostávajú dostatok energie na to, aby opustili kov, v dôsledku čoho získa kladný náboj.
- Chemická reakcia. V prítomnosti dvoch elektród z rôznych kovov dochádza k redoxným reakciám, v dôsledku čoho sa jedna z nich nabíja pozitívne a druhá negatívne. Podrobnejšie sme to zvážili v článku o anóda a katóda.
- Pod tlakom. V piezoelektrických výrobkoch (kremeň, Rochellova soľ, fosforečnan amónny) sa počas mechanického pôsobenia (stlačenie alebo napínanie) na tvári tvoria kladné a záporné náboje.
Toto sú hlavné typy elektrifikácie.
Aké fyzikálne zákony súvisia s elektrifikáciou?
Fenomén elektrifikácie je spojený s takými fyzikálnymi zákonmi, ako sú:
- Závesné právo, Popisuje silu, s ktorou poplatky interagujú. Takto je možné určiť, ako silno elektrifikované telá sú navzájom priťahované.
- Zákon o zachovaní poplatkov, Hovorí sa, že algebraický súčet poplatkov v uzavretom systéme sa nemení. To naznačuje, že nadmerné náboje na elektrifikovaných predmetoch sa neobjavujú odnikiaľ, ale prechádzajú z tela na telo.
Tieto zákony sme už zvážili, ďalšie podrobnosti nájdete v príslušných článkoch, na ktoré sme poukázali.
Praktická aplikácia
Fenomén elektrifikácie má pozitívne aj negatívne prejavy. Príklady pozitívneho použitia:
- Použitie elektrostatických prachových filtrov na čistenie vzduchu vo ventilačných systémoch v práci aj doma. Zvlášť dôležité, ak sa počas výrobného procesu vyskytne veľa prachu.
- Lakovacie autá a iné kovové výrobky. Použitím elektrostatických striekacích pištolí je možné farbu nabiť negatívne, karoséria vozidla je uzemnená. V dôsledku toho sú častice farby priťahované k častiam karosérie. Kvalita farby sa zlepší a spotreba farby sa zníži.
- Elektrostatické fajčenie mäsa a rýb môže výrazne urýchliť proces fajčenia.
- Vytváranie umelých kožušín alebo dekoratívnych poťahov. Jemná hromada prechádza mriežkou v dôsledku interakcie s elektrickým poľom, hromada padá do rovnomernej vrstvy kolmej na potiahnutý povrch a je vopred upravená adhéznou kompozíciou.
Existuje tiež mnoho aplikácií na čistenie, triedenie, filtrovanie a tiež v medicíne na urýchlenie liečby.
Negatívny dopad elektrifikácie môže mať fatálne následky:
- Vzhľad iskier pri kontakte s nabitými predmetmi. K takýmto prípadom patria iskry v každodennom živote, ktoré pri odchode z sveteru, keď ste pri šoku z vozidla, šokujú. Napríklad letún je elektrifikovaný za letu a iskry môžu vkĺznuť, keď je k nemu pripojený rebrík, a preto je možné vznietenie, takže najprv z lietadla vyberú náboj. Známe sú aj prípady vznietenia ropných tankerov v dôsledku elektrifikácie.
- Tento jav vedie k výskytu veľkých elektrických nábojov, môže viesť k zlyhaniu elektronických komponentov v technológii, tak pri výrobe zariadení, ako aj pri procese prevádzky alebo opravy. K tomu dochádza v dôsledku vybitia nástroja na dosku plošných spojov.Preto musia opravári elektroniky pracovať v uzemnených elektrických náramkoch a uzemnených spájkovačkách a ďalších. V modernej elementárnej základni existuje množstvo technických riešení na minimalizovanie vplyvu elektrifikácie na ich prácu. Napríklad inštalácia Zenerových diód paralelne s obvodom hradlového zdroja tranzistorov s efektom poľa.
Zaujímavé! Je známy prípad, keď pri lakovaní dosky s plošnými spojmi po namontovaní elektronických komponentov došlo k veľkému odmietnutiu, napriek skutočnosti, že všetky výrobky boli pred lakovaním testované. Vznikla otázka: ako sa zbaviť problému elektrifikácie? Tento problém bol vyriešený uzemnením striekacej pištole.
Na konsolidáciu materiálu vám odporúčame tiež pozrieť si užitočné videá na túto tému:
Stručne sme vysvetlili jav elektrifikácie telies a povedali sme, za akých podmienok dochádza k procesom objavenia sa náboja na objektoch. Elektrifikácia je dôležitá pri výrobe a našla mnoho užitočných aplikácií. Bohužiaľ, ak nezabezpečíte spôsoby, ako vyriešiť negatívne prejavy, zabráňte zbytočným iskrám na miestach s pravdepodobnosťou výbuchu - povedie to k vážnym problémom.
Súvisiace materiály:
Načítava sa ...
