Elettricità statica
Per elettricità statica si intende l'aumento della carica elettrica sulla superficie degli oggetti. Questa carica elettrica rimane su un oggetto fino a quando o scorre nel terreno, o perde rapidamente la sua carica con una scarica. Lo scambio di carica può avvenire in condizioni come quando diversi oggetti vengono sfregati e separati. Una carica statica rimane solo quando una delle superfici ha un'alta resistenza al flusso elettrico. Gli effetti dell'elettricità statica sono familiari alla maggior parte delle persone perché possono vedere, sentire e anche sentire la scintilla. Questa scintilla avviene quando la carica in eccesso viene neutralizzata. Questa neutralizzazione avviene quando la carica in eccesso fluisce in un conduttore elettrico (per esempio un percorso verso terra). Un altro flusso di carica si verifica quando un oggetto carico è vicino a una regione con un eccesso di carica di polarità opposta (positiva o negativa). Il fenomeno familiare di una "scossa" statica è causato dalla neutralizzazione della carica.
Fulmine, un esempio di scarica statica
Storia
In epoca greca, Talete trovò l'elettricità statica mentre puliva la sua ambra. Ma a quel tempo, non ci facevano caso e non facevano ricerche. Sapevano solo che strofinando qualcosa si generava una forza di trazione. La ricerca seria sull'elettricità statica fu iniziata nel 17° secolo, quando Otto Von Guericke fece il primo generatore di frizione. E nel 18° secolo, Coulomb iniziò la ricerca su una quantità fissa di elettricità statica. Benjamin Franklin associò l'elettricità statica alle tempeste. Nel 1832 Michael Faraday pubblicò i risultati del suo esperimento sull'identità dell'elettricità. Questa relazione dimostrò che l'elettricità prodotta dall'uso di un magnete, l'elettricità voltaica prodotta da una batteria e l'elettricità statica sono tutte uguali. Dal risultato di Faraday, la storia dell'elettricità statica può essere pensata come lo studio dell'elettricità in generale.
Carica
Molte situazioni possono causare elettricità statica.
- Il contatto rende la separazione delle cariche:
La maggior parte dei materiali ha un'attrazione chimica unica per gli elettroni. Per questo motivo, lo sfregamento di materiali diversi può causare la separazione delle cariche. Il materiale avrà una carica positiva se ha un'attrazione inferiore per gli elettroni rispetto all'altro materiale. A volte, camminando su un tappeto e poi toccando un oggetto metallico (per esempio la maniglia della porta) può causare una scossa di elettricità statica.
- La pressione provoca la separazione delle cariche:
Una pressione abbastanza forte fa una separazione di carica in certi tipi di materiali, come cristalli e molecole di ceramica.
- Il calore crea la separazione delle cariche:
Il riscaldamento di certi materiali può dare potere agli elettroni. Con questa potenza gli elettroni si liberano dagli atomi. Gli atomi che perdono elettroni diventano una carica positiva.
- La carica fa la separazione della carica:
Un oggetto carico può far sì che un oggetto neutro abbia una separazione di carica. Le cariche dello stesso segno (negativo con negativo o positivo con positivo) si respingono, e le cariche di segno opposto si attraggono. Questa forza la parte dell'oggetto neutro che è vicino all'oggetto carico ha carica opposta all'oggetto carico. Questa forza si indebolisce rapidamente se i due oggetti si allontanano l'uno dall'altro. L'effetto si verifica maggiormente quando l'oggetto neutro ha una carica che può muoversi liberamente
L'elettricità statica può causare una leggera scossa.
Scarico
La scarica statica è una carica in eccesso che viene neutralizzata da un flusso di cariche da o verso l'ambiente circostante. Le cariche positive ricevono elettroni dall'ambiente circostante, e le cariche negative perdono i loro elettroni nell'ambiente circostante.
La sensazione di una scossa elettrica statica è causata dalla stimolazione dei nervi mentre la corrente neutralizzante scorre attraverso il corpo umano. A causa della presenza di molta acqua nel corpo, la carica non è generalmente sufficiente a causare una corrente pericolosamente alta. Anche il fulmine è un esempio di scarica statica. Una nuvola ottiene una carica molto grande scontrandosi con altre nuvole. Essa cede la carica in eccesso al suolo. Ma questa carica enorme non si verifica mai naturalmente nei dintorni dell'uomo, a meno che non venga colpito dal fulmine.
Nonostante la natura apparentemente innocua dell'elettricità statica, ci possono essere rischi significativi nella ricerca, perché una grande carica può rompere l'attrezzatura.
