Wat is statische elektriciteit?
Statische elektriciteit is de elektrische lading die zich onder bepaalde omstandigheden op het oppervlak van objecten verzamelt, inclusief mensen. Statische elektriciteit is een veel voorkomend, natuurlijk voorkomend verschijnsel en in de meeste gevallen is de lading zo klein dat het geen schade kan berokkenen aan mens of dier. Het kan gevaarlijk zijn voor gevoelige elektronische componenten en, in zeldzame gevallen, zelfs voor mensen. Bliksem is een vorm van ontlading van statische elektriciteit.
Elektriciteit is het effect van elektronen die zich van het ene gebied of object naar het andere verplaatsen op het subatomaire niveau. Statische elektriciteit verzamelt zich op een oppervlak wanneer het een onbalans van elektronen heeft, waardoor een positieve of negatieve elektrische lading ontstaat. Dit wordt normaal ontladen wanneer het object of de persoon in contact komt met de aarde of een geleidende substantie zoals metaal, waardoor de elektronenbalans wordt hersteld. De aarde of een vergelijkbare "aarde" zal de lading zonder merkbaar effect afvoeren, maar de geleider zal een elektrische energieoverdracht creëren die een vonk wordt genoemd.
Dit proces wordt het best geïllustreerd door een voorbeeld: een persoon die schoenen gemaakt van leer, een stof met een positieve lading, loopt langs een tapijt gemaakt van rayon, dat een negatieve lading heeft. Tegengestelde ladingen trekken aan, zodat elektronen naar de schoenen worden overgebracht, waardoor ze een statische elektrische lading krijgen; deze overdracht staat bekend als het tribo-elektrisch effect. Het tapijt dat wordt geaard, wordt niet aangetast, maar als de persoon vervolgens een metalen deurknop aanraakt, wordt de lading onmiddellijk op het metaal overgedragen. Het resultaat is over het algemeen onschadelijk en veroorzaakt niet meer dan een mild ongemak voor de persoon en mogelijk een korte zichtbare vonk.
In sommige omstandigheden kan echter zelfs een korte vonk veel problemen veroorzaken. Computeronderdelen zoals halfgeleiders kunnen door statische elektriciteit worden beschadigd. In aanwezigheid van vluchtige gassen of andere stoffen kan statische ontlading brand of explosies veroorzaken. Veel tankstations raden af om een mobiele telefoon te gebruiken tijdens het tanken vanwege mogelijke statische ontlading. Dit lijkt een stedelijke legende te zijn, maar statische elektriciteit kan inderdaad brandstofdampen doen ontbranden; bestuurders moeten het metaal van hun voertuig ver van de tankdop aanraken om statische elektriciteit te ontladen alvorens te tanken.
Bliksem is een spectaculaire en mogelijk dodelijke vorm van statische ontlading. Omstandigheden in een onweer geven een wolk een krachtige negatieve lading. Wanneer de positieve lading van de aarde of wolken in de buurt sterk genoeg is, worden de ladingen in een flits gelijk. De resulterende bliksem is miljoenen keren krachtiger dan een huisvonk en gaat gepaard met enorme hitte en geluid. Wanneer bliksem naar de aarde wordt getrokken, kunnen potentiële geleiders op het oppervlak, inclusief gebouwen, bomen en mensen, in een oogwenk ernstige schade oplopen.