Co to jest elektryczność statyczna?

Elektryczność statyczna to ładunek elektryczny, który gromadzi się na powierzchniach obiektów, w tym ludzi, w określonych warunkach. Elektryczność statyczna jest powszechnym, naturalnie występującym zjawiskiem, a w większości przypadków ładunek jest tak mały, że nie może zaszkodzić ludziom ani zwierzętom. Może być niebezpieczny dla wrażliwych elementów elektronicznych, aw rzadkich przypadkach nawet dla ludzi. Błyskawica jest formą wyładowania elektrostatycznego.

Elektryczność jest efektem przemieszczania się elektronów z jednego obszaru lub obiektu do drugiego na poziomie subatomowym. Elektryczność statyczna gromadzi się na powierzchni, gdy ma nierównowagę elektronów, tworząc dodatni lub ujemny ładunek elektryczny. Zwykle jest to rozładowywane, gdy przedmiot lub osoba kontaktuje się z ziemią lub substancją przewodzącą, taką jak metal, przywracając równowagę elektronową. Ziemia lub podobna „ziemia” rozładuje ładunek bez zauważalnego efektu, ale przewodnik wytworzy transfer energii elektrycznej zwany iskrą.

Proces ten najlepiej ilustruje przykład: osoba nosząca buty wykonane ze skóry, substancji o dodatnim ładunku, idzie wzdłuż dywanu ze sztucznego jedwabiu, który ma ładunek ujemny. Przeciwne ładunki przyciągają się, więc elektrony przenoszą się na buty, nadając im statyczny ładunek elektryczny; ten transfer jest znany jako efekt tryboelektryczny. Nie ma to wpływu na dywan, który jest uziemiony, ale jeśli osoba dotknie metalowej klamki, ładunek natychmiast przejdzie na metal. Rezultat jest ogólnie nieszkodliwy, powodując jedynie niewielki dyskomfort dla osoby i być może krótką widoczną iskrę.

Jednak w niektórych warunkach nawet krótka iskra może powodować wiele problemów. Elementy komputera, takie jak półprzewodniki, mogą zostać uszkodzone przez elektryczność statyczną. W obecności lotnych gazów lub innych substancji wyładowanie elektrostatyczne może spowodować pożar lub wybuch. Wiele stacji benzynowych odradza korzystanie z telefonu komórkowego podczas tankowania ze względu na możliwe wyładowanie elektrostatyczne. To wydaje się być miejską legendą, ale elektryczność statyczna może rzeczywiście zapalić opary paliwa; kierowcy powinni dotknąć metalu pojazdu daleko od korka gazu, aby rozładować ładunki elektrostatyczne przed zatankowaniem.

Błyskawica jest spektakularną i potencjalnie śmiertelną formą wyładowań elektrostatycznych. Warunki podczas burzy z piorunami powodują, że chmura ma silny ładunek ujemny. Gdy dodatni ładunek Ziemi lub pobliskich chmur jest wystarczająco silny, ładunki wyrównują się błyskawicznie. Powstała błyskawica jest miliony razy silniejsza niż domowa iskra i towarzyszy jej ogromne ciepło i dźwięk. Kiedy piorun jest przyciągany do ziemi, wszelkie potencjalne przewodniki na powierzchni, w tym budynki, drzewa i ludzie, mogą doznać poważnych szkód w mgnieniu oka.