Kodėl žiemą dažniau patiriame statinės elektros iškrovų?
Trumpas atsakymas: Žiemą gauname daugiau statinės elektros, nes oras sausesnis. Sausame ore elektros krūviams sunkiau pasišalinti, todėl jie kaupiasi ant mūsų drabužių ir odos ir sukelia elektros smūgius.
Ką tai reiškia?
Šaltu oru ore sukaupiama mažiau vandens, todėl patalpų oras tampa sausas. Drėgno oro vandens molekulės padeda elektros krūviams išgaruoti. Kai oras sausas, krūviai ilgiau išlieka ant jūsų arba audinių.
Trinant skirtingas medžiagas, pavyzdžiui, kojines į kilimą, elektronai perkeliami iš vieno objekto į kitą. Tai vadinama triboelektriniu efektu. Palietus metalinę durų rankeną, susikaupęs krūvis pašoka kaip maža kibirkštėlė ir pajuntate elektros šoką.
Drabužiai taip pat gali sulipti, nes priešingi krūviai traukia arba panašūs krūviai stumia audinio gabalėlius, todėl žiemą plaukai stojasi, o rankovės – lipnios.
Ką sako fizika
Įvardyti dėsniai / principai: Triboelektrinis efektas (elektronų pernaša trinant) ir Kulono dėsnis (jėga tarp elektros krūvių).
Kai dvi skirtingos medžiagos trinasi viena į kitą, elektronai gali judėti iš vieno paviršiaus į kitą. Medžiaga, kuri praranda elektronus, įgauna teigiamai įkrautą, o ta, kuri įgyja elektronus, įgauna neigiamą įkrovą. Medžiagos klasifikuojamos pagal tai, kaip lengvai jos įgyja arba praranda elektronus; šis klasifikavimas vadinamas triboelektrine eilute.
Sausas oras yra prastas laidininkas, todėl ant odos ar audinio susidarę krūviai ilgiau išlieka atskirti. Kulono dėsnis nurodo, kaip stipriai du krūviai stumia arba traukia vienas kitą. Jei elektrinis laukas šalia aštraus taško ar metalinio paviršiaus tampa pakankamai stiprus, jis gali jonizuoti orą ir kibirkštis neutralizuoja krūvį.
Įtampa, reikalinga orui suskaidyti, priklauso nuo tokių sąlygų kaip drėgmė ir atstumas .
Kaip mes tai žinome: Mokslininkai ir mokytojai naudoja elektroskopus, voltmetrus ir kontroliuojamos drėgmės eksperimentus, kad parodytų, jog krūviai greičiau kaupiasi ir nuteka drėgname ore. Laboratoriniai oro suirimo matavimai ir realaus gyvenimo smūgių stebėjimai patvirtina aukščiau pateiktas idėjas .
Pastebėk aplink
- Nedidelis smūgis palietus automobilio dureles ar durų rankeną po to, kai vaikščiojote kilimu.
- Drabužiai sulimpa arba plaukai pasistoja piestu nusirengus megztinį.
- Balionai prilimpa prie sienų, kai jais patrinate plaukus.
- Kibirkštys išlipant iš automobilio arba slystant per vinilo sėdynę sausą dieną.
Išbandymas
Pasigaminkite baliono lazdelę
Sauga: Elektros smūgiai nedideli, bet venkite liesti aštrių metalinių daiktų ar elektros lizdų.
Priemonės
- balionas
- vilnonis megztinis arba plaukai
- siena
Žingsniai
- Pripūskite balioną ir užriškite jį.
- Energingai trinkite balioną į vilnonį megztinį arba plaukus 10–20 sekundžių.
- Lėtai priartinkite balioną prie lygios sienos ir paleiskite.
- Stebėkite, kaip balionas trumpam prilimpa prie sienos. Ką tai rodo: Trynimas judina elektronus, todėl balionas įkraunamas ir prilimpa prie sienos, nes priešingi krūviai traukia.
Žodžiai, kuriuos verta žinoti
- Triboelektrinis efektas: Trinant dvi medžiagas, elektronai juda iš vienos į kitą ir sukuria statinę elektrą.
- Elektronas: Maža, neigiamai įkrauta dalelė, kuri juda tarp objektų ir sukuria statinę elektrą.
- Drėgmė: Vandens garų kiekis ore; didesnė drėgmė padeda elektros krūviui nutekėti.
- Izoliatorius: Medžiaga, kuri neleidžia elektros krūviui lengvai judėti, todėl ant jos gali kauptis krūviai.
- Kulono dėsnis: Taisyklė, apibūdinanti jėgą tarp elektros krūvių (kaip stipriai jie stumia arba traukia).
Dažni klausimai
Ar statinės elektros smūgiai pavojingi?
Beveik visada jie yra nekenksmingi ir jaučiami kaip greitas geluonis, tačiau labai didelės kibirkštys gali būti pavojingos šalia degių dujų.
Ar galiu žiemą sustabdyti statinę elektrą?
Ją galite sumažinti padidindami drėgmę patalpose, naudodami audinių minkštiklį, dėvėdami natūralių pluoštų drabužius arba pirmiausia liesdami metalą krumpliu, kad lėtai išsikrautumėte.
Kodėl tik kai kurie drabužiai sukuria statinę elektrą?
Skirtingi audiniai turi aukštesnį arba žemesnį triboelektrinės serijos įkrovos lygį, todėl trinant jie lengviau įgyja arba praranda elektronus.