Quelle est l'électricité statique et ce qui cause it- Expliquez que Stuff
Z ap! Quand un éclair saute à terre, nous obtenons une démonstration soudaine, très vive de la puissance de l'électricité statique (énergie électrique qui a réuni en un seul endroit). La plupart d'entre nous savent que statique se quand on se frotte les choses ensemble, même si ce n'est pas vraiment une explication satisfaisante. Qu'y at-il des choses à friction qui produit un phénomène électrique? Bien que la foudre est un exemple spectaculaire de l'électricité statique, ce n'est pas quelque chose que nous pouvons exploiter. Mais il y a beaucoup d'autres endroits où l'électricité statique est incroyablement utile; des imprimantes laser et photocopieurs aux centrales électriques polluantes busting, statique peut être vraiment fantastique. Donc, nous allons regarder de plus près à ce qu'il est et comment il fonctionne!
Photo: Un éclair est un énorme dégagement d'électricité statique, dans lequel BÂTIES pousses d'énergie potentiel électrique du ciel à la terre un seul coup, improvisées, le courant électrique. Photo de David Parsons avec la permission du DOE / NREL États-Unis (Department of Energy / National Renewable Energy Laboratory).
Qu'est-ce que l'électricité statique?
Nous prenons l'électricité pour acquis: il est facile d'oublier que les maisons, les bureaux et les usines ont été alimentés que de cette façon propre et pratique depuis la fin du 19ème siècle qui, dans la perspective plus large de l'histoire humaine, est un rien de temps . Ce fut au cours du 19ème siècle que les pionniers tels que Alessandro Volta. Michael Faraday. Joseph Henry. et Thomas Edison a compris les secrets de l'électricité, comment produire, et comment le faire faire des choses utiles. Avant cela, l'électricité était en grande partie une curiosité: il était très intéressant pour les scientifiques d'étudier et de jouer avec, mais il n'y avait pas grand-chose qu'ils pouvaient faire. En ces jours-là, les gens cuits et ont chauffé leur maison à l'aide de poêles à bois ou charbon et allumèrent leurs chambres avec des bougies ou des lampes à huile; il n'y avait pas de telles choses que des radios ou des téléviseurs. beaucoup moins les téléphones mobiles ou les ordinateurs.
La « électricité moderne » qui alimente tout le téléphone dans votre poche pour le métro vous roulez à l'école ou au travail est ce que nous appelons l'électricité courant (ou courant électrique). Il est l'énergie qui se déplace vers le bas un fil métallique de l'endroit où il est produit (quoi que ce soit à partir d'une centrale électrique gigantesque à une batterie minuscule) aux pouvoirs chose de (souvent un moteur électrique. Élément chauffant. Ou lampe). courant électrique est toujours en mouvement, transport d'énergie d'un endroit à l'autre.
Photo: électricité actuelle: Lorsque l'électricité autour d'une boucle fermée, appelée un circuit, nous pouvons l'utiliser pour le transport de l'énergie à partir d'une source (dans ce cas, une prise électrique sur le mur) il fait quelque chose d'utile (dans ce cas, le réchauffement les éléments chauffants sur un feu électrique).
Avant le 19ème siècle, le seul type de gens d'électricité savait vraiment ou a essayé d'utiliser était l'électricité statique. Les anciens Grecs ont compris que les choses pouvaient donner une électricité « charge » statique (une accumulation de statique) simplement en les frottant, mais ils avaient aucune idée que la même énergie pourrait être utilisée pour produire de la lumière ou des machines électriques. L'une des personnes qui ont aidé à faire le lien entre l'électricité statique et le courant était d'État américain, éditeur et scientifique Benjamin Franklin. En 1752, lorsque Franklin a essayé de comprendre les mystères de l'électricité, il a fait en célèbre un cerf-volant dans un orage pour se prendre un peu d'énergie électrique (une chose extrêmement dangereux de le faire). Un éclair zappé vers le bas de l'aile au sol et, Franklin avait pas été isolé, il aurait pu être tué. Franklin a réalisé que l'électricité statique, l'accumulation dans le ciel, est devenu courant électrique quand un éclair porté vers le bas à la surface de la Terre. Ce fut grâce à la recherche de ce genre qu'il a développé une de ses inventions les plus célèbres. le paratonnerre (conducteur de foudre). Le travail de Franklin a ouvert la voie à la révolution électrique du 19ème siècle et le monde a vraiment changé quand des gens comme Volta et Faraday, la construction sur les découvertes de Franklin, ont appris à produire de l'électricité à volonté et lui faire faire des choses utiles.
énergie potentielle et cinétique
Rapidement, en passant, il est intéressant de noter qu'il ya une autre façon de penser à l'électricité statique et du courant et de les rapporter à des choses que nous connaissons déjà l'énergie. On peut penser à l'électricité statique comme une sorte d'énergie potentielle. elle est stockée l'énergie prête et en attente de faire quelque chose d'utile pour nous. De la même façon, l'électricité est en cours (parler vaguement) analogue à l'énergie cinétique. énergie en mouvement mais d'un type électrique. Tout comme vous pouvez transformer l'énergie potentielle en énergie cinétique (par exemple, en laissant un rouleau plus audacieux sur une colline), de sorte que vous pouvez transformer l'électricité statique en électricité courant (c'est ce qu'un éclair ne) et retour (c'est comment un Van de générateur Graaff fonctionne).
Ce qui rend l'électricité statique?
Jusqu'à il y a quelques années, les scientifiques étaient convaincus qu'ils comprenaient l'électricité statique et exactement comment il fonctionnait. L'explication est allé comme ceci.
Tout comme les anciens Grecs, nous avons tendance à penser l'électricité statique vient de se frotter les choses. Donc, si vous vivez dans une maison avec des tapis en nylon et poignées de porte en métal, vous apprendrez vite que votre corps accumule une charge statique lorsque vous marchez sur le sol, ce qui peut décharger lorsque vous touchez une poignée de porte, vous donnant un petit choc électrique. Dans la plupart des expériences scolaires, nous apprenons aussi de statique en frottant les choses. Vous avez probablement essayé ce truc où vous frotter un ballon sur vos vêtements pour le faire coller? Vous pouvez en conclure que l'électricité statique est en quelque sorte lié à friction que c'est l'acte même de se frotter vigoureusement quelque chose qui produit une accumulation d'énergie électrique (de la même manière que le frottement peut produire de la chaleur et même le feu).
L'effet triboélectrique
La série triboélectrique
Si vous expérimenter avec différents matériaux, vous trouverez un certain gain des charges positives quand ils sont frottés et un certain gain de charges négatives; certains matériaux acquièrent également une charge plus que d'autres. Il se trouve que nous pouvons classer les matériaux dans l'ordre de la charge qu'ils gagnent, nous donnant une sorte de table de ligue des matériaux allant de positif à négatif. Différents livres et les pages Web montrent des listes légèrement différentes, mais ils fonctionnent tous largement de minéraux (positifs) à travers des choses telles que le bois et le papier (neutre) aux plastiques (négatives). Ne vous inquiétez pas trop sur l'ordre exact de la liste; il va varier pour toutes sortes de raisons (le genre de verre ou les additifs dans le latex, par exemple).
+ Air
+ Peau
+ Cuir
+ Amiante
+ Verre
+ Mica
+ Quartz
+ Nylon
+ La laine
+ Fourrure
+ Conduire
+ Soie
+ Aluminium
0 papier
0 coton
0 acier
0 bois
- Ambre
- Latex
- caoutchouc dur
- Nickel
- Cuivre
- Laiton
- Argent
- Or
- Platinum
- Polyester
- polystyrène
- néoprène
- Saran ( "film alimentaire")
- polyéthylène
- polypropylène
- chlorure de polyvinyle (PVC)
- sélénium
- Teflon
- Le caoutchouc de silicone
- ébonite (très dur caoutchouc vulcanisé)
Repenser l'électricité statique
Ce que vous venez de lire est l'explication traditionnelle, largement acceptée de l'électricité statique électricité et vous trouverez toujours décrit de cette façon dans la plupart des livres scolaires.
Création: Top: La théorie traditionnelle voit une charge statique sur un ballon comme propagation même de particules chargées à travers sa surface. En bas: Selon la dernière pensée, une charge statique est en fait une « mosaïque » au hasard des charges beaucoup plus importantes, qui peuvent être à la fois positif et négatif, et qui ajoutent à une charge globale. Dans ce cas, il y a beaucoup plus de charge négative que positive (jaune que rouge), de sorte que notre ballon a une charge globale négative.
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Quelle est l'utilité de l'électricité statique?
Maintenant, l'électricité statique est toute utilisation très intéressante, mais c'est-il possible? Vous ne pouvez pas faire griller des toasts d'un éclair et vous ne pouvez pas recharger votre téléphone portable simplement en se frottant le cas sur votre pull-over. Vous pourriez penser statique est l'une de ces fascinantes, mais finalement tout à fait inutiles morceaux de science qui n'a pas pratique d'applications, mais vous auriez tort: l'électricité statique est utilisé dans tous les types de technologie de tous les jours!
