Сообщение: электризация, полезная и вредная

Применение на практике

Явление электризации имеет как положительные и отрицательные проявления. Примеры положительного применения:

  1. Использование электростатических фильтров пыли для очистки воздуха в системах вентиляции на производстве и в быту. Особенно актуально, если в процессе производства возникает много пыли.
  2. Окраска автомобилей и других металлических изделий. С помощью электростатических распылителей удаётся зарядить краску отрицательно, кузов автомобиля заземляется. В результате частицы краски притягиваются к кузовным деталям авто. Качество покраски улучшается, а расход краски уменьшается.
  3. Электростатическое копчение мяса и рыбы, позволяет значительно ускорить процесс копчения.
  4. Создание искусственного меха или декоративных ворсистых покрытий. Мелкий ворс пропускают через сетку, из-за взаимодействия с электрическим полем ворс падает ровным слоем перпендикулярно покрываемой поверхности, предварительно обработанной клеевым составом.

Также есть ряд применений для очистки, сортировки, фильтрации, а также в медицине для ускорения лечения.

Отрицательное влияние электризации может привести к фатальным последствиям:

  1. Возникновение искр при соприкосновении заряженных предметов. К таким случаям можно отнести искры в быту, которые проскакивают, когда вы снимаете свитер, когда вас бьёт током при выходе из машины. Например, самолёт в полёте электризуется и при подведении к нему трапа могут проскочить искры, а из-за этого возможно воспламенение, поэтому сначала снимают заряд с самолёта. Также известны случаи воспламенения нефтяных танкеров из-за электризации.
  2. Явление приводит к появлению больших электрических зарядов, они могут привести к выходу из строя электронных компонентов в технике, как при производстве техники, так и в процессе эксплуатации или ремонта. Это происходит в результате разрядки инструмента на печатную плату. Поэтому мастера по ремонту электроники должны работать в заземленных электрических браслетах и заземленными паяльниками и прочим. В современной элементной базе есть ряд технических решений по минимизации влияния электризации на их работу. Например, установка диодов Зенера параллельно цепи ЗАТВОР-ИСТОК полевых транзисторов.

Интересно! Известен случай, когда при покрытии лаком печатных плат после монтажа электронных компонентов, наблюдалась большая отбраковка, при том, что все изделия проходили проверку до покрытия лаком. Возник вопрос: как избавиться от проблемы электризации? Проблема решилась заземлением краскопульта.

Для закрепления материала рекомендуем также просмотреть полезные видео по теме:

Мы кратко объяснили явление электризации тел и рассказали, при каких условиях происходят процессы появления зарядов на предметах. Электризация важна в производстве и она нашла массу полезных применений. К сожалению, если не предусмотреть способы решения отрицательных проявлений, предотвратить ненужные искры в местах с вероятностью взрывов – оно приведет к серьезным проблемам.

Материалы по теме:

  • Что такое статическое электричество
  • Электрозащитные средства в электроустановках до 1000В
  • Как защититься от электромагнитных излучений

Почему электризуются волосы

Под головными уборами волосы чаще электризуются

Давайте, для начала разберемся с тем, почему электризуются волосы. Виной всему статическое электричество, которое возникает в результате трения, и в принципе есть на наших волосах всегда. Однако, когда скопление статического электричества небольшое – мы этого не замечаем, если же статического электричества много (откуда оно берётся — мы расскажем немного позже), мы это чувствуем.

Примечательно, что сильнее электризации волос предрасположены те волосы, которые по своей структуре сухие – у них пористая структура, в которой успешно накапливается статическое электричество. Но, поспособствовать сухости волос может и ваш любимый фен (узнайте, как выбрать фен) или парикмахерские щипцы или плойка, регулярные химические завивки и окрашивание, которыми вы злоупотребляете в погоне за красотой.

Также, нередко причиной ухудшения состояния волос и их структуры становится недостаток влаги, а также витаминов.

Условия возникновения явления и способы передачи зарядов

Мы рассказали, как объясняется это явление в природе, а теперь давайте рассмотрим, как можно наэлектризовать тела. Сразу отметим, что выполнение всех условий необязательно – электризация может происходить по тем или иным причинам, разделим их на две основных группы:

Первая — это механическое взаимодействие. При трении расстояние между предметами сопоставимо расстоянию между молекулами в нём. Так как электроны в одном из тел слабее связаны с ядром – они переходят «вырываются» на другое тело. Другими способами электризации являются удар и соприкосновение.

Вторая группа — электризация влиянием, то есть явление наблюдается при воздействии на тело внешних сил, среди которых:

Электрическое поле. В результате воздействия поля на проводник на его поверхности появляются заряды, причем чем меньше радиус изгиба поверхности – тем больше зарядов здесь скопится. Так на острие будет больше всего зарядов, подробнее этот вопрос мы рассматривали в статье https://samelectrik.ru/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html и здесь https://samelectrik.ru/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html

  • Воздействие светом. Открыто профессором А.Г. Столетовым в 1888 году, заключается в том, что при воздействии светом на цинк, алюминий, цезий, натрий, свинец, калий и другие металлы они теряют электроны и становятся заряженными положительно.
  • Теплом. При нагревании металла электронам сообщается энергия достаточная для того чтобы покинуть пределы металла, в результате он приобретает положительный заряд.
  • Химическая реакция. При наличии двух электродов из разных металлов происходят окислительно-восстановительные реакции, в результате один из них становится заряженным положительно, а второй – отрицательно. Подробнее мы это рассматривали в статье про анод и катод.
  • Под давлением. В пьезоэлектриках (кварц, сегнетовая соль, фосфат аммония), при механическом воздействии (сжатии или растяжении), на гранях образуются положительные и отрицательные заряды.

Это и есть основные виды электризации.

Что полезного и вредного дает нам статическое электричество!???

Статическое электричество находит применение в сельском хозяйстве при разделении и очистке зерна.
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — ИСТОЧНИК ОПАСНОСТЕЙ И АВАРИЙ В НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ВЗРЫВЫ И ПОЖАРЫ ОТ РАЗРЯДОВ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
КОГДА ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ ВРЕДНА
Однажды зимой посетители универмага «Детский мир» в Москве были напуганы женщиной, которая, по словам потерпевших, «колола людей хитро спрятанным шприцем» . При расследовании выяснилось, что никакого шприца не существовало: «колола» синтетическая шубка. Она наэлектризовалась при соприкосновении с окружающими предметами, а сухой морозный воздух — диэлектрик, заряды на шубке накапливались, она стала искрить, и эти искры вызывали ощущение укола. В настоящее время увеличился интерес к «электричеству от трения» — статическому электричеству. Главная причина этого интереса — неприятность, которую это электричество доставляет людям, забывающим о технике безопасности. Еще в прошлом столетии были известны вредные действия статического электричества. Например, кожаные и прорезиненные ремни, наэлектризовавшись на вращающихся шкивах, могут стать источником искрового разряда. Он особенно опасен, если в воздухе висит мелкая горючая пыль (скажем, мука) : проскочившая от наэлектризованного тела искра может вызвать взрыв и пожар (рис. 1)

В XX в. вредные проявления статического электричества наблюдаются чаще, так как широко применяют легко электризующиеся вещества: пластмассы, синтетические волокна, нефтепродукты и т. п. Электризация происходит и в быту, и при любом технологическом процессе, где происходит взаимодействие движущихся тел, которые состоят из материалов, являющихся диэлектриками. Такое взаимодействие происходит при смешении, разделении, механической обработке и т. д. Например, при обработке на прессе пластины из полистирола одни места на ней заряжаются положительно, другие отрицательно (они показаны зеленым и желтым, см. там же, 2). Чем больше скорость технологического процесса, тем значительнее электризация. Накопление зарядов продолжается до тех пор, пока не произойдет искровой разряд. На клеепромазочной машине, которая смазывает резиновым клеем тканевые материалы, в результате трения материала о валки происходит их электризация. Если не снять эти заряды, то даже небольшая искра может вызвать пожар, так как окружающий воздух насыщен парами бензина. Причиной взрыва может стать человек, так как при контакте с заряженной тканью электризуется и тело оператора. При движении жидкости-диэлектрика внутри труб (например, при перекачке горючего из бензозаправщика в баки самолета) происходит электризация и перенос зарядов. Чтобы не произошло искрового разряда и взрыва, повышают электропроводность бензина, добавляя в него соединения хрома. Взаимодействие наэлектризованных тел затрудняет выполнение многих технологических операций. Например, электризация волокон вызывает их взаимное отталкивание, что мешает работе ткацких станков. Заряженную ткань трудно раскраивать. Такая ткань, кроме того, сильно загрязняется вследствие притяжения к ней частичек пыли. Для избежания вредных последствий электризации тел в технике применяют различные меры борьбы с этим явлением. Основной метод уменьшения электризации -заземление оборудования. Однако заземление не помогает, если применяется оборудование из материалов, являющихся диэлектриками. Чтобы поверхность таких материалов лучше проводила электричество, ее подвергают обработке. Например, приводные ремни и ленты транспортеров покрывают графитом или бронзовым порошком. С той же целью увеличивают влажность воздуха в помещении; тогда на материалах, не проводящих электричество, образуется тонкая пленка воды. Вода содержит примеси, поэтому является проводником электричества. Иногда ионизируют воздух. Ионы под действием сил притяжения движутся к заряженным поверхностям, уменьшая их заряд. В быту при стирке одежды применяют различные антистатики. Рассмотренные примеры не исчерпывают, к

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Электрометр

Итак, если мы сообщили любым из вышеуказанных способов электрический заряд телу, нам, конечно же, необходимо каким-либо способом оценить величину этого заряда. Для этого используется прибор электрометр, который был придуман русским ученым М.В. Ломоносовым (рис. 8).

Рис. 8. М.В. Ломоносов (1711-1765)

Электрометр (рис. 9) состоит из круглой банки, металлического стержня и легкого стержня, который может вращаться вокруг горизонтально расположенной оси.

Рис. 9. Электрометр

Сообщая заряд электрометру, мы в любом случае (и для положительного, и для отрицательного заряда) заряжаем и стержень, и стрелку одноименными зарядами, в результате чего стрелка отклоняется. По углу отклонения и оценивается заряд (рис. 10).

Рис. 10. Электрометр. Угол отклонения

Если взять наэлектризованную стеклянную палочку, прикоснуться ею к электрометру, то стрелка отклонится. Это говорит о том, что электрометру был сообщен электрический заряд. В ходе этого же эксперимента с эбонитовой палочкой этот заряд компенсируется (рис. 11).

Рис. 11. Компенсация заряда электрометра

Электризация через влияние, или электростатическая индукция

Проведем следующий опыт: возьмем эбонитовую палочку и зарядим ее с помощью электризации трением. Поднесем палочку к шару электрометра, коснемся на некоторое время шара электрометра пальцем и уберем палочку, мы видим, что стрелка электрометра отклонилась (рис. 15).

Рис. 15. Показание электрометра

Таким образом, шар приобрел электрический заряд, хотя мы его не касались эбонитовой палочкой. Почему же это произошло? Знак шара является противоположным знаку заряду палочки.

Так как контакта между заряженным и незаряженным телами не было, описанный процесс называется электризацией через влияние (или электростатической индукцией). Под действием электрического поля отрицательно заряженной палочки свободные электроны перераспределяются по поверхности металлической сферы (рис. 16).

Рис. 16. Перераспределение электронов

Электроны имеют отрицательный заряд, поэтому они отталкиваются от отрицательно заряженной эбонитовой палочки. В результате количество электронов станет избыточным на удаленной от палочки части сферы и недостаточным на ближней. Если коснуться сферы пальцем, то некоторое количество свободных электронов перейдет из сферы на тело исследователя (рис. 17).

Рис. 17. Переход части электронов на тело исследователя

В итоге на сфере возникнет недостаток электронов и она станет положительно заряженной. Выяснив механизм электризации через влияние, вам не составит труда объяснить, почему незаряженные металлические тела притягиваются к заряженным телам.

§ 5. Что происходит при электризации?

До
сих пор мы не интересовались тем, что происходит с телом, когда мы создаем на
нем электрические заряды. Сейчас мы рассмотрим это подробнее.

Прежде
всего покажем, что при электризации заряжаются оба тела. Для этого укрепим на
хорошо изолирующих ручках две пластинки: эбонитовую и деревянную, покрытую
сукном. Для более точного суждения о заряде пластинок мы будем не просто
касаться ими стержня электроскопа, а предварительно укрепим на электроскопе
металлический стакан (рис. 9). В § 31 мы увидим, что если внести заряженное
тело внутрь замкнутой проводящей полости, даже не касаясь телом ее стенок, то
на внешней поверхности полости появляется заряд, в точности равный внесенному внутрь
заряду. Приближенно это будет верно и для полости с небольшим отверстием,
например для узкого высокого стакана.

Рис. 9. а) В стакан электроскопа
внесены эбонитовая пластинка 1 и покрытая сукном деревянная пластинка 2,
заряженные противоположно; электроскоп не показывает никакого отклонения. б)
При удалении одной из пластинок листки электроскопа отклоняются

Поместим
каждую из пластинок в стакан. Электроскоп не показывает отклонения листков; это
доказывает, что обе пластинки вначале не заряжены. Затем потрем пластинки друг
о друга и будем снова вносить их порознь в стакан. При внесении каждой
пластинки электроскоп обнаружит большое отклонение листков, указывающее, что
при трении зарядились как эбонит, так и сукно.

Внесем
обе потертые друг о друга пластинки в стакан электроскопа одновременно.
Электроскоп не будет показывать никакого отклонения листков. Если, однако,
удалить какую-либо из пластинок, оставив вторую внутри стакана, электроскоп
покажет большое отклонение, указывающее, что каждая из пластинок по-прежнему
сильно заряжена. То обстоятельство, что при помещении в стакан обеих заряженных
пластинок электроскоп не обнаруживает заряда, означает, что заряды пластинок в
точности равны по модулю, но противоположны по знаку, так что сумма зарядов
обеих пластинок и после электризации равна нулю.

Этот
важный опыт наводит на мысль, что ни положительные, ни отрицательные заряды не
создавались при трении; они были в каждой из наших пластинок уже до опыта, но в
равных количествах и поэтому не могли быть обнаружены. Электризация сводится к
тому, что положительные и отрицательные заряды каким-то образом разделяются,
так что на одной пластинке (сукно) оказывается избыток положительных зарядов, а
на другой (эбонит) – такой же избыток отрицательных зарядов. Поэтому, хотя
каждая из пластинок заряжена, общая сумма положительных и отрицательных зарядов
по-прежнему равна нулю.

В
дальнейших главах мы покажем, что представление об электризации как о
разделении зарядов действительно правильно. Мы увидим, что отрицательный заряд
связан с мельчайшими частицами вещества, называемыми электронами. Заряды всех
электронов одинаковы и равны по модулю так называемому элементарному заряду  — наименьшему
заряду, существующему в природе). Масса электрона очень мала и составляет
приблизительно  долю
массы водородного атома. Поэтому можно придать телу или отнять от него очень
большое число электронов без заметного изменения его массы.

В
настоящее время также известно, что в состав любого атома входит определенное
число электронов. Такой атом в естественном состоянии не является заряженным,
так как внутри него имеется еще и положительно заряженная часть – атомное ядро,
представляющее основу всякого атома. При этом сумма отрицательных зарядов всех
электронов по модулю в точности равна положительному заряду ядра (рис. 10,а).

Рис. 10. Условная схема: а)
нейтрального атома; б) положительного иона; в) отрицательного иона

Если,
однако, тем или иным способом мы удалим из атома один или несколько электронов,
то у атома окажется избыток положительного заряда; другими словами, он будет
заряжен положительно. Атом в таком состоянии называется положительным ионом
(рис. 10,б). Точно так же, если к атому присоединятся избыточные электроны, мы
получим отрицательно заряженный атом или отрицательный ион (рис. 10,в). Процесс
электризации представляет собой перенесение с одного тела на другое электронов
или ионов. Ясно, что при электризации любого тела на другом теле должен всегда
возникнуть заряд, равный по модулю и противоположный по знаку заряду,
возникшему на первом теле. Именно это мы и наблюдали в описанных опытах.

Определение

Электризацией называется процесс разделения электрических зарядов и накопление их в определенных местах предметов и тел. Явление происходит в результате трения, соприкосновения тел или в результате электростатической индукции. Простыми словами, когда рядом расположен какой-то предмет, обладающий электрическим полем.

Напомним: в физике выделяют два рода зарядов – положительные и отрицательные, или протоны и электроны. Между ними возникает электрическое поле. Одноименные заряды притягиваются, а разноименные отталкиваются.

Явление наблюдается на источниках питания и не только. На диэлектриках накапливаются заряды, все видели это в опытах, иллюстрирующих явление с эбонитовыми и стеклянными палочками, которые демонстрировали на уроках физики в школе.

Изначально все атомы, из них состоит всё что нас окружает, электрически нейтральны. В результате явления электризации на поверхности предметов появляются положительные или отрицательные заряды. Напомним школьный опыт: если потереть эбонитовую палочку шерстяной тканью, после прекращения трения палочка останется заряженной. Тогда говорят, что тело электризовано.

Таким образом, во время трения электроны переходили с одного предмета на другой. В результате, после прекращения трения избыточные электроны остались «не на своих» телах и получился избыточный заряд, и оно перестало быть нейтральным. В результате трения палочки о шерсть или мех на её поверхности образовался отрицательный заряд.

Профилактика электризации волос

Как известно, с любой проблемой легче справиться, пока она не случилась – то есть, предупредить её возникновение. Именно поэтому, мы предлагаем вам узнать о том, какие шаги вы должны предпринять, для того, чтобы не столкнуться с проблемой электризации своих волос.

Итак, это:

Хороший уход за волосами, согласно их типу, правильный выбор шампуня, правильное мытьё головы и сушка волос

Всё это азы азбуки ухода за волосами, но без этого сложно представить красивые и здоровые волосы.
Обратите внимание на то, какой расчёской вы привыкли пользоваться. Так, пластмассовые и железные расчески наоборот способствуют процессам образования статики в волосах, потому, мы бы рекомендовали вам заменить их на изделия, изготовленные из природных материалов – дерево

Так, к примеру, расчёски из дуба или кедра отлично избавляют от наэлектризованности. Однако, используя такие эко гребни и расчески, помните, о необходимости их менять 1 раз в месяц. Альтернативой деревянным расчёскам могут стать изделия из эбонита или натуральной щетины. Подробнее о выборе расчёсок для волос.
Следите за влажностью в помещении, где вы много проводите времени. Возможно, вам нужно будет даже приобрести увлажнитель, однако, его использование оградит вас от сухости кожи, раннего появления морщин и наэлектризованности волос.
Избегайте использовать синтетические вещи и носить головные уборы из синтетических материалов. О пользе шерстяных изделий сказано здесь.
Частые и долгие расчёсывания волос не способствуют их росту, а вот избытку статического электричества в волосах они как раз благоприятствуют.
Не бойтесь использовать специальные средства для волос, снижающие их наэлектризованность. Их называют антистатики, как правило, их выпускают в виде спреев, что очень удобно. Снизить эффект знакомства с электричеством могут помочь и лаки или же косметический воск. Однако, прежде, чем выбрать такой вариант борьбы с наэлектризованностью, убедитесь, что в составе таких средств нет ничего вредного для ваших волос.
Если в силу определенных обстоятельств вы всё-таки не можете отказаться от привычки пользоваться феном часто и подолгу, приобретите хотя бы устройство, которое бы имело функцию ионизации. Эта функция снижает электризацию волос и заботится об их состоянии и здоровье. Так же старайтесь сушить волосы не горячими потоками воздуха, а холодными.

Ссылка на основную публикацию