Es ist kalt, spüren Sie die statische Elektrizität?

Sie haben in Ihrem Alltag sicherlich schon einmal statische Elektrizität gespürt. Wenn Sie beispielsweise einem Freund die Hand schütteln, spüren Sie einen elektrischen Schlag. wenn Sie Ihr Haar morgens kämmen, wird es „aufsteigen“; Wenn Sie bei kaltem Wetter Ihren Pullover ausziehen, knistert er ... Dies sind alles Phänomene, die durch statische Elektrizität verursacht werden.

Werfen wir einen Blick auf weitere interessante Erkenntnisse zum Thema statische Elektrizität.

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Was ist statische Elektrizität?

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei statischer Elektrizität um Elektrizität in einem statischen Zustand, d. h., elektrische Ladungen sammeln sich auf der Oberfläche eines Objekts und befinden sich in einem statischen oder nicht fließenden Zustand.

Wie entsteht statische Elektrizität, die in unserem Leben allgegenwärtig ist? Wie wir alle wissen, besteht die Materie unserer Welt größtenteils aus Molekülen, und Moleküle bestehen wiederum aus unterschiedlichen Atomen.

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Normalerweise bewegen sich Elektronen in Objekten um Atomkerne. Da die Atomkerne in verschiedenen Objekten unterschiedliche Fähigkeiten zur Elektronenaufnahme haben, werden Elektronen zwischen Objekten übertragen. Objekte, die Elektronen verlieren, werden positiv geladen, und Objekte, die Elektronen gewinnen, werden negativ geladen.

Beispielsweise handelt es sich bei der Reibungselektrifizierung um den Vorgang, bei dem Elektronen wiederholt von einem Objekt auf ein anderes gerieben werden, wodurch Ladungen angesammelt und statische Elektrizität erzeugt wird.

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Wenn kein leitfähiger Pfad gebildet wird, kann keine statische Elektrizität von einem Objekt auf ein anderes übertragen werden. Sobald ein Pfad mit anderen Objekten gebildet wird, wird statische Elektrizität in Form von elektrischem Strom übertragen, was zu einer Entladung führt.

Wenn wir beispielsweise im Winter unseren Pullover ausziehen, hören wir manchmal ein „Knistern“ oder sehen sogar kleine Funken. Dies ist ein typisches Phänomen elektrostatischer Entladung. Da das Wetter trocken ist, nimmt die Leitfähigkeit der Luft ab, wodurch sich auf der Oberfläche von Objekten leichter elektrische Ladung ansammeln kann. Wenn wir einen Pullover ausziehen, lädt sich durch die Reibung zwischen Pullover und Körper elektrische Ladung auf. Wenn die Ladung ein bestimmtes Niveau erreicht hat, wird sie durch die Luft übertragen und in die Luft freigesetzt, wodurch die Entladung abgeschlossen und Funken erzeugt werden.

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Ist statische Elektrizität schädlich?

Zunächst einmal sollten Sie wissen, dass die Entstehung und Ansammlung statischer Elektrizität grundsätzlich unvermeidbar ist. Eine große Menge an statischer Elektrizität erzeugt eine sehr hohe Spannung, die manchmal zu Hautschäden führen und manchmal die industrielle Produktion beeinträchtigen kann.

Wenn beispielsweise bei der Herstellung von Präzisionsinstrumenten und Chips der Körper von Ingenieuren statische Elektrizität aufweist, kann es zur Beschädigung der Chips oder Kondensatoren kommen, was zu einer Verringerung der Produktausbeute führt. Bei der Herstellung von Medikamenten kann statische Elektrizität leicht Staub absorbieren, was dazu führen kann, dass die Reinheit der Medikamente nicht den Standards entspricht. In brennbaren und explosiven oder staubreichen Arbeitsbereichen kann statische Elektrizität sogar Brände und Explosionen verursachen.

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Im Alltag erleiden Menschen jedoch häufig einen „Stromschlag“, wenn sie andere Gegenstände (wie Türklinken, andere Menschen usw.) berühren, was das unangenehme Gefühl eines Stromschlags verursacht. Darüber hinaus verwenden wir Computer während der Arbeit und des Studiums über einen langen Zeitraum, und die vom Computerbildschirm erzeugte statische Elektrizität absorbiert eine große Menge Staub in der Luft, was zu Reizungen der menschlichen Augen und der Gesichtshaut führt. Ein längerer Aufenthalt in dieser Umgebung kann zu Augenbeschwerden und Hautproblemen führen.

Wie kann man statische Elektrizität beseitigen?

Es gibt drei Hauptmethoden, um statische Elektrizität (angesammelte elektrische Ladung) zu beseitigen: 1. Reibung verringern; 2. Leitfähigkeit erhöhen; 3. Neutralisieren Sie die angesammelte Ladung.

Wenn Sie die Reibung verringern möchten, besteht der direkteste Weg darin, den Kontakt zwischen Objekten zu verringern. Tragen Sie beispielsweise keine Kleidung aus Pelz oder Synthetik. Darüber hinaus besteht ein Teil der Wirkungsweise von Weichspülern und Antistatiksprays darin, die Fasern der Kleidung weicher zu machen und die Reibung zu verringern.

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Im wirklichen Leben verwenden wir jedoch häufig die zweite Methode – die Erhöhung der Leitfähigkeit – um statische Elektrizität zu beseitigen.

In Fabriken, die Elektronik und Chips herstellen, sowie in Pharmafabriken tragen Ingenieure in der Produktionswerkstatt im Allgemeinen antistatische Kleidung, antistatische Schuhe und antistatische Armbänder, um statische Elektrizität zu vermeiden. Diese Geräte verfügen über gute Leitfähigkeitseigenschaften und können die auf der Körperoberfläche übertragene statische Elektrizität schnellstmöglich zur Erde ableiten, um den Effekt der Beseitigung statischer Elektrizität zu erzielen.

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Wir können statische Elektrizität in unserem Körper auch durch eine Reihe kleiner „Tricks“ beseitigen, die auf denselben Prinzipien basieren.

Beispielsweise kann die Verwendung eines Luftbefeuchters im Winter zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit und Leitfähigkeit der Luft die Ansammlung statischer Elektrizität wirksam verringern (dasselbe gilt für den anderen Teil des Antistatiksprays). Die Verwendung einer Körperlotion, um die Feuchtigkeit der Haut zu gewährleisten und die Leitfähigkeit der Haut zu erhöhen, kann auch die statische Elektrizität des Körpers wirksam reduzieren. Bevor Sie im Winter eine Metalltür aufdrücken, können Sie zunächst Ihre gesamte Handfläche an die Wand lehnen oder den Schlüssel in der ganzen Hand halten und dann die Metalltür berühren. Auf diese Weise können Sie statische Elektrizität wirksam abbauen.

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Die dritte Methode zur Beseitigung statischer Elektrizität durch Ladungsneutralisierung wird im Leben im Allgemeinen nicht angewendet.

Wie nutzt man statische Elektrizität?

Statische Elektrizität hat mehr oder weniger Auswirkungen auf unser Leben, aber solange wir die Natur der statischen Elektrizität vollständig verstehen, kann statische Elektrizität auch der Menschheit von Nutzen sein.

Die COVID-19-Pandemie, die die Welt vom letzten bis zum heutigen Jahr heimgesucht hat, hat den Menschen auf der ganzen Welt bewusst gemacht, wie wichtig das Tragen von Masken ist, um die Ausbreitung der Epidemie zu verhindern. Der Grund, warum Masken Viren isolieren können, liegt darin, dass der wichtigste Teil das elektrostatische Meltblown-Gewebe in der mittleren Schicht der Maske (normalerweise blau) ist. Durch den Elektretpolarisationsprozess wird dem Meltblown-Stoff statische Elektrizität zugeführt. Durch Ausnutzung der Eigenschaft statischer Elektrizität, Feinstaub zu absorbieren, werden die virushaltigen Partikel und der Staub auf der Oberfläche des Meltblown-Stoffes adsorbiert, um das Virus herauszufiltern.

Aus diesem Grund müssen Masken feuchtigkeitsgeschützt aufbewahrt und nach einer gewissen Nutzungsdauer rechtzeitig ausgetauscht werden, da die Schutzwirkung stark nachlässt, wenn die statische Elektrizität des Meltblown-Stoffes in der Mitte der Maske verloren geht.

Darüber hinaus werden elektrostatisches Kopieren, elektrostatisches Drucken, elektrostatisches Sprühen, elektrostatische Staubentfernung und andere Technologien in der industriellen Produktion häufig eingesetzt.

In meinem Land werden seit den 1960er Jahren zahlreiche Untersuchungen zur statischen Elektrizität durchgeführt und 1981 wurde das Fachkomitee für statische Elektrizität der Chinesischen Physikalischen Gesellschaft gegründet. Durch die Untersuchung der Eigenschaften und Gefahren statischer Elektrizität wird die Elektrostatik als Fachdisziplin häufig in der Elektronikindustrie, Erdölindustrie, Textilindustrie, Waffenindustrie, Luft- und Raumfahrtindustrie und anderen Bereichen eingesetzt.

Über den Autor

Hu Anbang, Hauptfach Nukleartechnik.

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Herausgeber: Ren Yalin

Der Artikel ist Eigentum des Chongqing Science and Technology Museum. Bei Nachdruck bitten wir um Quellenangabe.

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