Ziemā tirpšanas sajūta, ko jūtat, novelkot trikotāžas apģērbu, ir statiskā elektrība. Uzziniet, kāpēc statiskā elektrība ir biežāk sastopama ziemā un kā tā darbojas.
Mēs visi esam pieredzējuši, ka, ķemmējot matus ar ķemmi, tie pielīp pie sariem un liek matiem celties stāvus. Tas ir saistīts ar statisko elektrību. Īpaši bieži tas notiek ziemas mēnešos, kad gaiss kļūst sausāks un vairāk pakļauts statiskajai elektrībai. Tā kā sausais gaiss slikti vada elektrību, statiskā elektrība saglabājas vēl ilgi pēc tās ģenerēšanas. Tāpēc, ziemā uzvelkot un novelkot trikotāžas apģērbu, vai atverot un aizverot automašīnas durvis, jūs jūtat tirpšanas sajūtu pirkstu galos.
Kad objekts kļūst elektrificēts, tiek teikts, ka tas ir “elektrificēts”, un, kad elektrificētā objektā elektrība pārstāj plūst kaut kur citur, to sauc par statisko elektrību. Statiskā elektrība ikdienā rodas daudzās un dažādās situācijās, un tās principi ir vienkārši, bet aizraujoši. Statiskās elektrības fenomens bija zināms jau senos grieķus, kuri novēroja, ka, berzējot ķirbi ar drānu, pie tā pielīp mazi priekšmeti. Kā redzat, statiskajai elektrībai mūsu dzīvē ir sena vēsture.
Kāpēc tā notiek? Atomi, kas veido vielu, sastāv no pozitīvi lādētiem kodoliem un negatīvi lādētiem elektroniem. Normālai vielai ir vienāds pozitīvo un negatīvo lādiņu daudzums, padarot to elektriski neitrālu. Kad divi dažādi objekti berzējas kopā, daži elektroni tiek pārnesti no viena uz otru, atstājot objektu, kas saņēma elektronus, negatīvi lādētu un objektu, kas zaudēja elektronus, pozitīvi uzlādētu, radot statisko elektrību. Tomēr, tāpat kā lādiņi viens otru atgrūž un atšķirībā no lādiņiem pievelk, tā pat uzlādēti objekti atgrūž objektus ar vienādu lādiņu un piesaistīs objektus ar dažādu lādiņu.
Šo statiskās elektrības īpašību plaši izmanto rūpniecībā. Piemēram, putekļu noņemšanai elektronikas ražošanas procesā tiek izmantota statiskā elektrība, lai piesaistītu un atvairītu putekļus. Krāsu veikali izmanto arī statisko elektrību, lai vienmērīgi sadalītu krāsu uz automašīnas virsmas. Kā redzat, statiskā elektrība ir noderīga daudzās dažādās jomās. Statiskajai elektrībai ir svarīga loma arī pusvadītāju ražošanā. Lai pusvadītāju mikroshēmas būtu tīras, ir svarīgi noņemt mikroskopiskās daļiņas, kas tiek veikta, izmantojot statiskās elektrības jaudu. Tas ievērojami uzlabo pusvadītāju veiktspēju un kalpošanas laiku.
Fotokopētājs, mūsdienu sabiedrības pamatelements, ir tipiska ierīce, kas izmanto šo statiskās elektrības īpašību. Fotokopētāja iekšpuse sastāv no cilindriskas cilindra ar pozitīvi lādētu fotorezistu, negatīvi lādēta tonera, kustīga gaismas avota, siltuma avota un vairākiem rūpīgi izstrādātiem ruļļiem. No tiem visspilgtākie statiskās elektrības īpašību piemēri ir cilindrs un toneris.
Novietojot kopējamo dokumentu uz caurspīdīgas stikla plāksnes un nospiežot kopēšanas pogu, zem stikla plāksnes pazūd gaisma. Dokumenta melnās daļas absorbē gaismu, bet baltās daļas to atstaro, veidojot fāzi uz cilindriskā cilindra. Šī cilindriskā cilindra virsma ir pozitīvi uzlādēta. Tomēr, kad gaisma skar bungas virsmu, vietas, kur gaisma nonāk, kļūst neuzlādētas, jo pozitīvo lādiņu uz cilindra virsmas neitralizē negatīvais lādiņš bungas iekšpusē. Tāpēc tikai tās zonas, kuras nav saņēmušas gaismu, paliek pozitīvi uzlādētas. Kad negatīvi uzlādēts toneris šādā stāvoklī tuvojas cilindram, tikai pozitīvi lādētās zonas piesaistīs tonera pulveri un pieķersies tam. Ja jūs palaižat zem cilindra papīra lapu un uzliekat papīram pozitīvu lādiņu, kas ir spēcīgāks par lādiņu uz cilindra virsmas, tonera pulveris nokritīs no cilindra un pāries uz papīru, veidojot tekstu. Uz papīra veidotais raksts ilgs tikai tik ilgi, kamēr pastāvēs statiskā elektrība. Lai izgatavotu rakstāmo kociņu, papīrs tiek iespiests karstā rullī (virs 180°C), un kopēšanas process ir pabeigts.
Statiskajai elektrībai ir daudz citu pielietojumu, izņemot kopētājus. To var izmantot, lai izraisītu statisko elektrību smoga filtra filtros, lai notvertu smalkus putekļus. To var arī izmantot, lai elektrostatiski uzlādētu kosmosa kuģa ārējo apvalku, lai tam būtu tāds pats lādiņš kā kosmosa putekļiem, kas var palīdzēt atrisināt kosmosa putekļu pielipšanas problēmu. Apģērbu ražošanas procesā tiek izmantota arī statiskā elektrība. Statisko elektrību var izmantot, lai izlīdzinātu un sakārtotu šķiedras, lai iegūtu augstas kvalitātes audumus. Tas palīdz padarīt apģērbu izturīgāku un ērtāku valkāšanai. Kā redzat, statiskās elektrības zinātniskais princips tiek plaši izmantots visās jomās, sākot no kopētājiem līdz kosmosa kuģiem un beidzot ar apģērbu ražošanu. Pavisam nesen pētnieki ir strādājuši arī pie enerģijas uzkrāšanas, izmantojot statisko elektrību. Notiek mēģinājumi izmantot statiskās elektrības īpašības efektīvāku akumulatoru izstrādei, kam varētu būt liela nozīme nākotnes enerģijas problēmu risināšanā.
Kā redzat, statiskajai elektrībai ir svarīga loma mūsu dzīvē, rūpniecībā un zinātnes un tehnoloģiju attīstībā. Ir aizraujoši saprast, kā statiskā elektrība, ko var uztvert kā nelielas neērtības, patiesībā veicina mūsu dzīvi tik dažādos veidos. Nākotnē turpinās parādīties jaunas tehnoloģijas, kas izmanto statisko elektrību, padarot mūsu dzīvi ērtāku un bagātāku.
