Hoe statische elektriciteit wordt opgebouwd en hoe deze wordt ontladen?

Ik word de hele tijd geëlektrocuteerd door contact te maken met metalen voorwerpen, door een kar in de supermarkt te laten lopen, de autodeur te openen en de deurknop aan te raken. Ik heb verschillende artikelen gerecenseerd over hoe statische elektriciteit wordt gemaakt en hoe het wordt ontladen, maar geen daarvan heeft mij tevredengesteld. Kan iemand het mij uitleggen, hoe het is gemaakt?

  • Er worden duizenden voltages opgewekt wanneer u op tapijt loopt of zelfs op een droge betonnen vloer. Hoe wordt deze lading continu geaccumuleerd en nooit ontladen?
  • Waarom het door je vingers wordt afgegeven, wanneer het echt is opgebouwd op je schoenen of kleding. Als je je kleding aanraakt met de deurknop, gebeurt er niets, maar als je je vinger aanraakt, giek, krijg je een schok? Hoe werkt het hele proces?
6

3 antwoord

  • Vraag: Er worden duizenden voltages gegenereerd wanneer u op tapijt loopt of zelfs op een droge betonnen vloer. Hoe wordt deze lading continu geaccumuleerd en nooit ontladen?

Antwoord: zie einde onder "onderzoek" voor methoden voor het genereren van lading.
 In uw geval is wrijven of "tribo-elektrisch effect" bijna zeker het belangrijkste mechanisme.

Belangrijk - de generatiemethoden bevatten geen reciproke ontladingsmechanismen.
 Voor ontlading moeten de voorwaarden voor lozing afzonderlijk worden vervuld. Als er niet aan wordt voldaan - bijv. Warme droge omstandigheden met goede isolatie voor andere differentieel geladen objecten, zal ontladen zich niet voordoen. De lading zal zich ophopen op de condensator die het lichaam vormt ten opzichte van de grond. Voor een bepaalde hoeveelheid lading, de lagere de capaciteit de hoger de spanning.

$$ C = {Q \ over V} $$

$$ V = {Q \ over C} $$

$$ Q = C V $$

                              Energy:

$$ E = {1 \ over 2} C V ^ 2 $$

Dus voor een vaste lading, betekent halveringcapaciteit dubbele spanning en is spanning een gekwadrateerde factor in energie.

  • Vraag: Waarom het door je vingers wordt afgegeven, wanneer het echt is opgebouwd op je schoenen of kleding. Als je je kleding aanraakt met de deurknop, gebeurt er niets, maar als je je vinger aanraakt, giek, krijg je een schok? Hoe werkt het hele proces?

Antwoord: De ontlading vindt plaats wanneer er een voldoende weerstandsroute is naar een ander lichaam om de lading er doorheen te laten lopen, dwz om een ​​stroom te creëren. Er zal ALTIJD een ontladingspad zijn MAAR het kan van zo'n grote weerstand zijn dat de ontladingstijd lang is. Als de tijd om te ontladen meer is dan tien seconden tot een halve ontlading, kunt u het effect opmerken en als de ontladingstijd van de halflaadtijd meer dan één minuut bedraagt, bent u er bijna zeker van dat u het ontdekt.

Opladen wordt opgeslagen in capaciteit. Dat is een heel gebied op zichzelf - maar je lichaam heeft een capaciteit van meestal 100 pF tot aarde - zie Wikipedia body capaciteitsartikel . De voorwerpen die aan je lichaam zijn bevestigd en die de meeste lading genereren, hebben een lage capaciteit vergeleken met die van je lichaam. De lading wordt opgeslagen in verhouding tot de capaciteit, zodat uw lichaam fungeert als een reservoir voor de lading die door uw kleding wordt "gegenereerd".

Je zult pijn voelen van 'shock' wanneer de hoeveelheid ontladende energie en de grootte een complexe relatie vervullen. Als de ontlaadstroom te laag is, voelt u geen pijn of schoksensatie.

Het aanraken van kleren, enz. Aan een geaard voorwerp, zorgt voor een pad met zeer hoge weerstand naar aarde, zodat de lading langzaam wordt overgedragen. Opladen vloeit van je via kleding naar de grond, maar de alle belangrijke overdrachtssnelheid van de energie is laag.

Als je een geaard object aanraakt met een deel van je lichaam, dan is de lading opgeslagen op je lichaam een ​​pad met lage weerstand naar de grond en zul je veel meer kans hebben om "pijn" te bestrijden dan wanneer het ontladingspad een lage weerstand zou hebben. Als u haar of droge kleding aan de grond raakt, kan de ontladingspadweerstand 10 tot 100 van megohms zijn en u voelt geen pijn 0, hoewel deze objecten de lading hebben gegenereerd die uw lichaam heeft opgeslagen.

1000 V op een condensator van 100 pF bevat ongeveer 0,1 millijoule energie !!! - en u kunt de ontlading voelen. Een spanning van 10 kV op 100 pF slaat ongeveer 10 mJ of energie op en u ZULT de ontlading voelen als u de grond raakt.

Als een groep van ongeveer 6 mensen elkaars handen vasthoudt en over een statisch inductiekleed loopt en één persoon steekt een vinger uit en raakt een niet-gehechte persoon aan, dan krijgen alle 7 mensen een aanzienlijke schok maar vooral de twee op het hoofdcontactpunt. Vraag me hoe ik het weet :-).

Waarschuwing: wanneer deze volledig is opgeladen, is het een slecht idee [tm] dat de vingerwijzer een archiefkast raakt met zijn uitgestrekte vinger !!! Vraag me hoe ik het weet :-). In het laatste geval zal de archiefkast op zichzelf een grote capaciteit hebben en op grondpotentiaal vanwege lekkage via zijn baan door zijn basis en tapijt, enz.


Onderzoek:

De meeste van uw vragen lijken vrij goed te worden beantwoord door Wikipedia's statische elektriciteitspagina .

Ze bevatten koppelingen om genereren op te laden door:

Meestal ervaar je voornamelijk een combinatie van tribo-elektrische en inductie-effecten.

5
toegevoegd
@clabacchio - Bijna. Maar Q = CV. Ik ben niet bekwaam met de opmaaktaal. Ik zou geen 6 dergelijke lijnen gebruiken als ik wist hoe ik het moest plaatsen op 1. Moet leren :-). Ref Wikipedia
toegevoegd de auteur rthsyjh, de bron
100 pF is de totale lichaamscapaciteit. | Monteer een weerstand van 1 megaohm + op je sleutelbos en probeer die via dat ventiel te ontlasten. Veel eerder is misschien genoeg. Dit beperkt de piekstroom en verhoogt de ontlaadtijd. Je kunt ook "hak grounders" krijgen voor schoenen - maar die zijn bedoeld voor montage of labomgevingen
toegevoegd de auteur rthsyjh, de bron
Ooit spijt me een domme fout ... en ik ben nog steeds aan het redeneren over de verklaring tussen haakjes, ook al ben ik nu dichter bij het begrip
toegevoegd de auteur clabacchio, de bron
controleer de bewerking om te zien of deze overeenkomt met uw vorige statement
toegevoegd de auteur clabacchio, de bron
+1 Ik zal nog meer onderzoek doen, het antwoord is redelijk :) Een snelle vraag, lichaam fungeert als een 100pf condensator of heeft letterlijk miljoenen 100pf condensators? of de condensator van 100pf is gemaakt van miljoenen kleine, misschien nog kleinere capaciteiten? Alleen een gedachte
toegevoegd de auteur Kugel, de bron

Dit is een actueel probleem in industriële omgevingen (denk aan transportbanden of roltrappen). Het is belangrijk om veilig van de geaccumuleerde lading af te komen. In elektronische laboratoria dragen werknemers meestal geaarde armbanden die via een grote weerstand (bijvoorbeeld 1 MOhm) rechtstreeks met de grond zijn verbonden, nooit ! (Gevaar voor elektrische schokken!)

Aan de andere kant wordt het tibo-elektrische effect gebruikt voor het opladen van hoogspanningsgeneratoren zoals de Van de Graaff-generator . Een van de eerste 'speelgoed' van dit type was de Leidse pot .

If you experience the 'pinching' frequently, it might be due to the fact that the material of your clothes is especially suitable for triboelectric generation and the soles of your shoes are made of a very effective insulator. So it's probably time for a wardrobe change... ;)

1
toegevoegd
Ik heb echt verschillende soorten schoenen. Ik draag normale kleding en ik heb ervaring met een die statica genereert en zelfs met zichzelf wrijft. Maar waarom moest de lading door mijn vinger stromen. Ik ben toevallig met mij dat ik de sleutel gebruik om het eerst te ontladen, dat gebeurt niet en ik word nog steeds geschokt.
toegevoegd de auteur Kugel, de bron

Statische elektriciteit wordt opgebouwd door twee processen - wrijving en inductie. Deze statische elektriciteit wordt opgeslagen in zowel de objecten die betrokken zijn bij het proces van inductie en wrijving. Maar na een tijdje is er een onbalans van ladingen op de objecten (positief en negatief geladen). Dus om het aantal elektronen en protonen in beide objecten te balanceren, geeft een voorwerp een deel van de elektronen aan het andere object. Dit staat bekend als elektrische ontlading.

0
toegevoegd
Probeer de specifieke vraag te beantwoorden en vermijd het toevoegen van algemene informatie. Het OP vroeg naar het gedrag van statische elektriciteit met verschillende materialen en uw antwoord adresseert dat niet.
toegevoegd de auteur cbcolin, de bron