Статична електрика — це сукупність електричних явищ, пов’язаних із накопиченням, збереженням і взаємодією нерухомих електричних зарядів. На відміну від електричного струму, де заряд рухається провідником, у статичній електриці заряди локалізовані на поверхні або всередині тіл і можуть зберігатися тривалий час.
Статичний заряд
Статичний заряд — це надлишок або нестача електронів у тілі, що призводить до появи електричного поля.
Види зарядів
- Позитивний заряд (+) — нестача електронів
- Негативний заряд (−) — надлишок електронів
Одиниця вимірювання
кулон (Кл)
Закон збереження електричного заряду
Σq = const
Заряд не виникає і не зникає, а лише переходить з одного тіла на інше або перерозподіляється.
Способи виникнення статичної електрики
Тертьова електризація
- Виникає при контакті й розділенні різних матеріалів
- Приклад: пластик і вовна
Контактна електризація
- Заряд передається при дотику зарядженого тіла до нейтрального
Індукційна електризація
- Перерозподіл зарядів під дією зовнішнього електричного поля
Кількісна характеристика заряду
Заряд тіла:
q = n * e
де:
- n — кількість електронів
- e — елементарний заряд
e = 1,602 * 10^(-19) Кл
Сили взаємодії зарядів (закон Кулона)
F = k * |q1 * q2| / r^2
де:
- F — сила взаємодії (Н)
- q1, q2 — заряди (Кл)
- r — відстань між ними (м)
- k = 9 * 10^9 Н·м^2/Кл^2
Електричне поле статичного заряду
Напруженість поля:
E = F / q
Одиниця:
Н/Кл або В/м
Прояви статичної електрики
- Іскрові розряди
- Притягання легких предметів
- Прилипання синтетичного одягу
- Блискавка (масштабний природний прояв)
Небезпека та користь
Небезпека
- Іскри можуть спричинити пожежі або вибухи
- Ураження електроніки (ESD)
Користь
- Ксерографія
- Електростатичне фарбування
- Фільтрація повітря
Захист від статичної електрики
- Заземлення
- Зволоження повітря
- Антистатичні матеріали
- Захисні браслети для електроніки
Статична електрика є фундаментальним проявом електромагнітних взаємодій. Вона відіграє важливу роль як у природних явищах, так і в техніці, але потребує контролю через потенційну небезпеку.