Wolna encyklopedia
 |
Ten artykuł wymaga uzupełnienia źródeł podanych informacji. Aby uczynić go weryfikowalnym, należy podać przypisy do materiałów opublikowanych w wiarygodnych źródłach. |
Elektrostatyka to dziedzina fizyki zajmująca się oddziaływaniami pomiędzy nieruchomymi ładunkami elektrycznymi. Oddziaływania te zwane są elektrostatycznymi. Elektrostatyka rozpatruje też ładunki poruszające się, o ile pomija się wszystkie efekty wynikające z ruchu ładunków z wyjątkiem zmiany ilości ładunku.
Spis treści |
Historia
O istnieniu oddziaływań elektrostatycznych wiedziano już w starożytności. Dwadzieścia pięć wieków temu grecki filozof i matematyk Tales z Miletu (620-540 p.n.e.) spostrzegł, że potarty suknem bursztyn przyciąga drobne, lekkie ciała jak np. drewniane wiórki. Nazwa elektryczność pochodzi od greckiego słowa "elektron", co znaczy bursztyn.
Sposoby elektryzowania ciał
Elektryzowanie przez pocieranie
Elektryzowanie polega na pocieraniu jednego ciała o drugie, następuje także w wyniku zetknięcia początkowo nienaelektryzowanych ciał i rozdzielenie ich, występuje także podczas uderzenia kropli cieczy na ciało stałe.
Potarta suknem laska ebonitowa elektryzuje się ujemnie a sukno dodatnio. Laska szklana zaś potarta jedwabiem elektryzuje się dodatnio a jedwab ujemnie.
Elektryzowanie przez zetknięcie
Elektryzować można też przez zetknięcie ciała z ciałem naelektryzowanym, gdyż ładunek elektryczny może przechodzić z jednego ciała na drugie.
Elektryzowanie przez indukcję
Ciało można też naelektryzować przez indukcję (przez wpływ). Ten sposób elektryzowania nie wymaga zetknięcia się ciała nienaelektryzowanego z ciałem naelektryzowanym - wystarczy je do siebie zbliżyć.
Elektryczność statyczna
Elektryczność statyczna jest to zespół zjawisk towarzyszących pojawieniu się niezrównoważonego ładunku elektrycznego na materiałach o małej przewodności elektrycznej (dielektrykach, materiałach izolacyjnych) lub na odizolowanych od Ziemi obiektach przewodzących (np. ciele człowieka, elementach urządzeń, itp.). Ładunki te wytwarzają wokół siebie pole elektrostatyczne o natężeniu tym większym, im większa jest wartość ładunku.
Zagrożenia elektrycznością statyczną
Zagrożenia elektrycznością statyczną są spowodowane bezpośrednim oddziaływaniem pola elektrycznego wytwarzanego przez naelektryzowane obiekty lub oddziaływaniem wyładowań elektrostatycznych. Wyróżnia się trzy rodzaje zagrożeń:
- niekorzystne oddziaływanie na człowieka
- zakłócenia procesów technologicznych
- pożarowo-wybuchowe.
Ochrona odgromowa
Ochrona odgromowa to inaczej ochrona przed wyładowaniami elektrycznymi w powietrzu (piorunami). Zadaniem urządzeń odgromowych jest ochrona życia i zdrowia ludzi oraz ich mienia przed niszczącym działaniem wyładowań atmosferycznych. Pierwsze i do dziś używane piorunochrony wykorzystują zasadę działania opracowaną przez Franklina i Faradaya. Wyładowanie powstaje w wyniku różnicy potencjałów między chmurami a ziemią, nagromadzony ładunek przeskakuje po elementach o najmniejszym oporze elektrycznym. Chcąc uniknąć jego niszczącego przepływu przez części budynków, należy umożliwić mu swobodny przepływ do ziemi po specjalnie w tym celu zaprojektowanej instalacji odgromowej.
Piorunochron składa się z części nadziemnej i podziemnej:
- część nadziemna - są to zwody pionowe lub poziome, umocowane nad chronionym obiektem, i przewody odprowadzające;
- część podziemna składa się z przewodów uziemiających oraz uziomów:
- naturalnych - zespołu przedmiotów metalowych lub żelbetowych umieszczonych w gruncie w celu innym niż uziemienie, np.: zbrojenia części podziemnych budynków, metalowe rurociągi itp.,
- sztucznych - prętów lub płaskowników stalowych ocynkowanych lub pomiedziowanych: punktowych, otokowych lub ich kombinacji.
Zadaniem zwodów jest przejęcie na siebie wyładowania atmosferycznego, zadaniem przewodów odprowadzających jest przekazanie go do uziomu. Rolą uziomu jest doprowadzenie energii wyładowania do ziemi i jej rozproszenie.
Elektryczność
Elektryczność (z gr.) to zdolność określonych cząstek subatomowych (na przykład elektronów i protonów) do wiązania się z polem elektromagnetycznym i istnieniem między nimi sił przyciągających i odpychających. Elektryczność daje energię jednej z czterech podstawowych sił natury i jest własnością magazynowania energii przez materię. W tym znaczeniu "ładunek elektryczny", "wartość ładunku" i "ilość elektryczności" mogą być używane zamiennie.
W przenośni i języku potocznym wyraz elektryczność oznacza także prąd elektryczny lub energię elektryczną.
Prawo Coulomba
Prawo Coulomba jest podstawowym prawem elektrostatyki, podaje wartość siły z jaką działają na siebie punktowe ładunki elektryczne. Głosi, że siła wzajemnego oddziaływania dwóch punktowych ładunków elektrycznych jest wprost proporcjonalna do iloczynu ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami.
Z prawa tego wynika, że im większy ładunek będą miały punktowe ciała, tym między nimi będzie większa siła; także im większa odległość będzie między nimi, tym mniejsza siła będzie między nimi.
Prawo to opublikował w 1785 Charles Augustin de Coulomb.