statisk elektrisitet

Lyn er et eksempel på elektrostatisk utladning.

Artikkelstart

Statisk elektrisitet dreier seg om situasjoner med et overskudd eller underskudd av positiv elektrisk ladning på overflaten av legemer. Læren om statisk elektrisitet kalles elektrostatikk.

Faktaboks

Uttale
stˈatisk elektrisitet

Statisk elektrisitet kan oppstå ved at isolerende stoffer gnir mot hverandre, eller ved bevegelse av partikler eller dråper gjennom luft eller væsker. Det kan føre til gnister mellom overflater med forskjellig elektrisk ladning.

Elektriske utladninger

Utladninger som følge av statisk elektrisitet kan føre til antennelse av brannfarlige væsker eller gasser eller utløse støveksplosjoner. Tidligere var statisk elektrisitet et stort problem for tankskip og førte til flere eksplosjoner i slike skip. Det er lagt ned mye arbeid i å utvikle utstyr og rutiner for å unngå statisk elektrisitet og gnistdannelse i situasjoner og omgivelser der det kan opptre eksplosive gasser, for eksempel i olje- og gassinstallasjoner, tankskip, siloer og malingfabrikker. Elektriske utladninger i luft kan føre til dannelse av ozon, som igjen kan føre til at gummislanger spekker opp.

Lyn er et eksempel på elektrostatiske utladninger. I tordenskyer skjer ladningsseparering særlig ved hjelp av hagl. Kollisjoner mellom små dråper og hagl gjør at haglpartiklene kan bli ladd, og turbulente bevegelser frakter de ladde haglene til ulike steder. Det har vist seg at den øverste delen av en tordensky har en tendens til å bli positivt ladd mens det er overskudd av negativ ladning lengre nede. Dermed oppstår sterke elektriske felter som kan forårsake lyn både mellom ulike skyer og mellom skyer og bakken.

Tilpasninger

I de fleste situasjoner er statisk opplading uønsket fordi det kan forårsake elektrostatiske krefter og gnistdannelse. For å redusere statisk oppladning kan konduktiviteten (ledningsevnen) i luft økes ved å øke fuktighetsgraden og ved ioniserende stråling (for eksempel radioaktive preparater). Syntetiske tekstiler som brukes i klær, møbeltrekk, gulvtepper med mer, kan prepareres med antistatiske midler, som er svakt ledende, oljeaktige væsker.

Fysisk forklaring

Ladd ballong og metallfolie

  1. En metallfolie holdes i hånda.
  2. En ballong har blitt negativt ladd ved å gni den mot f.eks. håret eller en ullgenser. Når den kommer i nærheten av metallfolien, dyttes de frie elektronene i folien bort fra ballongen. Dermed blir folien positivt ladd nærmest ballongen. Ulike ladninger tiltrekker hverandre, så vi får tiltrekning mellom ballongen og folien.
  3. Folien slippes, og den kommer i kontakt med ballongen. Da vil elektroner fra ballongen hoppe over på folien.
  4. Nå har både ballongen og folien blitt negativt ladd. Like ladninger frastøter hverandre, så folien svever over ballongen.
.
Lisens: CC BY SA 3.0

Tiltrekning og frastøting

Når to legemer er i kontakt, kan elektroner gå over fra det ene til det andre legemet. Hvis man gnir en ballong mot håret, går det elektroner fra håret og over på ballongen. Dermed blir ballongen negativt ladd, mens håret blir positivt. Da er det tydelig hvordan håret tiltrekkes av ballongen. Dette er beskrevet av Coulombs lov, som handler om tiltrekning av ulike ladninger og frastøting av like ladninger.

Ballongen kan også tiltrekke nøytrale legemer, som små papirlapper eller isoporbiter. Dette er fordi ladningene i disse legemene forskyver på seg, slik at legemene blir positivt ladd nærmest den negative ballongen. Det samme skjer i taket når en ladd ballong fester seg der.

Ladning og spenning

Det er en ekstremt liten andel av elektronene som går over fra ett legeme til et annet. Men fordi den elektriske kraften er så sterk, blir likevel kraften mellom de to legemene merkbar.

Når du subber bortover et teppegulv eller hopper på trampoline i tørt vær, blir du elektrisk ladd. Ladningen gjør at det blir en spenning mellom deg og for eksempel en annen person, typisk 10000 volt. Når dere er (nesten) i kontakt, går det en gnist over og dere føler elektrisk støt. Fordi spenningen er så høy, blir det en stor strøm i dette øyeblikket. Heldigvis er det så lite ladning involvert at strømpulsen blir kort, og det er derfor normalt ikke farlig.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg