sa 2024/06/19 295

Static na kuryente

Ang static na kuryente, isang kababalaghan na kilala mula pa noong sinaunang panahon para sa kamangha -manghang mga epekto ng pang -akit at pagtanggi pagkatapos ng mga bagay ay pinagsama.Ang mga maagang eksperimento na may mga materyales tulad ng baso, sutla, paraffin wax, at lana ay nakatulong sa pagbuo ng pag -unawa sa mga electrostatics.Ang mga makabuluhang kontribusyon mula sa mga makasaysayang figure tulad nina Charles Dufay at Benjamin Franklin ay tumulong sa pagbuo ng mga teorya tungkol sa mga hindi nakikitang pwersa sa paglalaro, na kalaunan ay kinikilala ang singil ng kuryente bilang paggalaw ng mga electron.Ang pagtuklas ng Leyden Jar noong 1745 at mga pagsulong ng mga imbentor tulad ng Otto von Guercke ay nagpapagana sa henerasyon ng mas malaking static na singil, karagdagang pagsulong sa pag -aaral ng electrostatics.Ang gawain ni Charles Coulomb sa mga puwersa sa pagitan ng mga sisingilin na mga particle ay nagbigay ng mas malalim na pag -unawa sa mga hindi pangkaraniwang bagay na ito.Ang artikulong ito ay sumasalamin sa kasaysayan, teorya, at praktikal na aplikasyon ng static na kuryente, na itinampok ang epekto nito sa pang -agham na pag -iisip at makabagong teknolohiya.

Catalog

Larawan 1: Static na kuryente

Makasaysayang pagtuklas

Mga siglo na ang nakalilipas, napansin na ang ilang mga materyales, tulad ng baso at sutla, ay maakit ang bawat isa matapos na magkasama.Ang kagiliw -giliw na kaganapan na ito ay hindi limitado sa baso at sutla;Ang iba pang mga kumbinasyon, tulad ng paraffin wax at lana, ay nagpakita ng katulad na pag -uugali.Nakita ng mga eksperimento na habang ang mga hadhero na materyales ng iba't ibang uri ay nakakaakit sa bawat isa, ang parehong mga materyales ay nagtulak sa bawat isa.

Ang mga karagdagang pagsisiyasat ay nagpakita na ang anumang materyal na nagpapakita ng pang -akit o pagtanggi matapos na hadhad ay maaaring mailagay sa isa sa dalawang pangkat: naakit sa baso at tinanggihan ng waks, o tinanggihan ng baso at naaakit sa waks.Iminungkahi ng pangkat na ito na ang mga materyales ay nahulog sa dalawang malinaw na kategorya batay sa kanilang mga de -koryenteng katangian.

Larawan 2: atraksyon ng tela ng waks at lana

Maagang teorya at eksperimento

Ang mga hindi nakikita na pagbabago na nagdudulot ng pang -akit o pagtanggi ay humantong sa mga maagang eksperimento na mag -isip tungkol sa paglipat ng mga hindi nakikita na "likido" sa panahon ng pag -rub.Ipinakita ni Charles Dufay na ang pag -rub ng ilang mga pares ng mga bagay ay lumikha ng dalawang magkakaibang uri ng mga pagbabago, na humahantong sa alinman sa pang -akit o pagtanggi sa pagitan ng mga materyales.Ang mga natuklasan ni Dufay ay nagpakita na ang mga materyales ay maaaring maipangkat batay sa kanilang pag -uugali pagkatapos ng pag -rubing: ang ilang mga materyales ay nakakaakit sa bawat isa, habang ang iba ay nag -iwas sa bawat isa.

Ang pagtatayo sa mga obserbasyong ito, iminungkahi ni Benjamin Franklin ang isang teorya na kinasasangkutan ng isang solong uri ng likido.Ayon kay Franklin, ang mga bagay na naghuhugas ng mga bagay ay hindi kasangkot sa dalawang magkakaibang likido ngunit sa halip ay nagdulot ng kawalan ng timbang ng isang solong likido, na tinawag niya ang isang singil sa kuryente.Ang mga bagay ay maaaring magkaroon ng alinman sa labis (+) o masyadong maliit (-) ng likido na ito.Ang mga termino ni Franklin para dito ay "positibong singil" (+) para sa pagkakaroon ng labis at "negatibong singil" (-) para sa pagkakaroon ng napakaliit.

Ang hypothesis ni Franklin ay nagbigay ng isang mas simpleng paraan upang maunawaan ang static na koryente.Iminungkahi niya na ang pang -akit at pagtanggi na sinusunod sa pagitan ng mga materyales ay dahil sa kawalan ng timbang ng nag -iisang singil ng kuryente.Ang ideyang ito ay naglatag ng batayan para sa karagdagang pag -aaral at ang panghuling pagkilala sa singil ng kuryente bilang paggalaw ng mga elektron.

Mga kontribusyon ni Franklin

Si Benjamin Franklin ay gumawa ng mga eksperimento sa mga materyales tulad ng waks at lana upang maunawaan ang static na koryente.Naisip niya na ang pag -rub ng mga materyales na ito ay magkasama ay lumipat ng isang hindi nakikita na likido sa pagitan nila.Naniniwala siya na kinuha ng lana ang ilan sa likido na ito mula sa waks, na lumilikha ng isang kawalan ng timbang na gumawa ng dalawang materyales na nakakaakit sa bawat isa.

Tinawag ni Franklin ang singil sa waks na "negatibo" dahil naisip niya na mas kaunti ang likido na ito.Tinawag niya ang singil sa lana na "positibo" dahil naisip niya na mayroon itong higit sa likido.Kahit na alam natin ngayon na ang "likido" na ito ay talagang ang paggalaw ng mga elektron, ang mga termino ni Franklin na "positibo" at "negatibong" singil ay ginagamit pa rin.Ang terminolohiya na ito ay mananatili sapagkat tumpak na inilarawan nito ang direksyon ng daloy ng elektron: mula sa isang materyal na may higit pang mga electron (-) sa isa na may mas kaunting mga electron (+).

Ang pagsukat ng singil sa kuryente

Noong 1780s, sinusukat ng French Physicist na si Charles Coulomb ang singil ng elektrikal gamit ang isang balanse ng torsional.Ang kanyang mga eksperimento ay humantong sa kahulugan ng Coulomb, isang yunit ng singil sa kuryente.Ang gawain ni Coulomb ay nagpakita na ang puwersa sa pagitan ng dalawang singil sa point ay proporsyonal sa produkto ng kanilang mga singil at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan nila.Ang isang coulomb ay katumbas ng singil ng humigit -kumulang na 6.25 × 10^18 electron, at ang isang elektron ay may singil na halos 0.000000000000000016 Coulombs.

Ang komposisyon ng atom

Larawan 3: Komposisyon ng atom

Ang mga karagdagang eksperimento ay nagpakita na ang lahat ng bagay ay gawa sa mga atomo, na binubuo ng tatlong pangunahing mga partikulo: mga proton, neutron, at electron.Ang mga proton ay may positibong (+) singil, ang mga electron ay may negatibong (-) singil, at ang mga neutron ay walang singil.

Ang istraktura ng isang atom ay may kasamang nucleus at electron shell.Ang nucleus, na matatagpuan sa gitna ng atom, ay naglalaman ng mga proton at neutron, na mahigpit na magkasama.Ang masikip na pagbubuklod na ito ay nagbibigay sa katatagan ng nucleus at tinukoy ang elemental na pagkakakilanlan ng atom.Ang pagbabago ng bilang ng mga proton ay lumiliko ang atom sa ibang elemento.

Ang mga electron ay nag -orbit ng nucleus sa mga rehiyon na tinatawag na mga shell ng elektron.Hindi tulad ng mga proton at neutron, ang mga electron ay hindi mahigpit na nakasalalay sa nucleus.Madali silang mailipat ng iba't ibang puwersa, na humahantong sa isang kawalan ng timbang sa kuryente.Kapag lumipat ang mga electron mula sa isang atom papunta sa isa pa, lumilikha ito ng isang singil sa kuryente.

Ang kakayahan ng mga electron na ilipat nang mas malaya kumpara sa mga proton at neutrons ay susi sa kababalaghan ng static na koryente.Kapag magkasama ang ilang mga materyales, ang mga electron ay inilipat mula sa isang materyal patungo sa isa pa, na nagiging sanhi ng isang bagay na maging positibong sisingilin (kulang sa mga electron) at ang iba ay maging negatibong sisingilin (pagkakaroon ng labis na mga electron).Ang kilusang ito ng mga electron ay ang batayan ng static na kuryente.

Ipinaliwanag ng static na kuryente

Nangyayari ang static na kuryente dahil mayroong isang kawalan ng timbang ng mga electron sa pagitan ng mga bagay.Kapag magkasama ang ilang mga materyales, ang mga electron - negatibong sisingilin na mga particle - ay nagmula sa isang materyal patungo sa isa pa.Ang paglilipat na ito ay nagdudulot ng isang bagay upang makakuha ng mga electron, nagiging negatibong sisingilin, at ang iba pa ay mawalan ng mga electron, nagiging positibong sisingilin.Ang kilusang ito ng mga electron ay lumilikha ng isang kawalan ng timbang ng singil ng elektrikal, na may isang materyal na may higit pang mga electron (negatibong singil) at ang iba pang pagkakaroon ng mas kaunting mga electron (positibong singil).

Ang mga bagay na may kabaligtaran na singil ay nakakaakit ng bawat isa, habang ang mga bagay na may parehong singil ay nagtataboy sa bawat isa.Ito ang dahilan kung bakit ang isang lobo na hadhad sa mga stick ng buhok sa isang pader.Ang lobo, na ngayon ay negatibong sisingilin mula sa pagkakaroon ng mga electron mula sa buhok, ay naaakit sa neutral o positibong sisingilin na pader.

Araw -araw na mga halimbawa ng static na koryente ay kasama ang senaryo ng lobo at buhok at damit sa isang dryer.Sa kaso ng lobo, hinuhubaran ito sa paglilipat ng buhok ng mga electron, na ginagawang negatibong sisingilin ang lobo at nagiging sanhi ng pagdikit sa isang neutral na dingding.Katulad nito, sa isang damit na dryer, ang alitan sa pagitan ng mga paglilipat ng mga damit, na nagiging sanhi ng static na kumapit habang ang mga damit ay magkakasama dahil sa kabaligtaran na singil.

Ang triboelectric effect

Larawan 4: Epekto ng Triboelectric

Ang epekto ng triboelectric ay nangyayari kapag ang dalawang magkakaibang mga materyales ay pinagsama, na nagiging sanhi ng paglipat ng mga electron mula sa isang materyal patungo sa isa pa.Ang kilusang ito ay gumagawa ng isang materyal na positibong sisingilin (dahil nawalan ito ng mga electron) at ang iba pang negatibong sisingilin (dahil nakakakuha ito ng mga electron).

Ang epekto na ito ay nagpapaliwanag ng maraming pang -araw -araw na karanasan ng static na kuryente.Halimbawa, kapag kuskusin mo ang isang lobo sa iyong buhok, ang mga electron ay lumipat mula sa iyong buhok hanggang sa lobo.Bilang isang resulta, ang iyong buhok ay nagiging positibong sisingilin, at ang lobo ay naging negatibong sisingilin.Ang kabaligtaran na singil ay nakakaakit ng bawat isa, na nagiging sanhi ng iyong buhok na dumikit sa lobo.

Ang epekto ng triboelectric ay nakasalalay sa mga katangian ng mga materyales na kasangkot.Ang ilang mga materyales ay madaling sumuko ng mga electron, habang ang iba ay nakakaakit at humahawak sa kanila.Ang tendensiyang ito ay inilarawan ng serye ng Triboelectric, na nagraranggo ng mga materyales batay sa kung paano malamang na makakuha o mawalan ng mga elektron.

Kapag ang dalawang materyales mula sa kabaligtaran na mga dulo ng serye ng Triboelectric ay pinagsama, ang paglipat ng mga electron ay mas makabuluhan, na humahantong sa isang mas malakas na static na singil.Halimbawa, ang baso ng baso (na may posibilidad na mawalan ng mga electron) na may sutla (na may posibilidad na makakuha ng mga electron) ay nagreresulta sa isang kapansin -pansin na static na singil.

Mga praktikal na aplikasyon

Kahit na ito ay madalas na nakikita bilang nakakainis, ang static na koryente ay maraming kapaki -pakinabang na paggamit:

Xerographic Printing

Larawan 5: Pag -print ng Xerographic

Ang pag -print ng Xerographic ay nakasalalay sa static na kuryente upang gumana.Ang teknolohiyang ito ay ginagamit sa mga photocopier at laser printer.Narito ang isang detalyadong pagtingin sa kung paano ito gumagana:

Ang isang photoconductive drum sa loob ng copier o printer ay unang binigyan ng isang static na singil.Ang drum na ito ay maaaring humawak ng isang electric singil at gumanti sa ilaw.Kapag ang isang imahe ng dokumento na makopya ay inaasahang papunta sa tambol, ang ilaw ay ginagawang umalis ang static na singil sa mga lugar na nakalantad dito, habang ang singil ay mananatili sa madilim na lugar kung saan walang ilaw.

Susunod, ang toner, na kung saan ay isang pinong pulbos na may positibong singil, ay dinidilig sa tambol.Ang positibong sisingilin na toner sticks sa negatibong sisingilin na mga lugar ng tambol kung saan ang singil ay hindi neutralisado ng ilaw.Lumilikha ito ng isang pulbos na imahe ng dokumento sa tambol.

Ang drum pagkatapos ay gumulong sa isang piraso ng papel, paglilipat ng imahe ng toner sa papel.Sa wakas, ang papel ay dumadaan sa isang pares ng mga pinainit na roller na tinatawag na isang fuser.Ang init at presyur mula sa fuser ay natutunaw ang mga particle ng toner, na ginagawa silang permanenteng dumikit sa papel.

Ang buong proseso na ito ay nangyayari nang napakabilis at mahusay, na nagpapahintulot sa mabilis na paggawa ng mga de-kalidad na kopya at mga kopya.Ang paggamit ng static na koryente sa pag -print ng xerographic ay isang napakatalino na aplikasyon ng mga pangunahing prinsipyong pang -agham, na ginagawang isang praktikal na teknolohiya na ginagamit namin araw -araw.

Mga filter ng electrostatic air

Larawan 6: Electrostatic air filter

Ang mga electrostatic air filter ay gumagamit ng static na kuryente upang linisin ang hangin sa pamamagitan ng pag -alis ng mga particle tulad ng alikabok, pollen, at iba pang mga kontaminado.Narito kung paano sila gumagana nang mas detalyado:

Una, ang filter ay sisingilin ng static na kuryente.Maaari itong mangyari sa ilang mga paraan.Ang isang karaniwang pamamaraan ay ang paggamit ng isang electric field upang singilin ang materyal na filter.Ang isa pang paraan ay ang pagpasa ng hangin sa pamamagitan ng isang grid ng mga wire na singilin ang mga particle sa hangin habang dumadaan sila.

Kapag sisingilin ang filter, umaakit ito at kinukuha ang mga particle mula sa hangin.Ang sisingilin na filter ay gumagana tulad ng isang magnet para sa alikabok at iba pang maliliit na partikulo.Kapag ang mga particle na ito ay lumapit sa filter, ang singil ng electrostatic ay hinila sila, na nagiging sanhi ng mga ito na dumikit sa filter.Ginagawa nitong ang hangin na dumadaan sa mas malinis.

Ang mga electrostatic air filter ay napaka -epektibo dahil maaari silang makuha ang napakaliit na mga particle na maaaring makaligtaan ng iba pang mga uri ng mga filter.Kasama dito hindi lamang alikabok at pollen kundi pati na rin ang usok, bakterya, at kahit na ilang mga virus.Dahil sa mataas na kahusayan na ito, madalas silang ginagamit sa mga lugar kung saan mahalaga ang kalidad ng hangin, tulad ng sa mga bahay na may mga nagdurusa sa allergy o sa mga setting ng pang -industriya kung saan kinakailangan ang malinis na hangin para sa parehong kalidad ng kalusugan at produkto.

Ang isa sa mga pangunahing benepisyo ng mga filter ng electrostatic air ay maaari silang magamit muli.Sa halip na palitan ang filter sa tuwing marumi ito, maaari mo itong linisin at ibalik ito.Ginagawa nitong mas palakaibigan at magastos sa paglipas ng panahon.Gayunpaman, kinakailangan upang linisin nang regular ang filter upang mapanatili itong maayos.Kung ang filter ay nakakakuha ng masyadong marumi, hindi ito maaaring hawakan ng anumang mga particle, at ang kalidad ng hangin ay magdurusa.

Van de Graaff Generator

Larawan 7: Van de Graaff Generator

Ang generator ng van de Graaff, na nilikha ng pisika na si Robert J. van de Graaff noong 1930s, ay isang makina na gumagawa ng mataas na boltahe gamit ang static na kuryente.Ang aparatong ito ay gumagana sa pamamagitan ng paglipat ng isang singil ng kuryente sa isang metal na globo sa pamamagitan ng isang sinturon.Habang gumagalaw ang sinturon, dinala nito ang singil sa globo, kung saan bumubuo ito.Ang prosesong ito ay maaaring makabuo ng mga boltahe na umaabot sa milyun -milyong mga volts, na ginagawang kapaki -pakinabang ang van de graaff generator para sa mga eksperimentong pang -agham, lalo na sa pisika ng butil, kung saan ginagamit ito upang mapabilis ang mga particle.

Ang mga eksperimento ni Michael Faraday noong 1832 ay nagpakita na ang static na kuryente ay pareho sa koryente na ginawa ng mga baterya at generator.Ipinakita ni Faraday na ang parehong uri ng koryente ay maaaring maging sanhi ng parehong kemikal at pisikal na epekto, tulad ng pagbagsak ng mga compound ng kemikal at paglikha ng mga magnetic field.Ang kanyang trabaho ay nagpakita na ang lahat ng mga uri ng koryente ay nagmula sa parehong pangunahing kababalaghan: ang paggalaw ng singil ng kuryente.

Ang van de Graaff generator at mga pagtuklas ni Faraday ay lubos na naiimpluwensyahan ang aming pag -unawa sa koryente.Ang generator ng van de Graaff, na may kakayahang gumawa ng mataas na boltahe, ay naging kapaki -pakinabang sa pagsulong ng pananaliksik sa pisika ng butil.Pinapayagan nito ang mga siyentipiko na mapabilis ang mga particle sa mataas na bilis, na ginagawang posible upang pag -aralan ang mga pangunahing bahagi ng bagay at puwersa.

Ang gawain ni Faraday, sa kabilang banda, ay naglatag ng batayan para sa aming pag -unawa sa koryente bilang isang solong kababalaghan.Sa pamamagitan ng pagpapatunay na ang static at kasalukuyang koryente ay karaniwang pareho, nakakonekta niya ang iba't ibang uri ng mga de -koryenteng phenomena.Ang pag -unawa na ito ay naging kapaki -pakinabang sa pagbuo ng iba't ibang mga teknolohiyang elektrikal at aplikasyon.

Sama -sama, ang mga pagpapaunlad na ito ay nagpapakita kung paano konektado ang mga natuklasang pang -agham sa kanilang mga praktikal na gamit.Ang van de Graaff generator at mga eksperimento ni Faraday ay hindi lamang lumalim ang aming teoretikal na kaalaman sa koryente ngunit humantong din sa mga makabuluhang pagsulong sa teknolohiya.

Electrostatics sa isang malaking sukat

Noong kalagitnaan ng 1600s, ang mga imbentor ay nagsimulang gumawa ng mga electrostatic machine na maaaring lumikha ng mas malaking singil kaysa sa mga ginawa ng simpleng pag-rub.Ang mga makina na ito ay nagtrabaho gamit ang mga umiikot na gulong o cylinders na gawa sa mga insulating na materyales tulad ng baso o asupre.Patuloy na alitan ng mga materyales tulad ng tela o balahibo na nakuryente ang mga materyales na ito, na nagpapahintulot sa paggawa ng mga makabuluhang elektrikal na spark at static na singil.

Ang isa sa mga pinakaunang kilalang electrostatic machine ay itinayo noong 1660 ni Otto von Guercke sa Magdeburg, Germany.Ang makina ng GuerCe ay gumamit ng isang umiikot na bola ng asupre na, kapag hadhad, ay maaaring makagawa ng malakas na static na singil.Ang imbensyon na ito ay minarkahan ng isang pangunahing pagsulong sa pag -aaral ng electrostatics.

Ang pag -imbento ng Leyden Jar noong 1745 ni Pieter van Musschenbroch sa Leyden, Holland, ay karagdagang nagbago sa bukid.Ang isang leyden jar ay karaniwang isang baso na garapon na bahagyang pinahiran sa loob at labas ng metal foil, na pinapayagan itong mag -imbak ng isang malaking static na singil.Sa pamamagitan ng pagkonekta sa dalawang garapon ng Leyden sa isang makina ng electrostatic - isa upang magkaroon ng negatibong singil at ang iba pang positibong singil - posible na makaipon ng malaking halaga ng static na koryente.

Ang mga pagsulong na ito ay pinapayagan para sa henerasyon ng mas malaki at mas mapanganib na mga sparks.Halimbawa, sa isang eksperimento sa pisika ng high school, ang isang electrostatic machine na may mga garapon ng Leyden ay maaaring makagawa ng isang spark na 15 sentimetro ang haba, na nagiging sanhi ng pansamantalang paralisis kung hindi sinasadyang pinalabas sa pamamagitan ng isang kamay ng tao.

Ang paghabol sa pagbuo ng mga mas malaking singil sa electrostatic ay naging isang kalakaran sa pang-agham noong kalagitnaan ng ika-18 siglo.Sa Amerika, ginamit ni Benjamin Franklin ang mga electrostatic machine sa mga electrocute turkey para sa kanyang hapag kainan.Noong 1750, ang French Physicist na si Abbe Nollet ay nagsagawa ng isang dramatikong demonstrasyon sa pamamagitan ng pagkakaroon ng higit sa isang libong mga monghe na Carthusian na may mga kamay sa isang bilog habang pinalabas niya ang isang napakalaking garapon ng Leyden.Ang sabay -sabay na pagtalon ng lahat ng mga monghe ay nagpakita ng agarang bilis ng paglabas ng kuryente.

Ang pagkakapareho sa pagitan ng mga sparks na ginawa ng mga electrostatic machine at mga bolts ng kidlat ay hindi napansin.Noong Hunyo 1752, isinagawa ni Benjamin Franklin ang kanyang sikat na eksperimento sa saranggola upang subukan kung ang Lightning ay talagang isang higanteng electric spark.Sa panahon ng isang bagyo, si Franklin at ang kanyang anak na lalaki ay gumamit ng saranggola upang ilipat ang singil ng kuryente mula sa mga ulap ng bagyo hanggang sa isang garapon ng Leyden, na konklusyon na nagpapatunay na ang kidlat ay isang kababalaghan na elektrikal.Ang eksperimento na ito ay humantong sa pag -imbento ng baras ng kidlat, isang aparato na nagpoprotekta sa mga gusali sa pamamagitan ng ligtas na pagsasagawa ng mga welga ng kidlat sa lupa.

Ang teoretikal na kontribusyon ni Franklin ay napaka -makabuluhan din.Ipinakilala niya ang mga salitang "positibo" at "negatibo" para sa mga singil sa kuryente at ipinakita sa pamamagitan ng mga eksperimento na ang halaga ng negatibong singil sa isang hadhad na bagay ay eksaktong katumbas ng positibong singil sa bagay na ginagawa ang pag -rub.Ito ay isang malaking hakbang patungo sa ideya ng pag -iingat ng singil, na nagsasabing ang kabuuang singil ng kuryente sa isang nakahiwalay na sistema ay mananatiling pareho.

Kidlat at electrostatics

Larawan 8: kidlat at electrostatics

Noong 1752, ginawa ni Benjamin Franklin ang kanyang kilalang eksperimento sa saranggola upang ipakita na ang kidlat ay isang de-koryenteng paglabas.Sa panahon ng isang bagyo, lumipad si Franklin ng isang saranggola na may isang metal key na nakakabit sa string.Kapag tinamaan ng kidt ang saranggola, ang susi ay naging electrified, na nagpapatunay na tama ang kanyang ideya.Ang eksperimento na ito ay nagpakita na ang kidlat ay isang anyo ng paglabas ng elektrikal, tulad ng mga sparks na ginawa ng static na koryente.

Matapos ang malaking pagtuklas na ito, naimbento ni Franklin ang baras ng kidlat.Ang baras ng kidlat ay isang simple ngunit epektibong tool na ginawa upang maprotektahan ang mga gusali mula sa mga welga ng kidlat.Mayroon itong matulis na baras ng metal na nakalagay sa pinakamataas na punto ng isang gusali, na konektado sa lupa na may conductive wire.Kapag nag -welga ng kidlat, ligtas na pinangungunahan ng baras ang singil ng kuryente at papunta sa lupa, huminto sa pinsala sa gusali.

Gumagana ang kidlat ni Franklin dahil ang matalim na punto ng baras ay gumagawa ng hangin sa paligid nito, na lumilikha ng isang madaling landas para sa paglabas ng elektrikal.Ang landas na ito ay nagdidirekta sa enerhiya ng kidlat na malayo sa gusali, na ibinababa ang panganib ng pagkasira ng apoy at istruktura.Ang pag -imbento ni Franklin ay isang malaking hakbang pasulong sa aming pag -unawa at paghawak ng mga likas na kaganapan sa koryente, na nagbibigay ng isang kapaki -pakinabang na solusyon sa isang potensyal na nakakapinsalang problema.

Batas ni Coulomb

Larawan 9: Batas ng Coulomb

Ang mga eksperimento ni Charles Coulomb ay lubos na kapaki -pakinabang para sa pag -unawa sa puwersa ng electrostatic.Natuklasan niya na ang puwersa sa pagitan ng dalawang singil sa kuryente ay bumababa nang mabilis habang tumataas ang distansya sa pagitan nila.Karaniwan, habang inililipat mo pa ang mga singil, ang lakas sa pagitan nila ay nakakakuha ng mas mahina.Ang ideyang ito ay katulad ng batas ng gravitation ng Newton, na nagsasabing ang lakas ng gravitational sa pagitan ng dalawang masa ay bumababa din habang tumataas ang distansya sa pagitan nila.

Sa batas ng Coulomb, ang pangunahing ideya ay ang lakas sa pagitan ng mga singil ay nagiging mas mahina kung dagdagan mo ang distansya at mas malakas kung bawasan mo ang distansya.Ang pag -uugali na ito ay tulad ng kung paano gumagana ang lakas ng gravitational, ngunit sa halip na makitungo sa masa at gravity, ang batas ng Coulomb ay tumatalakay sa mga singil sa kuryente.

Ang kaalamang ito ay lubos na kapaki -pakinabang para sa pagpapaliwanag ng maraming mga de -koryenteng bagay.Halimbawa, kung doble mo ang distansya sa pagitan ng dalawang sisingilin na bagay, ang lakas na paghila o pagtulak sa kanila nang magkasama ay nagiging mas mahina.Sa kabilang banda, ang pagdadala ng mga bagay na mas malapit na magkasama ay ginagawang mas malakas ang puwersa.

Ang batas ni Coulomb ay maraming gamit sa agham at engineering.Tumutulong ito sa pagdidisenyo ng mga elektronikong bahagi tulad ng mga capacitor, pag -unawa kung paano magkasama ang mga atomo, at hinuhulaan kung paano kumikilos ang static na kuryente sa iba't ibang mga sitwasyon.Ang gawain ni Coulomb ay naglatag ng pundasyon para sa mga modernong ideya ng electromagnetism at nananatiling napakahalaga sa pag -aaral ng pisika at elektrikal na engineering.

Boltahe at amperage

Ang kasalukuyang electric ay talaga ang daloy ng mga electron sa pamamagitan ng isang conductor.Ang daloy na ito ay may dalawang pangunahing katangian: boltahe at amperage.Ang boltahe, na tinatawag ding potensyal na electric, ay ang puwersa na nagtutulak ng mga electron sa pamamagitan ng isang circuit, na katulad ng presyon ng tubig sa isang pipe.Ang amperage, o kasalukuyang daloy, ay ang bilang ng mga electron na lumilipat sa circuit, tulad ng dami ng tubig na dumadaloy sa pipe.

Sa pang -araw -araw na mga sistemang elektrikal ng sambahayan, ang karaniwang boltahe ay karaniwang nasa paligid ng 120 volts.Ang iba't ibang mga kagamitan ay gumagamit ng iba't ibang halaga ng amperage batay sa kanilang mga pangangailangan sa kapangyarihan.Halimbawa, ang isang ilaw na bombilya ay gumagamit ng isang maliit na halaga ng kasalukuyang, habang ang isang malaking kasangkapan tulad ng isang oven o isang washing machine ay gumagamit ng higit pa.

Ang kuryente, na kung saan ay ang rate kung saan ginagamit o ginawa ang elektrikal na enerhiya, ay kinakalkula sa pamamagitan ng pagpaparami ng boltahe at amperage (P = V × I).Nangangahulugan ito na ang isang appliance na tumatakbo sa 120 volts at paggamit ng 10 amperes ng kasalukuyang gumagamit ng 1,200 watts ng kapangyarihan.

Ang static na kuryente, sa kabilang banda, ay maaaring lumikha ng napakataas na boltahe ngunit karaniwang nagsasangkot ng napakababang amperage.Ito ang dahilan kung bakit ang mga shocks na nakukuha natin mula sa static na kuryente ay maaaring maging nakakagulat ngunit sa pangkalahatan ay hindi nakakapinsala.Ang mataas na boltahe ay madaling itulak ang mga electron sa pamamagitan ng hangin, na nagiging sanhi ng isang spark, ngunit ang mababang amperage ay nangangahulugan na ang kabuuang enerhiya na kasangkot ay napakaliit.

Electrostatics sa pang -araw -araw na buhay

Ang static na kuryente ay isang bagay na madalas nating nakatagpo sa pang -araw -araw na buhay.Kapag naglalakad ka sa isang karpet o kumuha ng isang sumbrero, maaari kang makakuha ng isang pagkabigla kapag hinawakan mo ang isang metal na bagay.Nangyayari ito dahil ang iyong katawan ay nangongolekta ng isang electric charge.

Ang singil na ito ay bumubuo kapag ang mga electron ay lumipat mula sa isang bagay patungo sa isa pa.Halimbawa, habang naglalakad ka sa isang karpet, ang mga electron ay lumipat mula sa karpet patungo sa iyong sapatos, na ginagawang negatibong sisingilin ang iyong katawan.Kapag hinawakan mo ang isang bagay na metal, na madaling pinapayagan ang kuryente na dumaloy, ang mga sobrang electron sa iyong katawan ay mabilis na lumipat sa metal, na nagiging sanhi ng isang maliit na pagkabigla ng kuryente.

Ang epekto na ito ay mas malakas kapag ikaw ay nahihiwalay mula sa lupa sa pamamagitan ng mga materyales na hindi pinapayagan ang kuryente na madaling dumaloy, tulad ng sapatos na may goma.Ang mga materyales na ito ay huminto sa mga electron mula sa madaling pagtakas sa lupa, na nagiging sanhi ng singil na bumuo sa iyong katawan.Kaya, ang pagkabigla na naramdaman mo ay ang mabilis na paggalaw ng mga electron mula sa iyong katawan sa isang bagay na maaaring magsagawa ng koryente.

Konklusyon

Ang paggalugad ng static na koryente, mula sa mga naunang obserbasyon hanggang sa mga makabuluhang pagtuklas ng pang -agham, ay nagpapakita kung paano umunlad ang aming pag -unawa sa mga elektrikal na phenomena.Ang pag -usisa tungkol sa kung bakit ang mga materyales ay nakakaakit at nagtataboy sa bawat isa ay humantong sa mga teorya ng groundbreaking ng mga payunir tulad nina Charles Dufay at Benjamin Franklin.Natuklasan nila na ang paggalaw ng mga electron ay ang batayan para sa singil ng kuryente.Ang paglikha ng mga electrostatic machine at ang Leyden jar ay pinapayagan ang mga siyentipiko na makabuo at mag -aral ng malalaking static na singil.Ang gawaing ito ay nagtapos sa pagpapakita ni Franklin na ang kidlat ay isang de -koryenteng paglabas.Si Charles Coulomb ay karagdagang itinatag ang mga prinsipyo ng static na kuryente sa pamamagitan ng pagbabalangkas ng mga batas ng lakas ng kuryente.Ang mga pagtuklas na ito ay hindi lamang advanced na teoretikal na kaalaman ngunit humantong din sa mga praktikal na aplikasyon tulad ng xerographic printing, electrostatic air filter, at ang van de graaff generator.Ang pag -unawa sa static na kuryente ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa pang -araw -araw na karanasan at pang -agham na pagsusumikap, na itinampok ang papel nito sa pisika at teknolohiya.

Madalas na Itinanong [FAQ]

1. Paano ko titigilan ang pagkabigla sa lahat ng hinawakan ko?

Upang ihinto ang pagkabigla ng lahat ng iyong hawakan, dagdagan ang kahalumigmigan sa iyong kapaligiran sa pamamagitan ng paggamit ng isang humidifier.Ang pagsusuot ng mga sapatos na may mga soles na katad sa halip na goma ay makakatulong, dahil ang katad ay hindi lumikha ng mas maraming static na koryente.Gayundin, bago hawakan ang anupaman, subukang hawakan ang isang bagay na metal upang maglabas ng anumang static buildup mula sa iyong katawan.

2. Paano i -ground ang iyong sarili upang maiwasan ang static na pagkabigla?

Upang maiwasan ang static na pagkabigla, madalas na hawakan ang isang grounded metal na bagay.Ang paggamit ng mga anti-static na pulso o grounding ban ay maaari ring makatulong na alisin ang static na koryente mula sa iyong katawan, binabawasan ang pagkakataon na mabigla.

3. Ano ang nag -uudyok ng static?

Ang static na kuryente ay nangyayari kapag ang mga materyales ay kuskusin laban sa bawat isa.Ang mga simpleng pagkilos tulad ng paglalakad sa isang karpet na may medyas, pag -alis ng mga damit na gawa sa gawa ng tao, o kahit na nakaupo sa ilang mga uri ng kasangkapan ay maaaring maging sanhi ng paglipat ng mga electron mula sa isang materyal patungo sa isa pa.Ang kilusang ito ay lumilikha ng isang kawalan ng timbang, na nagreresulta sa static na kuryente.

4. Bakit ako nakakakuha ng mga electric shocks kapag may hinawakan ako?

Nakakakuha ka ng mga electric shocks kapag hinawakan mo ang isang bagay dahil ang iyong katawan ay nakabuo ng isang static na singil.Kapag hinawakan mo ang isang conductive object, tulad ng metal o ibang tao, ang built-up na singil ay mabilis na dumadaloy sa iyong katawan, na nagreresulta sa isang pagkabigla.

5. Paano maiwasan ang static na kuryente sa PC?

Upang maiwasan ang static na kuryente sa iyong PC, gumamit ng isang anti-static na strap ng pulso habang nagtatrabaho sa loob ng computer.Siguraduhin na ang iyong PC ay nakalagay sa isang grounded na ibabaw, at maiwasan ang pagtatrabaho sa mga dry environment.Maaari ka ring gumamit ng mga anti-static na banig o sprays upang mabawasan ang static buildup sa paligid ng iyong lugar ng trabaho.