Die triboelectric Wirkung (auch bekannt als triboelectric Aufladung) ist ein Typ der Kontakt-Elektrifizierung, in der bestimmte Materialien elektrisch beladen werden, nachdem sie in Kontakt mit einem anderen verschiedenen Material eintreten und dann (solcher als durch die Reibung) getrennt werden. Die Widersprüchlichkeit und Kraft der erzeugten Anklagen unterscheiden sich gemäß den Materialien, der Oberflächenrauheit, der Temperatur, der Beanspruchung und den anderen Eigenschaften.

So ist es nicht sehr voraussagbare und nur breite Generalisationen können gemacht werden. Bernstein kann zum Beispiel eine elektrische Anklage durch den Kontakt und die Trennung (oder Reibung) mit einem Material wie Wolle erwerben. Dieses Eigentum, das zuerst von Thales von Miletus registriert ist, hat das Wort "Elektrizität" (vom anfänglichen Prägen von William Gilbert, "electra"), vom griechischen Wort für den Bernstein, ēlektron angedeutet. Andere Beispiele von Materialien, die eine bedeutende Anklage, wenn gerieben, zusammen erwerben können, schließen Glas ein, das mit Seide und mit dem Pelz geriebenem Ebonit gerieben ist.

Reihe von Triboelectric

Materialien werden häufig in der Größenordnung von der Widersprüchlichkeit der Anklage-Trennung verzeichnet, wenn sie mit einem anderen Gegenstand berührt werden. Ein Material zum Boden der Reihe, wenn berührt, zu einem Material in der Nähe von der Spitze der Reihe, wird eine negativere Anklage, und umgekehrt erreichen. Je weiter weg zwei Materialien von einander auf der Reihe sind, desto größer die Anklage übergewechselt hat. Materialien in der Nähe von einander auf der Reihe können keine Anklage austauschen, oder können das Gegenteil dessen austauschen, was durch die Liste einbezogen wird. Das hängt mehr von der Anwesenheit der Reibung, der Anwesenheit von Verseuchungsstoffen oder Oxyden, oder auf Eigenschaften außer auf dem Typ des Materials ab. Listen ändern sich etwas betreffs der genauen Ordnung von einigen Materialien, da sich die Anklage auch für nahe gelegene Materialien ändert.

Ursache

Obwohl das Wort aus dem Griechen für "die Reibung",  kommt (: Reibung), die zwei Materialien müssen nur in Kontakt eintreten und sich dann für auszutauschende Elektronen trennen. Nach dem Eintreten in Kontakt wird ein chemisches Band zwischen einigen Teilen der zwei Oberflächen, genannt Festkleben gebildet, und beauftragt Bewegung von einem Material bis den anderen, ihr elektrochemisches Potenzial gleichzumachen. Das ist, was die Nettoanklage-Unausgewogenheit zwischen den Gegenständen schafft. Wenn getrennt, haben einige der verpfändeten Atome eine Tendenz, Extraelektronen und einige eine Tendenz zu behalten, sie wegzugeben, obwohl die Unausgewogenheit durch tunneling oder elektrische Depression (gewöhnlich Korona-Entladung) teilweise zerstört wird. Außerdem können einige Materialien Ionen der sich unterscheidenden Beweglichkeit austauschen, oder beladene Bruchstücke von größeren Molekülen austauschen.

Die triboelectric Wirkung ist mit der Reibung verbunden, nur weil sie beide Festkleben einschließen. Jedoch wird die Wirkung durch die Reibung der Materialien zusammen außerordentlich erhöht, wie sie berühren und sich oft trennen. Für Oberflächen mit der sich unterscheidenden Geometrie kann Reibung auch zu Heizung von Vorsprüngen führen, pyroelectric Anklage-Trennung verursachend, die zur vorhandenen Kontakt-Elektrifizierung beitragen kann, oder die der vorhandenen Widersprüchlichkeit entgegensetzen kann. Oberflächennano-Effekten werden nicht gut verstanden, und das Atomkraft-Mikroskop hat plötzliche in diesem Feld der Physik mögliche Fortschritte gemacht.

Weil die Oberfläche des Materials jetzt elektrisch beladen wird entweder negativ oder positiv kann jeder Kontakt mit einem unbeladenen leitenden Gegenstand oder mit einem Gegenstand, der wesentlich verschiedene Anklage hat, eine elektrische Entladung der bebauten statischen Elektrizität verursachen; ein Funken. Eine Person, die einfach über einen Teppich (2) spazieren geht, kann eine Anklage von vielen tausend von Volt aufbauen, um genug einen ein Zentimeter langen Funken oder mehr zu verursachen. Die niedrige relative Feuchtigkeit in der umgebenden Luft vergrößert die Stromspannung, an der elektrische Entladung durch die Erhöhung der Fähigkeit des Dämmstoffs vorkommt, Anklage und durch das Verringern des Leitvermögens der Luft, das Bilden davon schwierig für die Anklage-Zunahme zu halten, sich allmählich zu zerstreuen. Einfach das Entfernen eines Nylonstrümpfe-Hemdes oder Mieders kann auch Funken schaffen.

Autoreisen kann zu einer Zunahme der Anklage auf dem Fahrer und den Passagieren wegen der Reibung zwischen der Fahrer-Kleidung und dem Leder- oder Plastikmobiliar innerhalb des Fahrzeugs führen. Diese Anklage kann dann als ein Funken zum Metallautokörper, den Kraftstoffautomaten oder den nahe gelegenen Türgriffen, usw. (3) entspannt werden.

Während der Körper des Autos/Fahrzeuge selbst eine statische Anklage aufbauen kann (der als ein Käfig von Faraday handelt), kann er sich durch den Kohlenstoff in den Reifen entspannen. Wenn es beladen, wenn abgestellt, bleibt, können Funken vom Tür-Rahmen bis den Fahrer / Passagier springen, weil sie mit dem Boden Kontakt herstellen.

Dieser Typ der Entladung ist häufig harmlos, weil die Energie ((V * C)/2) des Funkens sehr klein ist, normalerweise mehrere Zehnen von Mikrojoule im kalten trockenen Wetter, und viel weniger seiend, als das in feuchten Bedingungen. Jedoch können solche Funken feuergefährliche Dämpfe entzünden, Gefahren und Gegenmaßnahmen zu sehen.

Im Flugzeug und Raumfahrzeug

Flugzeug, das im Wetter fliegt, wird eine statische Anklage von der Luftreibung auf der Zelle entwickeln. Das statische kann mit statischen Entladern oder statischen Dochten entladen werden.

NASA folgt, was sie die Triboelectrification-Regel nennen, wodurch sie einen Start annullieren werden, wenn die Boosterrakete vorausgesagt wird, um bestimmte Typen von Wolken durchzuführen. Das Fliegen durch Wolken auf höchster Ebene kann "P-static" erzeugen (P für den Niederschlag), der statisch um die Boosterrakete schaffen kann, die Radiosignale stören wird, die durch oder zum Fahrzeug gesandt sind. Das kann verhindern, der Telemetrie dem Boden zu übersenden, oder, wenn das Bedürfnis entsteht, um ein Signal zum Fahrzeug, besonders ein kritisches Signal für das Flugbeendigungssystem zu senden. Wenn ein Halten wegen der Triboelectrification-Regel aufgestellt wird, bleibt es, bis Raumflügel und Beobachter-Personal wie diejenigen im Aufklärungsflugzeug anzeigen, dass die Himmel klar sind.

Gefahren und Gegenmaßnahmen

Zünden

Die Wirkung ist von beträchtlicher Industriewichtigkeit sowohl in Bezug auf die Sicherheit als auch in Bezug auf den potenziellen Schaden an Manufakturwaren. Statische Entladung ist eine besondere Gefahr in Korn-Aufzügen infolge der Gefahr einer Staub-Explosion. Der erzeugte Funken ist völlig im Stande, feuergefährliche Dämpfe, zum Beispiel, Benzin, Äther-Ausströmungen sowie Methan-Benzin zu entzünden. Für Hauptteil-Kraftstoffübergaben und Flugzeug, das einer sich gründenden Verbindung Brennstoff liefert, wird zwischen dem Fahrzeug und dem Empfang-Panzer vor der Öffnung der Zisternen gemacht. Wenn man Fahrzeugen an einer Einzelstation Brennstoff liefert, ist es richtig, Metall auf dem Auto vor der Öffnung der Gaszisterne oder dem Berühren der Schnauze zu berühren.

Staub-Anziehungskraft

Wie man

finden muss, entladen Mittel Karren, die solche Flüssigkeiten in Krankenhäusern tragen können. Sogar dort, wo nur eine kleine Anklage erzeugt wird, kann das auf Staub-Partikeln hinauslaufen, die von der geriebenen Oberfläche anziehen werden. Im Fall von der Textilfertigung kann das zu einem dauerhaften schmutzigen Zeichen führen, wo der Stoff beladen worden ist. Staub-Anziehungskraft kann durch das Behandeln von isolierenden Oberflächen mit einem antistatischen Reinigungsagenten reduziert werden.

Schaden an der Elektronik

Einige elektronische Geräte, am meisten namentlich CMOS integriert Stromkreise und MOSFET Transistoren, können durch die Hochspannung statische Entladung zufällig zerstört werden. Solche Bestandteile werden gewöhnlich in einem leitenden Schaum für den Schutz versorgt. Sich durch das Berühren des Arbeitstisches niederlegend, sind andere oder das Verwenden eines speziellen Armbandes oder Fußkettchens Standardpraxis, während sie unverbundene einheitliche Stromkreise behandeln. Eine andere Weise, Anklage zu zerstreuen, ist durch das Verwenden des Leitens von Materialien wie Kohlenstoff schwarze geladene Gummimatten in Operationssälen zum Beispiel.

Geräte, die empfindliche Bestandteile enthalten, müssen vor dem normalen Gebrauch, der Installation und der Separation geschützt werden, die durch den bestimmten - im Schutz bei Außenverbindungen, wo erforderlich, vollbracht ist. Schutz kann durch den Gebrauch von robusteren Geräten oder Schutzgegenmaßnahmen an den Außenschnittstellen des Geräts sein. Diese können opto-isolators, weniger empfindliche Typen von Transistoren und statischen Umleitungsgeräten wie Metalloxyd varistors sein.

Siehe auch

• Antistatisches Mittel
• Setzen Sie sich mit Elektrifizierung in Verbindung
• Elektrische Phänomene
• Elektronegativität
• Electrophorus
• Statische Elektrizität
• Triboluminescence
• Maschine von Wimshurst
• Xerographie
• BBC-Nachrichtenartikel, 2005 - die statischen Jacke-Funken des Mannes alarmieren
• Allen, Ryne, C, Triboelectric Generation: Beladen

zu werden

• EvaluationEngineering.com
• ESDSystems.com

Links

Allgemeiner

• Beladene Stange-Demonstration, Universität Minnesotas
• NASA, Wissenschaft, die Planeten knistert