Électricité statique Comment elle est produite, types, exemples

Le électricité statique est l'accumulation de charge électrique sur un élément au repos. Ce type d’électricité se manifeste par le contact entre le même nombre de protons (particules subatomiques à charge positive) et les électrons (particules subatomiques à charge négative).

Généralement, ce contact entre protons et électrons est généré par le frottement de deux éléments ayant des charges opposées. C'est à ce moment que les effets de l'électricité statique sur les corps sont physiquement évidents.

Index

• 1 Comment l'électricité statique est-elle produite?
• 2 types
  • 2.1 Charge entre solides
  • 2.2 Chargement de liquides
  • 2.3 Chargement des gaz
  • 2.4 Chargement de poudres
• 3 exemples réels
• 4 Avez-vous des risques pour la santé?
• 5 références

Comment l'électricité statique est-elle produite?

L'électricité statique est produite lorsqu'un corps chargé électriquement en excès transfère l'excès d'électrons qu'il héberge à un autre corps. Cela se produit par la libération d'énergie.

À son tour, le corps qui reçoit la décharge d'électrons est chargé statiquement par le processus appelé induction électrostatique. Cette décharge et cette charge d'énergie - d'un corps à un autre, respectivement - peuvent se produire à travers des étincelles ou une sorte de décharge mécanique.

Le moyen le plus courant de percevoir l’électricité statique consiste à frotter deux corps chargés électriquement avec des charges opposées.

Ici, l'équilibre énergétique est évident, car le corps ayant un nombre d'électrons plus élevé fournit cette charge à l'organisme avec un nombre d'électrons inférieur.

Même si un corps présente une charge électrostatique très élevée, les électrons peuvent «sauter» directement dans l'objet à décharge, générant ainsi un arc électrique dû à la rupture diélectrique de l'air.

Le transfert d'électrons d'un corps à un autre est essentiellement dû à l'interaction de base entre les charges: les charges électriques opposées sont attirées et les mêmes charges électriques se repoussent.

Cela permet aux charges électriques, en fonction de la réaction induite par les autres corps, d'être transférées d'un atome à un autre et de se déplacer vers la surface des corps.

En conséquence, le transfert d'électrons du corps qui a la plus forte charge négative vers le corps avec moins de charge négative se produit, donnant lieu au phénomène électrostatique.

Types

L'électricité statique peut se manifester de différentes manières, en fonction de la nature et de l'état (solide, liquide, gazeux) des corps impliqués dans le processus. Ainsi, l’électricité statique peut être présentée de la manière suivante:

Charge entre les solides

Ce processus, également appelé triboélectrificación, se produit lorsque des électrons sont transférés entre deux corps solides et se produit par frottement direct ou par frottement entre les deux corps. Deux exemples de ce type sont:

Électricité vitreuse

Il fait référence à la charge électrique que le verre acquiert lorsque sa surface est refroidie.

L'électricité résineuse

Effet analogue à l'électricité vitreuse qui se produit lors du frottement d'une résine.

Chargement de liquides

Les liquides peuvent être chargés électriquement en étant transportés à travers des tuyaux ou en interagissant avec des particules solides telles que la poussière. Dans les deux cas, il s'agit de contacts entre solides et liquides.

De même, ils peuvent également être chargés électrostatiquement lorsqu'ils interagissent avec des gaz. Cependant, la charge entre les liquides ne se produit qu'entre des liquides très isolants.

Chargement des gaz

Les gaz, à eux seuls, ne sont pas chargés électriquement. Cependant, il est fréquent d'observer des processus dans lesquels un gaz sert de moyen de transport entre des corps solides ou liquides.

De cette manière, les gaz jouent un rôle secondaire dans ce type de processus, car ils ne servent que de connexion entre les éléments de charge et de décharge électrostatiques.

Chargement de poudres

Il est très courant d'observer un transfert d'électrons entre des poudres chargées électriquement, en raison de la nature des matériaux et de la variété des propriétés, des formes et des tailles qui peuvent apparaître dans l'interaction.

Exemples réels

L'électricité statique est présente dans la vie quotidienne. Par exemple, nous avons tous été témoins des effets de l’électricité capillaire, communément appelée frisottis ou poils hérissés.

Nous présentons ci-dessous quelques exemples réels d’électricité statique pour exposer des cas courants extraits de la vie elle-même:

- Gonflez une montgolfière, nouez-la et frottez-la contre vos cheveux pour transférer la charge des cheveux au ballon. Vous verrez comment vos cheveux adhèrent au ballon en raison de la charge électrostatique, en contestant parfois l'effet de la gravité.

- Placer un peu de sel ou de poivre sur une surface plane. Frottez simultanément une cuillère en plastique avec un tissu de laine, le transfert de charge se fera du tissu à la cuillère. Ensuite, amenez la cuillère vers le sel ou le poivre. Vous verrez comment les particules s'approcheront de la cuillère en raison de l'attraction de charges électriques opposées.

- Placez le peigne sur vos cheveux plusieurs fois, surtout si l’humidité est faible.Le peigne est chargé d'électricité statique par le transfert d'électrons des cheveux au peigne. Ensuite, amenez le peigne vers de petits morceaux de tissu: vous verrez comment ceux-ci sont coincés dans le peigne par l’attrait des charges électriques opposées.

- Les rayons sont une forme d'électricité statique, car les nuages, en contact direct avec les molécules de l'air, adoptent une certaine charge électrique qu'ils doivent transférer pour équilibrer leur système. La seule alternative pour transférer l'excès d'électrons est de transférer cette charge supplémentaire dans un autre nuage par l'air; là les rayons ont lieu.

Avez-vous des risques pour la santé?

L'électricité statique présente des risques pour la santé si les précautions appropriées ne sont pas prises.

Selon l'administration de la santé et de la sécurité au travail, connue sous son sigle anglais en anglais OSHA, en cas de génération de décharges à haute tension, elle peut induire des chocs douloureux chez les personnes.

Si un contact soudain est créé avec un objet chargé électrostatiquement, la charge peut traverser le corps de la personne, générant un choc électrique.

Dans ce cas, les conséquences vont d'une brûlure à une lésion cardiaque, en fonction de la trajectoire de l'électricité statique dans le corps.

De même, l'électricité statique peut être une source d'inflammation pour les substances inflammables et endommager les connexions électroniques sensibles.

Références

1. Différents types d'électricité (2016). Récupéré de: atomberg.com
2. Comment produire de l'électricité statique (2017). Récupéré de: sciencing.com
3. Jonassen, N. (2000). Comment l'électricité statique est-elle générée? M. Static, Compliance Engineering 17, no. 5. Récupéré de: incompliancemag.com
4. Lucas, J. (2015). Qu'est-ce que l'électricité statique? Récupéré de: livescience.com
5. Principes de l'électricité: électricité statique et dynamique (2013). Extrait de: redusers.com
6. Redondo, R. (2018). Dictionnaire de génie électrique. Université de Salamanque. École technique supérieure d'ingénierie industrielle. Récupéré de: electricidad.usal.es
7. Électricité statique (2004). GCSE Bitesize. BBC ©. Récupéré de: bbc.co.uk