¿Qué es la electrificación de los cuerpos y cómo sucede?

Definición

La electrificación es el proceso de separación de cargas eléctricas y su acumulación en ciertos lugares de objetos y cuerpos. El fenómeno ocurre como resultado de la fricción, el contacto de los cuerpos o como resultado de la inducción electrostática. En palabras simples, cuando un objeto con un campo eléctrico se encuentra cerca.

Recordar: en física, se distinguen dos tipos de cargas: positiva y negativa, o protones y electrones. Entre ellos surge campo eléctrico. Los cargos similares son atraídos, y los cargos opuestos son repelidos.

El fenómeno se observa en fuentes de energía y no solo. Las cargas se acumulan en dieléctricos, todos vieron esto en experimentos que ilustran el fenómeno con ebonita y varillas de vidrio, que se demostraron en las clases de física en la escuela.

Inicialmente, todos los átomos, en los que consiste todo lo que nos rodea, son eléctricamente neutros. Como resultado del fenómeno de la electrificación, aparecen cargas positivas o negativas en la superficie de los objetos. Recordemos la experiencia escolar: si frotas un palo de ebonita con un paño de lana, después de que la fricción se detenga, el palo permanecerá cargado. Luego dicen que el cuerpo está electrificado.

Así, durante la fricción, los electrones se transfieren de un objeto a otro. Como resultado, después de que la fricción se detuvo, el exceso de electrones permaneció "no en sus" cuerpos y se obtuvo un exceso de carga, y dejó de ser neutral. Como resultado de la fricción de los palos en lana o piel, se formó una carga negativa en su superficie.

Condiciones para la ocurrencia del fenómeno y métodos de transferencia de carga

Dijimos cómo se explica este fenómeno en la naturaleza, y ahora veamos cómo los cuerpos pueden ser electrificados. Solo tenga en cuenta que el cumplimiento de todas las condiciones es opcional: la electrificación puede ocurrir por una razón u otra, las dividiremos en dos grupos principales:

El primero es la interacción mecánica. Con la fricción, la distancia entre los objetos es comparable a la distancia entre las moléculas que contiene. Dado que los electrones en uno de los cuerpos están más débiles unidos al núcleo, transfieren "ruptura" a otro cuerpo. Otros métodos de electrificación son los golpes y el contacto.

El segundo grupo es la electrificación por influencia, es decir, el fenómeno se observa cuando se exponen fuerzas externas al cuerpo, entre las cuales:

• Campo eléctrico.Como resultado de la acción del campo sobre el conductor, las cargas aparecen en su superficie, y cuanto menor sea el radio de curvatura de la superficie, más cargas se acumularán aquí. Entonces, en la punta serán los mayores cargos, examinamos este problema con más detalle en el artículohttps://our.electricianexp.com/es/kak-raspredelyayutsya-zaryady-v-provodnike-pri-protekanii-toka.html y aquí https://our.electricianexp.com/es/chto-takoe-provodniki-poluprovodniki-i-dielektriki.html

• Exposición a la luz. Inaugurado por el profesor A.G. Stoletov en 1888, es que cuando se exponen a la luz sobre zinc, aluminio, cesio, sodio, plomo, potasio y otros metales, pierden electrones y se cargan positivamente.
• Calor. Cuando el metal se calienta, los electrones reciben suficiente energía para abandonar el metal, como resultado adquiere una carga positiva.
• Reacción química. En presencia de dos electrodos de metales diferentes, se producen reacciones redox, como resultado, uno de ellos se carga positivamente y el segundo negativamente. Consideramos esto con más detalle en el artículo sobre ánodo y cátodo.
• Bajo presión. En piezoeléctricos (cuarzo, sal de Rochelle, fosfato de amonio), durante la acción mecánica (compresión o tensión), se forman cargas positivas y negativas en las caras.

Estos son los principales tipos de electrificación.

¿Cuáles son las leyes de la física relacionadas con la electrificación?

El fenómeno de la electrificación está asociado con leyes físicas como:

• Ley pendiente. Describe la fuerza con la que interactúan las cargas. Por lo tanto, es posible determinar cuán fuertemente se atraen los cuerpos electrificados entre sí.
• Ley de conservación de cargos. Dice que la suma algebraica de cargas en un sistema cerrado no ha cambiado. Esto sugiere que las cargas excesivas en los objetos electrificados no aparecen de la nada, sino que pasan de un cuerpo a otro.

Ya hemos considerado estas leyes, puede encontrar más detalles en los artículos relevantes a los que nos referimos.

Aplicación práctica

El fenómeno de la electrificación tiene manifestaciones positivas y negativas. Ejemplos de uso positivo:

1. El uso de filtros de polvo electrostáticos para la purificación del aire en sistemas de ventilación en el trabajo y en el hogar. Especialmente relevante si se produce mucho polvo durante el proceso de producción.
2. Pintar automóviles y otros productos metálicos. Usando pistolas electrostáticas, es posible cargar la pintura negativamente, la carrocería del automóvil está conectada a tierra. Como resultado, las partículas de pintura son atraídas a las partes de la carrocería. La calidad de la pintura mejora y el consumo de pintura disminuye.
3. El ahumado electrostático de carne y pescado puede acelerar significativamente el proceso de ahumado.
4. Crear piel sintética o revestimientos decorativos de lana La pila fina se pasa a través de la rejilla, debido a la interacción con el campo eléctrico, la pila cae en una capa uniforme perpendicular a la superficie recubierta, tratada previamente con una composición adhesiva.

También hay una serie de aplicaciones para la limpieza, clasificación, filtrado y también en medicina para acelerar el tratamiento.

El impacto negativo de la electrificación puede tener consecuencias fatales:

1. La aparición de chispas en contacto con objetos cargados. Tales casos incluyen chispas en la vida cotidiana, que se resbalan cuando se quita el suéter, cuando se sorprende al salir del automóvil. Por ejemplo, un avión está electrificado en vuelo y pueden entrar chispas cuando se conecta una escalera, y debido a esto, el encendido es posible, por lo que primero eliminan la carga del avión. También se conocen casos de ignición de petroleros debido a la electrificación.
2. El fenómeno conduce a la aparición de grandes cargas eléctricas, pueden provocar la falla de los componentes electrónicos en la tecnología, tanto en la fabricación de equipos como en el proceso de operación o reparación. Esto ocurre como resultado de descargar la herramienta en la placa de circuito.Por lo tanto, los reparadores electrónicos deben trabajar en pulseras eléctricas con conexión a tierra y soldadores con conexión a tierra y más. En la base elemental moderna hay una serie de soluciones técnicas para minimizar el efecto de la electrificación en su trabajo. Por ejemplo, la instalación de diodos Zener paralelos al circuito de fuente de puerta de los transistores de efecto de campo.

¡Interesante! Existe un caso conocido cuando, al recubrir placas de circuito impreso con barniz después de instalar componentes electrónicos, se observó un gran rechazo, a pesar de que todos los productos se probaron antes del barnizado. Surgió la pregunta: ¿cómo deshacerse del problema de la electrificación? El problema se resolvió conectando a tierra la pistola rociadora.

Para consolidar el material, también recomendamos ver videos útiles sobre el tema:

Explicamos brevemente el fenómeno de la electrificación de los cuerpos y dijimos en qué condiciones se producen los procesos de aparición de cargas en los objetos. La electrificación es importante en la producción y ha encontrado muchas aplicaciones útiles. Desafortunadamente, si no proporciona formas de resolver las manifestaciones negativas, evite chispas innecesarias en lugares con probabilidad de explosiones, lo que provocará problemas graves.

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