Mi az oka, hogy a műanyag egy szigetelő, amikor a műanyag elektrosztatikussá tehető dörzsöléssel? Elektr vezeték agyonvágná az embert, ha sokáig dörzsölné, amíg 230V alatt van?
Az alábbi cikkrészlet ihlette a kérdésemet, na meg az a tapasztalatom is ihlette, hogy műanyag vonalzót amikor megdözsölök, és alá papírszeletkéket teszek, akkor azok elkezdenek "ficánkolni" alatta, az elektrosztatikus töltés miatt.
"Az elektromos jelenségeket később a XVIII. század elején Charles François du Fay (1698. szept. 14 – 1739 jul. 16) tanulmányozta. Megállapította, hogy kétféle elektromosság van. Az egyik borostyánkő, pecsétviasz, keménygumi és más gyantaszerű anyagok dörzsölése útján keletkezik, a másik pedig üvegszerű anyagok, például üveg vagy csillám dörzsölése útján. E kétféle elektromos folyadékot, fluidumot "gyanta-elektromosságnak" és "üveg-elektromosságnak" nevezték."
Nem olvastam végig a kommenteket, de ha jól sejtem, a kérdés így is szólhat:
>> Hogyan lehet szigetelőkben szétválasztani a töltéseket (pl. dörzsöléssel), ha elvileg azokban nem mozdulnak el az elektronok?
A válasz az, hogy de, azoknak az elektronjai is el tudják hagyni az atomokat, csak nagyobb energia kell hozzá. A dörzsölés ad annyi energiát, hogy az egyik szigetelőből a másikba vándoroljanak, de nem folyik áram az anyagban, inkább a felületén fognak felhalmozódni, egy adott szintig. Azért nem fog veszélyesen megrázni, mert pl. egy műanyag rúd felületén nem tud akármekkora töltés felhalmozódni, az elektronok taszítják egymást, a töltés növekedésével a bevitt energiát is növelni kell. (Ezt a szintet növelik meg pl. a kondenzátorok. Condenser: töltés "sűrítő", több töltést lehet egymás mellé erőltetni, nagyobb töltésmennyiség tárolható, mint egy kisebb szigetelő felületen.)
>"az elektrosztatikusság mennyiben más, mint ami a 230V vezetékben folyik"
Nem sokban, csak amit írtam is, a töltések mennyiségében, vagy másképp: a töltések által tárolt energiában. Ugyanaz a feszültség érték nem jelent feltétlenül ugyanolyan energiát. Egy megdörzsölt vonalzó nagyon pici kapacitással rendelkezik, aránylag nagy feszültségen is csak kis energiát hordoz. Kisüléskor folyhat rajta nagy áram, de nagyon-nagyon rövid ideig, nem tud nagy munkát végezni pl. az emberi testen. Ugyanez az áram hosszabb idő alatt már lehetne veszélyes, de az a töltésmennyiség nem tudja fenntartani az áramot annyi ideig. (~Milliszekundumokról beszélünk.)
Valóban érdekes kérdés. A két féle elektromosság a mai napig létezik, aki ezt nem érti az nem ért hozzá (ld. első néhány válaszadó). Amit ők megállapítottak, az, hogy az egyik esetben elsősorban + a másik esetben - töltések halmozódtak fel, ezt ideje korán felfedezték. Ez volt és a mai napig is kétféle töltést jelent. aki ezt tagadja nem ismeri ennek a tudománytörténeti jelentőségét.
Hogy képes-e agyonütni valakit? Igen képes. Ld. Van de Graaf generátor. Létre lehet hozni dörzselektromosan is annyi töltést egy szigetelő felületén amelyik képes halálos áramütést okozni.
4. válaszadó ezt írja: "Nem. Az, hogy az elektromosság árt-e neked (agyonvág-e), elsősorban nem a feszültségtől, hanem az áramerősségtől függ. A dörzselektromos kisüléseknél az áramerősség nagyon kicsi."
Ez életveszélyes tévedés. És a teljes hozzá nem értést mutatja. A helyzet ennél lényegesen bonyolultabb. Az, hogy mennyire árt egy áramütés azt alapvetően a villamosáram által végzett energia átadás (fizikai értelemben vett munkavégzés) határozza meg. De egy ún. nem lineáris, időben változó rendszerről beszélünk. Alapvetően az Ohm törvényét még mindenki tudja, U=R*I (legegyszerűbb alak). Ehhez jön a teljesítmény képlete P=U*I És szintén a teljesítmény definiciójában a villamos áram által végzett munka leegyszerűsíve P*delta t (idő). Ez mind szép és jó, de egyrészt az Ohm törvénye úgy igaz, hogy az emberi test ellenállása függ a feszültségtől. (Ált. iskolában az ún. lineáris rendszereket tanítják, ahol az ellenállás nem függ a feszültségtől). Itt minnél nagyobb a feszültség annál kisebb az ellenállás. Ezen kívül a hatást befolyásolja (mármint mennyire halálos) a behatás ideje is, minnél tovább folyik az áram a testen keresztül annál "érzékenyebbé" válik rá az ember. Ez eddig igaz egyenáram és váltakozó áram esetén.
Dörzselektromosság esetén annyit változik a kép, hogy a feltöltött test Q mennyiségű töltést fog tárolni. Az áramerrősség definiciója az időegység alatt átáramló töltés mennyisége. Ha a testen van Q mennyiségű töltés ez kezd el kisülni. A kisülés elején nagyobb áramerősség folyik, a végén kevesebb. A P=U*I-t és az Ohm törvényét rendezve P=I*I*R összefüggést kapjuk. A Q töltés x idő alatt sül ki, mivel az áram változik, és az idő is egy eléb onyolult dif.egyenlethez fogunk nem túl sokára jutni. Ennek megoldásból fog kijönni, hogy milyen lesz az az energia amit a töltött test át tud adni az embernek. És meglepően nem is kell túl nagy töltést léterehozni, hogy ez akár halálos is lehessen.
Az igaz, hogy a feszültség nagy lesz (ez súlyosan ronta az esélyeket), de nem az áramerrőség lesz kicsi, hanem az összes töltés ami tárolva van. De ha a tárgyunk amit jól megdörzsölünk elég nagy, és/vagy egészen sokáig dörzsölünk nagyon komoly töltés mennyiséget lehet léterhozni. Ld. pl. villám amely során egy felhő töltödik fel a vízcseppek mozgásával létrejövő dörzselektromos hatásra. Hát eléggé halálos tud lenni.
A vezeték és a szigetelő között alapból az a különbség, hogy az utóbbiban az elektronok nem mozognak.
A vezetéket hiába dörzsölöd, mert ott amúgy is szabadon mozognak, tehát elvándorol a töltés.
A szigetelőn viszont dörzsöléssel át tudsz helyezni elektronokat, amelyek aztán jó esetben ott is maradnak, ahova tetted.
Ég és föld a különbség a vezetési elektromosság és a felhalmozott töltések miatti elektromosság viselkedése között.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!