Electricitatea statică - Anuradha Bhagwat

Vezi lecția completă: http://ed.ted.com/lessons/the-science-of-static-electricity-anuradha-bhagwat

Tuturor ni s-a întâmplat asta: mergi pe covorul moale, atingi mânerul ușii și... ZAP. Dar ce provoacă acest șoc de electricitate statică? Anuradha Bhagwat ne explică fenomenul prin examinarea naturii materiei.

Lecție de Anuradha Bhagwat, animație de Artrake Studio.

Poate apărea fără nici un avertisment,
în orice clipă.

Mergi pe un covor moale,
întinzi mâna spre mânerul ușii

și... zap!

Ca să înțelegem electricitatea statică,

mai întâi trebuie să știm
despre caracteristicile materiei.

Materia este compusă din atomi

alcătuiți din trei tipuri
de particule mai mici:

electroni încărcați negativ,

protoni încărcați pozitiv,

și neutroni neutrii.

În mod normal, electronii și protonii
din atom sunt în echilibru,

motiv pentru care majoritatea materiei
peste care dăm, e neutră electric.

Dar electronii sunt mici
și au masă aproape insignifiantă,

iar frecarea și fricțiunea
oferă electronilor slabi legați

destulă energie ca să-și părăsească atomii
și să se atașeze de alții,

migrând între suprafețe.

Când se întâmplă asta,

primul obiect rămâne
cu mai mulți protoni decât electroni

și devin încărcați pozitiv,

iar cel cu mai mulți electroni
acumulează sarcină negativă.

Această situație poartă numele
de dezechilibru de sarcină,

sau de separare netă a sarcinii.

Dar natura tinde spre echilibru,

așa că atunci când unul
din aceste corpuri nou încărcate

intră în contact cu alt material,

electronii mobili
profită de prima ocazie

să treacă unde sunt necesari,

fie să sară de pe obiectul
încărcat negativ,

fie în cel încărcat pozitiv

în încercarea de a restabili
echilibrul neutru al sarcinii.

Această mișcare rapidă a electronilor,
numită decărcare statică,

e scânteia pe care o vedem.

Acest proces
nu se întâmplă cu toate obiectele.

Altfel, te-ai curenta tot timpul.

Conductorii, ca metalele sau apa sărată

tind să aibă electroni slabi legați,

care trec ușor printre molecule.

Pe de altă parte, izolatorii,
ca plasticul, cauciucul și sticla

au electronii strâns legați
ce nu vor sări la alți atomi.

Încărcarea statică apare de obicei

când unul din materiale este un izolator.

Când mergi pe un covor,

electronii din corpul tău
trec în el,

în timp ce lâna izolantă a covorului
se opune pierderii electronilor săi.

Deși corpul tău și covorul
sunt neutre electric,

are loc polarizare între cele două.

Și când atingi mânerul ușii,

zap!

Electronii liberi ai mânerului de metal
trec în mâna ta,

ca să înlocuiască electronii
pe care corpul tău i-a pierdut.

Când se întâmplă în camera ta,
nu e foarte deranjant.

Dar afară, electricitatea statică poate fi

o forță înspăimântătoare,
destructivă a naturii.

În anumite condiții,
separarea sarcinii are loc în nori.

Nu știm exact cum se întâmplă asta.

Poate avea de-a face
cu circulația stropilor de apă

și particulele de gheață din ei.

În orice caz,
dezechilibrul de sarcină se neutralizează

prin eliberare către alt corp,

cum ar fi clădiri,

Pământul,

sau alt nor, printr-o scânteie imensă,
cunoscută ca fulger.

Ca și degetele, care pot fi curentate
de mai multe ori atingând același loc,

și fulgerul poate lovi de mai multe ori
în același loc.