Strom ist eine lebenswichtige Energiequelle. Manchmal wird die elektrische Energie auf der Oberfläche eines Objekts angesammelt, ohne zu einem anderen Objekt zu fließen oder verwendet zu werden. Diese elektrische Energie wird als statische Elektrizität bezeichnet, da sie sich nicht bewegt oder fließt. Wenn diese gespeicherte Energie mit einem Objekt mit der entgegengesetzten Ladung in Kontakt kommt, fließt die Elektrizität und wir bekommen einen Funken.
Dieses Phänomen eines Stromschlags, den wir von einem Teppich bekommen, nachdem wir unsere Füße darauf gerieben haben, oder wenn wir mit Kleidung aus dem Trockner hantieren oder eine Weile einen Türknauf benutzen, wird als statische elektrische Entladung bezeichnet. Dieses alltägliche Phänomen ist auch für die Blitze verantwortlich, die wir am Himmel sehen. Als Konzept eignet sich statische Elektrizität gut für die Vorstellungskraft von Kindern. Sie können es verwenden, um Ihre Kinder für Elektrizität oder andere wissenschaftliche Ideen rund um Energie zu interessieren oder sie einfach dazu zu ermutigen, neugierig auf die Wissenschaft hinter unserem täglichen Leben zu sein.
Was ist Strom?
Das moderne Leben mit Gadgets und Werkzeugen wäre ohne Elektrizität undenkbar. Ein natürliches Beispiel für Elektrizität ist der Blitz. Energie wird freigesetzt, wenn sich winzige positiv und negativ geladene Teilchen, die als Protonen und Elektronen bezeichnet werden, von einem Objekt zum anderen bewegen und dabei Strom erzeugen. Im Falle eines Blitzes fließen viele Elektronen auf einmal durch die Luft, von Wolke zu Wolke oder zum Boden, wodurch eine enorme Menge an Energie erzeugt wird.
Ein Naturereignis verursacht jedoch nicht den Strom, den wir zu Hause verbrauchen. Es wird von Menschen erzeugt und wandelt andere Energieformen in elektrische Energie um. Dieser Energiefluss wird dann durch Drähte und Transformatoren gesteuert, bis er unsere Häuser erreicht und unsere Geräte und Geräte mit Strom versorgt. Oft werden Batterien verwendet, um die elektrische Energie in tragbarer Form zu speichern, damit Geräte wie Telefone, Laptops und andere Geräte nicht immer an ein Kabel angeschlossen sind und funktionieren können, wenn die Stromversorgung aus irgendeinem Grund unterbrochen wird.
Was ist statische Elektrizität?
Atome sind die Bausteine von allem auf der Erde. Ein Kern und Elektronen machen ein Atom. Der Kern, der sich im Zentrum des Atoms befindet, besteht aus dem negativ geladenen Neutron und den positiv geladenen Protonen, wodurch eine dichte Masse entsteht. Die viel kleineren und negativ geladenen Elektronen drehen sich um den Kern und verleihen dem Atom Stabilität. Da die Anzahl der Elektronen und Protonen gleich ist, bleibt das Atom selbst neutral oder besitzt keine Ladung. Ein Objekt wird also aufgeladen, indem es ein Elektron abgibt (+ve-Ladung) oder ein Elektron aufnimmt (-ve-Ladung).
Die Übertragung von Elektronen findet manchmal statt, wenn das Objekt immer wieder in Kontakt kommt, wie Kleidung, die in einem Trockner aneinander reibt, oder ein Luftballon, der viele Male gegen die Handfläche gerieben wird. Wenn sich die Elektronen bewegen, wird ein Objekt +ve geladen und das andere -ve geladen, wodurch statische Elektrizität erzeugt wird. Während gleiche Ladungen sich abstoßen, ziehen sich entgegengesetzte Ladungen an. Wenn also diese geladenen Objekte mit anderen geladenen oder neutralen Objekten in Kontakt kommen, versuchen sie, an ihnen zu haften. Die statische Elektrizität ist der Grund dafür, dass ein Kamm scheinbar versucht, Ihre Haare zu sich zu ziehen, nachdem er über einen Wollpullover gerieben wurde.
Was sind die drei Gesetze der statischen Elektrizität?
Die drei Gesetze der statischen Elektrizität sind:
- Gleiche Ladungen stoßen sich ab
- Gegensätzliche Ladungen ziehen sich an
- Aufgeladene Objekte ziehen neutrale Objekte an sich
Wie statische Elektrizität funktioniert?
Wie oben besprochen, entsteht statische Aufladung, wenn zwei Oberflächen wiederholt in Kontakt kommen und eine einen hohen Widerstand gegen elektrischen Strom hat. Dies verhindert, dass die elektrische Ladung abfließt. Aus wissenschaftlicher Sicht tritt statische Aufladung auf, wenn zwischen zwei Oberflächen ein Ladungsungleichgewicht auftritt.
Wenn die Oberflächen eine ähnliche Ladung haben, stoßen oder stoßen sie sich normalerweise gegenseitig ab. Wenn Gegenstände unterschiedliche Ladungen haben, ziehen sie sich wie ein Magnet an. Im Gegensatz zu statischer Elektrizität fließt der üblicherweise zu Hause verwendete elektrische Strom durch Drähte oder andere Leiter, um Energie zu übertragen.
Wie wird statische Elektrizität verwendet?
Statische Elektrizität wird in unserem täglichen Leben auf verschiedene Weise verwendet. Es wird in Fotokopierern zum Kopieren eines Bildes oder zum Drucken von Buchstaben auf Papier verwendet. Da die Kopiertrommel mit statischer Energie aufgeladen ist, zieht sie die negativ geladenen Tonerpartikel auf das Papier. So hilft statische Elektrizität beim Drucken von niedlichen Cartoons oder beim Fertigstellen von Bastelprojekten. Farbspritzgeräte werden statisch aufgeladen, um Objekte zu bemalen. Beim Sprühen zieht diese Ladung die Farbe an, während die Ladung der Stäbe von elektrostatischen Luftfiltern neutrale Partikel aus der Luft anzieht. Statische Elektrizität kann zur Kontrolle der Luftverschmutzung verwendet werden. Wenn diese statische Ladung auf Staub- oder Schmutzpartikel aufgebracht wird, werden sie leicht angezogen und auf einem elektrostatischen Abscheider gesammelt, um die Luft zu reinigen.
Kann statische Elektrizität Schaden anrichten?
Trotz ihres praktischen Nutzens kann statische Elektrizität auch Schäden verursachen. Es gibt einige elektrische Komponenten in Computern, die sehr empfindlich auf statische Elektrizität reagieren können. Sie können in speziell angefertigten Taschen aufbewahrt werden, um sie vor Beschädigungen zu schützen. Das Tragen von Gurten kann dabei helfen, uns bei der Arbeit mit dieser Art von Elektronik geerdet zu halten, damit keine Ladung aufgebaut wird, die die elektronischen Komponenten zerstören kann. Blitze haben eine Temperatur, die bis zu 50.000 °F oder 27.760 °C erreichen kann, was sie zu einem starken und gefährlichen Beispiel für statische Elektrizität macht. Wenn sich eine elektrostatische Aufladung in den Betankungsleitungen aufbaut, die zum Betanken von Flugzeugen verwendet werden, kann dies einen Funken verursachen.
Beispiele für statische Elektrizität
Hier sind einige der lustigen Experimente mit statischer Elektrizität, die ganz einfach zu Hause durchgeführt werden können. Auf diese Weise verstehen Kinder die Bedeutung von Elektrizität und die Bedeutung elektrischer Sicherheit. Stellen Sie sicher, dass diese in einem weitläufigen Raum unter Aufsicht eines Erwachsenen durchgeführt werden.
Experiment 1:Rollen einer Dose
Eine Dose kann mit statischer Elektrizität dazu gebracht werden, herumzurollen, ohne sie tatsächlich zu berühren. Alles, was Sie brauchen, ist eine leere Dose, ein Stück Stoff und eine Plastikstange.
Zu befolgende Schritte:
- Reiben Sie die Oberfläche des Stabs 40 Sekunden lang mit dem Stück Stoff, um statische Elektrizität zu erzeugen.
- Bewahren Sie die Dose auf einer ebenen und glatten Oberfläche auf.
- Halten Sie das Tuch nahe an die Dose, ohne es zu berühren. Es folgt der Bewegung der Stange. Dies geschieht, weil der Stab, wenn er Elektronen aufnimmt, negativ geladen wird. Da die Dose positiv geladen ist, wird sie von ihr angezogen, gemäß dem Gesetz der Elektrizität, dass sich Gegensätze anziehen.
Experiment 2:Stehendes Haar
Sie können einen Ballon verwenden, um krauses, fliegendes Haar zu präsentieren, genau wie während einer Flugzeugfahrt. Für dieses Experiment brauchst du ein Stück Stoff und einen aufgeblasenen Ballon.
Schritte
- Reiben Sie die Oberfläche des Ballons 40 Sekunden lang mit dem Tuch, um statische Elektrizität zu erzeugen.
- Platzieren Sie den Ballon über Ihrem Kopf und lassen Sie dabei eine kurze Lücke. Durch den Reibungseffekt des Gleitens stehen Ihre Haare aufrecht, um daran zu haften. Die Elektronen aus dem Stoff werden an den Ballon gebunden, der sich negativ auflädt. Daher zieht es Ihr positiv geladenes Haar an. Mit der gleichen Ladung auf jedem Strang versuchen sie alle, sich voneinander abzustoßen.
Experiment 3:Schwebende Platten
Neben Magneten können auch schwebende Platten zeigen, dass sich ähnliche Objekte abstoßen können. Für dieses einfache Experiment benötigen Sie ein Stück Stoff und zwei Styroporplatten.
Schritte
- Verwenden Sie das Tuch, um die Basis eines Tellers zu reiben, um statische Elektrizität zu erzeugen.
- Stellen Sie einen Teller auf eine ebene Fläche.
- Legen Sie die andere Platte mit der Basis nach unten auf die andere Platte. Beachten Sie, dass sie sich gegenseitig abstoßen. Die Elektronen aus dem Stoff werden auf die Platte übertragen, die sich negativ auflädt. Diese Elektronen stoßen die in der anderen Platte vorhandenen negativ geladenen Elektronen ab.
Hinweis :Sicherheits- und Vorsichtsmaßnahmen
Sie können die durch statische Elektrizität verursachten Risiken minimieren, indem Sie angemessene Vorsichtsmaßnahmen treffen. Vermeiden Sie das Tragen von Schuhen mit Gummisohlen, während Sie Experimente durchführen, da Gummi ein ausgezeichneter Isolator ist und eine erhebliche Menge an statischer Elektrizität in Ihrem Körper erzeugen kann.
Weitere Fakten und Informationen über statische Elektrizität für Kinder
Sie müssen sich einiger anderer Fakten und Informationen bewusst sein, bevor Sie mit diesen Experimenten fortfahren.
- Stellen Sie sicher, dass Ihre Haushaltsgeräte über einen Erdungsmechanismus verfügen, um die überschüssige statische Elektrizität abzuleiten, die sich im Laufe der Zeit angesammelt hat.
- Wenn Sie vermuten, dass Sie statische Elektrizität tragen, erden Sie sich, indem Sie einen inerten Metallgegenstand berühren, um die Elektrizität abzuleiten.
- Halten Sie einen Luftbefeuchter bereit, wenn Sie Gefahr laufen, dass sich in Ihrem Zuhause statische Elektrizität aufbaut.
- Trockene Haut entwickelt mit größerer Wahrscheinlichkeit statische Elektrizität. Das Auftragen von Lotion oder Feuchtigkeitscreme auf Hände und Haut kann Sie vor der Erzeugung statischer Elektrizität schützen.
Statische Elektrizität mag wie ein kleines Problem aussehen, aber die Missachtung der Ursache des Problems kann zu einer Katastrophe führen. Die Einhaltung von Sicherheitsstandards kann also dazu beitragen, uns vor Verletzungen oder Sachschäden zu schützen. Wenn es in der technologischen Welt verwendet wird, müssen zwingende Vorsichtsmaßnahmen eingehalten werden. Forscher schlagen vor, dass statische Elektrizität in naher Zukunft genutzt werden kann, um unsere elektronischen Geräte aufzuladen. Die Installation von Blitzableitern an Häusern schützt vor einem Brand, wenn ein Blitz einschlägt, der sich der menschlichen Kontrolle entzieht. Wenn Sie Hilfe bei der Beurteilung der elektrischen Sicherheit Ihres Hauses benötigen, zögern Sie nicht, qualifizierte Fachleute anzurufen, um Ihr elektrisches Problem zu lösen.
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