¿Cómo funciona la electricidad estática?

¿Alguna vez te ha impactado tocar un pomo de la puerta o has visto que tu cabello se encrespa en días particularmente fríos y secos? Si ha tenido alguna de estas experiencias, ha encontrado electricidad estática. La electricidad estática es la acumulación de carga eléctrica (positiva o negativa) en una ubicación. También se llama "electricidad en reposo".

Conclusiones clave: electricidad estática

• La electricidad estática ocurre cuando la carga se acumula en un lugar.
• Los objetos generalmente tienen una carga general de cero, por lo que acumular una carga requiere la transferencia de electrones de un objeto a otro.
• Hay varias formas de transferir electrones y así generar una carga: fricción (el efecto triboeléctrico), conducción e inducción..

Las causas de la electricidad estática

Una carga eléctrica-definido como positivo o negativo, es una propiedad de la materia que hace que dos cargas eléctricas se atraigan o repelen. Cuando dos cargas eléctricas son del mismo tipo (ambas positivas o negativas), se repelerán entre sí. Cuando son diferentes (uno positivo y otro negativo), atraerán.

La electricidad estática ocurre cuando la carga se acumula en un lugar. Por lo general, los objetos no tienen carga positiva o negativa: experimentan una carga general de cero. Acumular una carga requiere la transferencia de electrones de un objeto a otro.

Eliminar electrones cargados negativamente de una superficie hará que esa superficie se cargue positivamente, mientras que agregar electrones a una superficie hará que esa superficie se cargue negativamente. Por lo tanto, si los electrones se transfieren del objeto A al objeto B, el objeto A se cargará positivamente y el objeto B se cargará negativamente.

Carga por fricción (efecto triboeléctrico)

El efecto triboeléctrico.se refiere a la transferencia de carga (electrones) de un objeto a otro cuando se frotan, por fricción. Por ejemplo, el efecto triboeléctrico puede ocurrir cuando barajas una alfombra con calcetines durante el invierno..

El efecto triboeléctrico tiende a ocurrir cuando ambos objetos están eléctricamente aislante, lo que significa que los electrones no pueden fluir libremente. Cuando los dos objetos se frotan y luego se separan, la superficie de un objeto ha ganado una carga positiva, mientras que la superficie del otro objeto ha ganado una carga negativa. La carga de los dos objetos después de la separación se puede predecir a partir de serie triboeléctrica, que enumera los materiales en el orden en que son propensos a cargarse positiva o negativamente.

Como los electrones no pueden moverse libremente, las dos superficies pueden permanecer cargadas durante mucho tiempo, a menos que estén expuestas a un material conductor de electricidad. Si se toca un material conductor de electricidad como el metal en las superficies cargadas, los electrones podrán moverse libremente y se eliminará la carga de la superficie..

Es por eso que agregar agua al cabello que se encrespa debido a la electricidad estática eliminará la estática. El agua que contiene iones disueltos, como es el caso del agua del grifo o el agua de lluvia, es eléctricamente conductora y eliminará las cargas acumuladas en el cabello..

Carga por conducción e inducción

La conducción se refiere a la transferencia de electrones cuando los objetos se ponen en contacto entre sí. Por ejemplo, una superficie que está cargada positivamente puede ganar electrones cuando toca un objeto con carga neutra, haciendo que el segundo objeto se cargue positivamente y el primer objeto se cargue menos positivamente de lo que estaba anteriormente..

La inducción no implica una transferencia de electrones, ni implica contacto directo. Más bien, utiliza el principio de que "los cargos similares se repelen y los cargos opuestos se atraen". La inducción ocurre con dos conductores eléctricos, porque permiten que las cargas se muevan libremente.

Aquí hay un ejemplo de carga por inducción. Imagine que dos objetos metálicos, A y B, se ponen en contacto entre sí. Se coloca un objeto con carga negativa a la izquierda del Objeto A, que repele los electrones en el lado izquierdo del Objeto A y hace que se muevan al Objeto B. Luego, los dos objetos se separan y la carga se redistribuye sobre todo el objeto. dejando el Objeto A cargado positivamente y el Objeto B cargado negativamente en general.

Fuentes

• Beaver, John B. y Don Powers. Electricidad y magnetismo: electricidad estática, electricidad actual e imanes. Mark Twain Media, 2010.
• Christopoulos, Christos. Principios y técnicas de compatibilidad electromagnética. CRC Press, 2007.
• Vasilescu, Gabriel. Principios y aplicaciones de ruido electrónico y señales interferentes. Springer, 2005.