静電気
静電気とは、物体の表面で電荷が増加することをいいます。この電荷は、地中に流れ込むか、放電によって急速に電荷が失われるまで、物体に残っている。電荷の交換は、異なる物体をこすって分離するなどの条件下で行われます。静電気が残るのは、どちらかの表面が電気の流れに対して高い抵抗を持っているときだけです。静電気の影響は、スパークを見たり、感じたり、聞いたりすることができるので、ほとんどの人に馴染みがあります。このスパークは、過剰な電荷が中和されるときに起こる。この中和は、余分な電荷が電気伝導体(例えばアースへの経路)に流れ込むことによって起こります。その他の電荷の流れは、帯電した物体が反対極性(プラスまたはマイナス)の過剰電荷を持つ領域の近くにあるときに起こります。静電気ショックでおなじみの現象は、この電荷の中和によって起こる。
静電気放電の一例である雷
歴史
ギリシャ時代、タレスが琥珀を掃除しているときに静電気を発見しました。しかし、当時はこのことに着目して研究することはなかった。ただ、何かをこすると引っ張られる力がある、ということだけを知っていたのです。静電気の本格的な研究は、17世紀にオットー・フォン・ゲリッケが初めて摩擦発電機を作ってからである。そして18世紀には、クーロンが静電気の定量的な研究を開始した。ベンジャミン・フランクリンは、静電気と嵐を結びつけています。1832年、マイケル・ファラデーは電気の正体に関する実験結果を発表した。磁石で作る電気も、電池で作るボルタの電気も、静電気も同じものであることを証明したのである。このファラデーの結果以来、静電気の歴史は電気全般の学問と考えることができるようになった。
チャージ
静電気はさまざまな場面で発生します。
- コンタクトで電荷分離を行う。
ほとんどの材料は、電子に対して独特の化学的な引力をもっています。このため、異なる素材をこすると、電荷分離が起こることがあります。カーペットの上を歩いていて、ドアノブなどの金属に触れると、静電気が発生することがあります。
- 圧力で電荷分離を行う。
結晶やセラミックス分子など、ある種の物質では、十分に強い圧力で電荷の分離が行われる。
- 熱で電荷分離を行う。
ある物質を加熱すると、電子に力を与えることができる。この力によって、電子は原子から解放される。電子を失った原子は、プラスの電荷を帯びるようになる。
- 電荷が電荷分離を生む。
帯電した物体は、中性の物体に電荷分離を起こさせることができます。同じ符号の電荷(マイナスとマイナス、プラスとプラス)は反発し合い、反対の符号の電荷は引き合う。このため、帯電物体の近くにある中性物体の部分は、帯電物体と逆の電荷を持っています。この力は、2つの物体が離れると急激に弱くなります。この効果は、中性物体が自由に動ける電荷を持っているときに最も大きくなります。
.静電気は軽いショックを与えることがあります。
排出量
静電気放電は、周囲からの電荷の流れによって中和される余剰電荷のことである。正電荷は周囲から電子をもらい、負電荷は周囲に電子を奪われる。
静電気ショックの感覚は、中和電流が人体を流れる際に神経が刺激されることで生じるものです。体内には多くの水分が存在するため、一般に危険な大電流が流れるほどには帯電していない。雷も静電気放電の一例です。雲は他の雲とぶつかることで非常に大きな電荷を得ます。その余剰電荷を地上に放出する。しかし、雷に打たれない限り、このような巨大な電荷が人間の周囲に自然に発生することはない。
静電気は一見無害に見えるが、大きな帯電があると機器が壊れてしまうため、研究においては大きなリスクがある。