Science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Waarom ontwikkelen voorwerpen gemaakt van verschillende materialen een elektrische lading wanneer ze tegen elkaar worden gewreven?

De ontwikkeling van elektrische lading wanneer verschillende materialen tegen elkaar worden gewreven, kan worden toegeschreven aan het fenomeen dat tribo-elektriciteit wordt genoemd. Tribo-elektriciteit is een tak van contactelektrificatie die zich bezighoudt met het genereren van elektrische ladingen op de oppervlakken van materialen tijdens contact en scheiding. Dit is de reden waarom voorwerpen gemaakt van verschillende materialen een elektrische lading ontwikkelen wanneer ze worden gewreven:

1. Laadscheiding :Wanneer twee verschillende materialen met elkaar in contact komen, vindt er een uitwisseling van elektronen plaats. Deze uitwisseling vindt plaats vanwege verschillen in hun werkfuncties. De werkfunctie is de minimale energie die nodig is om een ​​elektron van het oppervlak van een materiaal te verwijderen. Materialen met een lagere werkfunctie hebben de neiging gemakkelijker elektronen te doneren, terwijl materialen met een hogere werkfunctie de neiging hebben elektronen te accepteren.

2. Elektronenoverdracht :Wanneer de twee materialen met elkaar in contact worden gebracht, zullen de elektronen van het materiaal met de lagere werkfunctie naar het materiaal met de hogere werkfunctie stromen. Hierdoor ontstaat een overschot aan elektronen op het ene oppervlak en een tekort aan elektronen (positieve lading) op het andere. Als gevolg hiervan wordt het ene object negatief geladen en het andere positief geladen.

3. Gescheiden kosten :Wanneer de twee materialen worden gescheiden nadat ze in contact zijn geweest, blijven de ladingen die op hun oppervlak ontstaan ​​gescheiden. Dit komt omdat de elektrostatische kracht tussen de positieve en negatieve ladingen ze op hun plaats houdt. De grootte van de lading hangt af van verschillende factoren, waaronder de aard van de materialen, de oppervlakteruwheid, het contactoppervlak en de scheidingsafstand.

Het is vermeldenswaard dat het oplaadgedrag van materialen complex is en dat de exacte mechanismen kunnen variëren, afhankelijk van de specifieke materialen die erbij betrokken zijn. De hierboven beschreven algemene principes van ladingsscheiding en -overdracht zijn echter van toepassing op de meeste gevallen van tribo-elektriciteit.