Tĩnh điện là gì? Các nguyên nhân gây tĩnh điện và ứng dụng cua tĩnh điện

1. Tĩnh điện là gì?

Khái niệm tĩnh điện là hiện tượng mất cân bằng điện tích trên bề mặt của một vật liệu. Điện tích sẽ được lưu giữ ở đó cho đến khi nó có thể truyền đi nơi khác thông qua một dòng điện hoặc sự phóng điện.

Tĩnh điện là một tính chất căn bản của vật chất. Gần như toàn bộ điện tích trong vũ trụ được mang bởi proton và electron. Người ta biết proton có điện tích +1 đơn vị electron, còn electron có điện tích -1, mặc dù hai dấu cộng trừ này là hoàn toàn tùy ý.

Vì proton thường bị giam với hạt nhân nguyên tử, chúng bị khóa bên trong nguyên tử, nên chúng hầu như không được tự do chuyển động như electron. Do đó, khi chúng ta nói về dòng điện, gần như ta luôn luôn muốn nói tới dòng electron, và khi ta nói về tĩnh điện, ta thường muốn nói một sự mất cân bằng giữa điện tích âm và điện tích dương bên trong các vật.

Hiện tượng tĩnh điện

2. Các nguyên nhân gây nhiễm điện

Một nguyên nhân gây nhiễm điện thường gặp là sự tiếp xúc giữa các vật liệu rắn Khi hai vật cọ xát vào nhau tạo ra tĩnh điện, một vật nhường đi electron và trở nên mang điện dương còn vật kia nhận electron và trở nên mang điện âm.

Vì các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau, nên chúng có xu hướng di chuyển ra ngoại vi của vật nhiễm điện để càng xa nhau càng tốt. Đây là cái khiến tóc bạn dựng đứng khi cơ thể bạn nhiễm điện. Khi bạn chạm tay vào một miếng kim loại nối đất như một cái đinh ốc trên ổ công tắc bóng đèn thì việc này tạo ra một đường đi xuống đất cho điện tích qua cơ thể bạn.

Hiện tượng tĩnh điện nguy hiểm nên cần cẩn trọng trong nhiều trường hợp

3. Sự nguy hiểm của tĩnh điện

Ngoài việc gây sốc điện đau đớn, tác hại của tĩnh điện là những sự phóng điện cao thế đột ngột này có thể mang lại một nguồn đánh lửa cho các chất dễ cháy.

Một nguồn nhiễm điện khác là chuyển động của chất lỏng trong ống hẹp. Nếu chất lỏng là dễ cháy - ví dụ như xăng - thì một tia lửa do phóng điện đột ngột có thể gây ra hỏa hoạn hoặc cháy nổ Những người làm việc với nhiên liệu lỏng phải hết sức cẩn trọng để tránh tích điện và phóng điện bất ngờ.

Các kho nhiên liệu lớn có nguy cơ cháy nổ cao, vì thế vấn đề tĩnh điện luôn được quan tâm hàng đầu. 

Chất khí và hơi chuyển động cũng có thể phát sinh nhiễm điện. Trường hợp quen thuộc nhất của hiện tượng này là sét.

Tĩnh điện được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

4. Ứng dụng của tĩnh điện

Ứng dụng cho microphone tinh thể. Sóng âm trong không khí có thể làm uốn một màng chắn nối với một bộ phận áp điện biến đổi sóng âm thành tín hiệu điện. 

Sự nhiễm điện cục bộ cũng có thể bị ảnh hưởng bởi ánh sáng cường độ mạnh. Đây là nguyên lí hoạt động của máy photocopy và máy in laser  

Các nhà máy điện chạy than sử dụng các chất kết tủa tĩnh điện để thu gom các hạt mịn trong ống khói để chúng có thể được gom lại dưới dạng chất thải rắn thay vì phóng thích vào trong không khí.

Sự nhiễm điện được áp dụng cho thuốc diệt cỏ để phun tơi trên đồng dưới dạng sương mịn.