静電気は誰もが経験したことがあるはずです。 例えば、髪をとかしたときに鏡に映った火花や、冬に絨毯の上を歩いた後にドアノブを触ったときなどです。 このとき見える火花は、静電気が「放電」しているのです。 では、なぜ静電気と呼ばれるのでしょうか？
静電気は、古代ギリシャの時代から、物をこすると静電気が発生することは知られていましたが、そのエネルギーで光や機械を動かせるとは思ってもみなかったのです。 電気を世に知らしめたのは、ベンジャミン・フランクリンである。 彼は、電気は稲妻から利用できると考えていた。
静電気とは？
静電気とは、基本的に物質の内部または表面にある電荷のバランスが崩れた状態のことです。 電荷は「放電」されるまで残ります。 静電気は、2つの表面が接触したり離れたりするときに発生し、少なくとも一方の表面は電流に対して高い抵抗を持っています(したがって、電気絶縁体です)。 静電気ショックでおなじみの火花、もっと言えば静電気放電は、電荷の中和によって引き起こされる。
その電荷はどこから来るのか？
私たちは、すべての物体が原子でできていて、原子は陽子、電子、中性子で構成されていることを知っています。 陽子は正に帯電し、電子は負に帯電し、中性子は中性である。 したがって、すべてのものは電荷でできています。 反対の電荷は互いに引き合う（マイナスからプラスへ）。 同じような電荷は反発し合います（プラスとプラス、マイナスとマイナス）。 ほとんどの場合、物体の中でプラスとマイナスの電荷は釣り合っており、分子の場合のようにその物体を中性にしています。
静電気は、物体の中のマイナスとプラスの電荷のバランスが崩れた結果です。 これらの電荷は、放出または放電される方法を見つけるまで、物体の表面に蓄積されることがあります。 ある素材をこすり合わせると、マイナスの電荷、つまり電子を移動させることができます。 例えば、靴をカーペットにこすりつけると、あなたの体はカーペットから余分な電子を集めます。 8966>
」…静電気の現象は、プラスとマイナスの電荷が分離していることが必要です。 2つの物質が接触しているとき、電子が一方の物質から他方の物質に移動することがあります。このとき、一方の物質には過剰な正の電荷が、他方の物質には同じだけの負の電荷が残ります。
帽子を脱ぐと髪が逆立つのはなぜ？
帽子を脱ぐと、電子が帽子から髪に移動しますが、なぜ髪が逆立つのでしょうか？ 同じ電荷を持つ物体は互いに反発し合うので、髪の毛がより多くの電子を獲得すると、同じ電荷を持つようになり、髪の毛は立ちます。 あなたの髪の毛は、単にできるだけお互いに離れようとしているのです！
摩擦電気効果とは何ですか？
摩擦電気効果とは、ある物質が別の異なる物質と接触した後に帯電し、その後分離される接触帯電の一種です
日常の静電気はほとんど摩擦電気です。
現在、摩擦電気効果は、異なる分子で構成される2つの物質が、異なる分子間の引力のためにくっつきやすいという接着現象に関連していると考えられている。
材料の摩擦電気特性によっては、一方の材料が他方の材料から電子の一部を「捕獲」することがあります。 このとき、2つの材料が互いに離れていると、電荷のアンバランスが発生します。
電子を与える摩擦電気シリーズの例。
正電荷 – 乾燥した人間の皮膚 > 革 > ウサギの毛 > ガラス > 毛 > ナイロン > ウール > 鉛 > 絹 > アルミニウム > 紙 最小正電荷
電気を与えるトライボ電気シリーズの例です。
負の電荷 – テフロン > シリコン > PVC > スコッチテープ > サランラップ > スタイロフォーム > ポリエステル > 金 > ニッケル > ゴム—。 最小のマイナス電荷
ファンデグラフ・ジェネレータによる静電気の作り方
ファンデグラフ・ジェネレータは、絶縁柱の上にある中空金属球に移動ベルトを用いて電荷を蓄積させる静電気発生装置です。 非常に高い電位を発生させることができます。 低電流で非常に高い電圧の直流電気を発生させることができる。 1929年、アメリカの物理学者ロバート・J・ヴァン・デ・グラーフによって発明された。 (現代のヴァン・デ・グラーフ発電機で得られる電位差は5メガボルトに達します。 卓上型では10万ボルトを発生させることができ、目に見える火花を発生させるのに十分なエネルギーを蓄えることができる。 小型のファンデグラフマシンは娯楽用として、また物理学の教室で静電気学を教えるために生産されています。
