Jonas Grigas. Nematoma, bet visur esanti

Praeitame straipsnelyje rašiau apie kasdienį, mūsų gyvenimą pakeitusį, fizikos reiškinį – elektrą. Bet yra ir kitokia elektra – statinė – elektros krūvių kaupimasis ant kūno paviršiaus. Šukuojant sausus plaukus, jie įsielektrina, o statiniame elektros lauke – komiškai atsistoja. Kas ta statinė elektra ir kaip ji sukuriama?

Viskas sudaryta iš atomų, o atomai – iš elektringųjų dalelių. Statinė elektra atsiranda dėl disbalanso tarp atomo neigiamai įelektrintų elektronų ir teigiamai įelektrintų protonų kokiame nors kūne. Teigiami ir neigiami elektros krūviai gali kauptis to kūno paviršiuje, kol randa būdą išsikrauti.

Kuo skiriasi statinė elektra nuo elektros srovės? Elektros srovė teka laidais ir kitais laidininkais ir perduoda energiją. Statinė elektra sukaupia elektros krūvius, kurie gali greitai judėti iš vienos vietos į kitą tik esant iškrovai. Jos perduodama energija dažniausiai yra nežymi.

Ši elektra vadinama statine todėl, kad elektros krūviai išlieka fiksuoti vienoje kūno paviršiaus vietoje, kol jiems atsiranda kelias ištrūkti kaip elektros iškrova.

Ekstremaliausias natūralus statinės elektros iškrovos pavyzdys yra žaibas. Jis trenkia, kai atsiranda krūvių disbalansas tarp debesies ir žemės, pastato ar kito debesies. Indijos Bengalijoje teko stebėti milžiniškus žaibus tarp debesų sluoksnių.

Dar statinė elektra gaminasi, kai du objektai trinami vienas į kitą, vienas jų atiduoda elektronus ir įsielektrina teigiamai, o kitas surenka elektronus ir įsielektrina neigiamai. Todėl objektai įgyja vienodus tik priešingus elektros krūvius. Studijų VU laikais dirbant diplominį darbą laboratorijoje tekdavo ilgai trintis lakuotoje kėdėje prie prietaisų, o prisilietus prie jų trenkdavo elektros iškrova. Kilovoltmetru pamatavau, kad mano užpakalis įsielektrindavo iki 15 000 voltų įtampos.

Paprastai elektronų ir protonų krūviai atome subalansuoti, todėl dauguma medžiagų yra elektriškai neutralios (išskyrus savaime poliarizuotus feroelektrikus ir piroelektrikus). Tačiau trynimas suteikia silpnai surištiems elektronams pakankamai energijos, kad jie atitrūktų nuo savo atomų ir prisijungtų prie kitų, judant tarp skirtingų paviršių.

Šie judrūs elektronai prisijungia prie kito kūno ir atkuria neutralaus elektros krūvio pusiausvyrą. Šiltą ir sausą dieną išlipant iš automobilio ir palietus duris arba namuose palietus metalinius daiktus gali supurtyti statinė elektra. Šukuojant plaukus, jie įsielektrina.

Statinė elektra gali būti nemaloni ir net pavojinga. Kaip kovojama su statinės elektros grėsme? Žaibolaidis yra metalinis vario strypas, kuris apsaugo namus nuo tiesioginių žaibo smūgių. Jis žaibo sroves nukreipia į žemę.

Užkirsti kelią statinės elektros kaupimuisi namuose galima atidarant langą, kad padidėtų drėgmės kiekis ore, arba oro drėkintuvu. Oro drėkinimas yra veiksmingas būdas pašalinti statinę elektros energiją gamybos aplinkoje.

Darbuotojai pramoninėje aplinkoje dažnai avi apsauginius batus su antistatine apsauga, kad dėl sąlyčio su grindimis nesusikauptų statinis krūvis.

Į skalbimo mašinose naudojamus audinių minkštiklius dedama antistatinių medžiagų, kad būtų išvengta statinio lipnumo.

Statinė elektra yra pavojinga pilant į orlaivį degalus. Degalų judėjimas papildymo metu gali sukurti statinį elektros krūvį, o iškrova uždegti kuro garus. Kad taip neatsitiktų, kuro užpylimo žarnos yra įžemintos.

Dėl statinės elektros televizoriaus ekranai ir kompiuterių monitoriai traukia dulkes ir nešvarumus.

Statinė elektra turi ir naudingų pritaikymų: spausdintuvuose ir kopijavimo aparatuose statiniai elektros krūviai pritraukia rašalą arba tonerį į popierių.

Statinė elektra, kaip minėta, gali siekti tūkstančius voltų? Bet jos srovė labai silpna. Todėl jos galia ar energija yra maža. JAV Nacionalinės meteorologijos tarnybos duomenimis tik apie 10 proc. žmonių, į kuriuos trenkia žaibas, žūva, kitiems jis sukelia įvairią negalią. Apie tai rašo portalas „Stars Insider“.