Statisk elektricitet

Grundbeskrivelse

Berøringselektricitet eller i daglig tale statisk elektricitet opstår, når elektroner, der har en negativ ladning, flytter sig fra et materiale til et andet og ikke ledes bort. Når to materialer rører hinanden – eller gnider mod hinanden - kan elektronerne bevæge sig fra det ene materiale over til det andet. For at materialet ved gnidning skal blive statisk elektrisk, må elektronerne ikke kunne bevæge sig rundt i materialet; materialet skal være en isolator.

En opladet CD tiltrækker papirstrimler pga. statisk elektricitet. (Pediadeem, Wikimedia Commons).

To ens ladede legemer frastøder hinanden og to forskelligt ladede legemer tiltrækker hinanden. Hvis man gnider en ballon i håret bliver både håret og ballonen elektriske. Håret kan rejse sig op, ballonen kan vi hænge op på væggen, hvor den bliver siddende et stykke tid, eller den kan løfte små stykker papir. Vi kender berøringselektricitet fra hverdagen, hvor vi af og til oplever at få stød, specielt når det er meget tørt, som f.eks. ved frostgrader i januar og februar.

Når man stiger ud af bilen eller trækker en kunststoftrøje over hovedet, kan man opleve at få stød og måske se små lyn, hvis det er mørkt nok. Den spændingsforskel mellem trøje og person, der opstår, kan let komme op på flere tusinde volt. Til gengæld er strømstyrken i lynene uhyre ringe.

I forbindelse med undervisning kender mange sikkert Van De Graaff Generatoren, hvor et 'uendeligt' gummibånd løber rundt og oplader en metalkugle. Hvis en elev står isoleret fra omgivelserne og oplades, vil ladningerne fordele sig og håret rejser sig!

Uddybende beskrivelse

Berøringselektricitet eller i daglig tale statisk elektricitet opstår, når elektroner flytter sig fra et materiale til et andet og ikke ledes bort. Når to materialer rører hinanden – eller gnider mod hinanden - kan elektronerne bevæge sig fra det ene materiale over til det andet. For at materialet ved gnidning skal blive statisk elektrisk, må elektronerne ikke kunne bevæge sig rundt i eller væk fra materialet. Materialet skal være en isolator. Dette skyldes, at der er flyttet elektroner fra det ene materiale over på det andet. Det materiale, der har modtaget elektroner, bliver negativt elektrisk ladet og det, der har afleveret elektroner, bliver positivt elektriske ladet.

I det ovenfor nævnte forsøg er det ballonen, der modtager elektroner og dermed bliver negativt elektrisk ladet, og håret har afleveret elektroner og er derfor positivt elektrisk ladet. Der findes to former for statisk elektrisk ladede materialer: Da elektroner er negativt ladet gælder følgende definition:

Hvis materialet er positivt ladet betyder det, at der i materialet er underskud af elektroner. Hvis materialet er negativt ladet betyder det, at der i materialet er overskud af elektroner.

Pigen er opladet, så de enkelte hår på hendes hoved frastøder hinanden (Jean-Noël Lafargue, Musée de la découverte, Paris).

Over- og underskud af elektroner henviser til det neutralt ladede materiale. To ens ladede materialer frastøder hinanden, og to forskelligt ladede materialer tiltrækker hinanden. Vi kender berøringselektricitet fra hverdagen, hvor vi af og til oplever at få stød, specielt når det er meget tørt, hvad det tit er i januar og februar ved frostgrader. Når man stiger ud af bilen eller trækker en trøje lavet af kunststof over hovedet, kan man opleve at få stød og måske se små lyn, hvis det er mørkt nok. Den spændingsforskel, der genereres kan let komme op på flere tusinde volt! Til gengæld er strømstyrken i stødene uhyre ringe.

I forbindelse med undervisning kender mange sikkert Van De Graaff Generatoren hvor et ”uendeligt” gummibånd løber rundt og oplader en metalkugle. Hvis en elev står isoleret fra omgivelserne og oplades, vil ladningerne fordele sig og håret rejser sig!

Erland Andersen