von mips » 28. Dezember 2005 23:13
Alle Körper besitzen eine grosse Anzahl elektrischer Ladungen. Normalerweise merken wir davon nichts, da sich die Wirkungen der positiven und negativen Ladungen kompensieren (aufheben). Ein Körper, mit einer Gesamtladung Null (von beiden Ladungsarten gleich viel), ist nach aussen hin „elektrisch neutral". Um einen Körper aufzuladen, muss man entweder Ladungen auf ihn übertragen oder von ihm wegnehmen, so dass nicht länger ein Gleichgewicht zwischen Elektronen und Protonen existiert. Somit entspricht elektrische Aufladung einem Elektronentransfer (Ladungstrennung)
- Positive Aufladung: Wegnahme von Elektronen von einem Körper. Der Körper hat dann mehr positive Ladungen (Protonen) als negative Ladungen.
- Negative Aufladung: Aufbringen von Elektronen auf den Körper. Der Körper hat dann mehr negative Ladungen (Elektronen) als positive Ladungen.
Aufladung durch Reibung (Berührung):
Bei den Isolatoren gibt es welche zu denen die Elektronen eine grössere Affinität haben (z.B. Hart-gummi) als zu anderen wie z.B. die Haare eines Katzenfells. Bringt man durch Reibung zwei Mate-rialien unterschiedlicher Elektronenaffinität in innigen Kontakt, so gehen Elektronen von dem einen Isolator zum anderen. Bei dem Isolator mit geringerer Elektronenaffinität bleiben positive Ionen zurück.
Berührungselektrische Spannungsreihe (triboelectric series)
> Positiv (Geringe Elektronenaffinität)
- Leder oder sehr trockene Haut
- Glas
- Menschenhaare
- Wolle
- Fell
- Seide
- Papier
- Baumwolle
- Hartgummi
- Polyester
- PVC
> Negativ (hohe Elektronenaffinität
Reibt man ein Material mit einem in der Liste darunter liegenden Material, lädt sich das in der Liste weiter oben stehende Material positiv auf (gibt Elektronen ab), das weiter unten angeführte negativ auf (nimmt die Elektronen auf). Je weiter die Materialien voneinander entfernt sind, umso stärker ist die Aufladung.
Beispiel 1:
Wenn ein Hartgummistab mit Fell gerieben wird, lädt sich das Hartgummi negativ auf und das Fell wird positiv.
Beim Reiben werden also den Atomen eines Stoffes – hier dem Fell – viele Elektronen entzogen. Ihre Ansammlung heisst „negative Ladung". Sie befindet sich dann auf dem Hartgummistab. Im Fell herrscht jetzt Elektronenmangel. Die übriggebliebenen Protonen ohne Partner bewirken die „positive Ladung".
Beispiel 2:
Wenn ein Glasstab mit Seide gerieben wird, lädt sich das Glas positiv auf und die Sei-de entsprechend negativ. Einige Elektronen des Glases wurden durch das Reiben auf die Seide übertragen.
Dasselbe funktioniert auch wenn sich zwei unterschiedliche Materialien innig berühren und dann getrennt werden. Der Abstand der Materialien muss aber sehr klein werden (molekulare Grössen-ordnung, 10-10 m). Da die meisten Materialien nicht flach oder flexibel genug sind, um sich an einer möglichst grossen Grenzfläche berühren zu können, reicht es nicht, sie aneinander zu halten und dann wieder zu trennen. Ein inniger Kontakt entsteht beim Reiben gegeneinander. Die Reibung ist nicht die Ursache der elektrischen Spannung, sie dient nur dazu, einen möglichst grossen Teil der Oberfläche der Körper in enge Berührung zu bringen. Klebrige Substanzen, die rückstandsfrei wie-der abgezogen werden können, sind ebenfalls bestens geeignet.
Nun zum Teppich: Geht jemand mit Schuhen mit einer Hartgummisohle über einen Wollteppich, so lädt sich die Sohle negativ auf, der Wollteppich hat Elektronenmangel, ist also positiv geladen. Darum kann man sich manchmal elektrisieren, wenn man eine Türklinke angreift. Manche Teppiche werden durch Metallfasern antistatisch ausgerüstet.
Beim Reiben entstehen stets gleichgrosse, entgegengesetzte Ladungen. Elektrizität wird nicht er-zeugt, sondern nur getrennt und in ihrer Wirkung zum Vorschein gebracht.
Es können so Spannungsunterschiede von mehreren Tausend Volt entstehen, die Muskelreize oder die Zerstörung elektronischer Bauteile (ESD) zur Folge haben können.
Alle Körper besitzen eine grosse Anzahl elektrischer Ladungen. Normalerweise merken wir davon nichts, da sich die Wirkungen der positiven und negativen Ladungen kompensieren (aufheben). Ein Körper, mit einer Gesamtladung Null (von beiden Ladungsarten gleich viel), ist nach aussen hin „elektrisch neutral". Um einen Körper aufzuladen, muss man entweder Ladungen auf ihn übertragen oder von ihm wegnehmen, so dass nicht länger ein Gleichgewicht zwischen Elektronen und Protonen existiert. Somit entspricht elektrische Aufladung einem Elektronentransfer (Ladungstrennung)
- Positive Aufladung: Wegnahme von Elektronen von einem Körper. Der Körper hat dann mehr positive Ladungen (Protonen) als negative Ladungen.
- Negative Aufladung: Aufbringen von Elektronen auf den Körper. Der Körper hat dann mehr negative Ladungen (Elektronen) als positive Ladungen.
Aufladung durch Reibung (Berührung):
Bei den Isolatoren gibt es welche zu denen die Elektronen eine grössere Affinität haben (z.B. Hart-gummi) als zu anderen wie z.B. die Haare eines Katzenfells. Bringt man durch Reibung zwei Mate-rialien unterschiedlicher Elektronenaffinität in innigen Kontakt, so gehen Elektronen von dem einen Isolator zum anderen. Bei dem Isolator mit geringerer Elektronenaffinität bleiben positive Ionen zurück.
Berührungselektrische Spannungsreihe (triboelectric series)
> Positiv (Geringe Elektronenaffinität)
- Leder oder sehr trockene Haut
- Glas
- Menschenhaare
- Wolle
- Fell
- Seide
- Papier
- Baumwolle
- Hartgummi
- Polyester
- PVC
> Negativ (hohe Elektronenaffinität
Reibt man ein Material mit einem in der Liste darunter liegenden Material, lädt sich das in der Liste weiter oben stehende Material positiv auf (gibt Elektronen ab), das weiter unten angeführte negativ auf (nimmt die Elektronen auf). Je weiter die Materialien voneinander entfernt sind, umso stärker ist die Aufladung.
Beispiel 1:
Wenn ein Hartgummistab mit Fell gerieben wird, lädt sich das Hartgummi negativ auf und das Fell wird positiv.
Beim Reiben werden also den Atomen eines Stoffes – hier dem Fell – viele Elektronen entzogen. Ihre Ansammlung heisst „negative Ladung". Sie befindet sich dann auf dem Hartgummistab. Im Fell herrscht jetzt Elektronenmangel. Die übriggebliebenen Protonen ohne Partner bewirken die „positive Ladung".
Beispiel 2:
Wenn ein Glasstab mit Seide gerieben wird, lädt sich das Glas positiv auf und die Sei-de entsprechend negativ. Einige Elektronen des Glases wurden durch das Reiben auf die Seide übertragen.
Dasselbe funktioniert auch wenn sich zwei unterschiedliche Materialien innig berühren und dann getrennt werden. Der Abstand der Materialien muss aber sehr klein werden (molekulare Grössen-ordnung, 10-10 m). Da die meisten Materialien nicht flach oder flexibel genug sind, um sich an einer möglichst grossen Grenzfläche berühren zu können, reicht es nicht, sie aneinander zu halten und dann wieder zu trennen. Ein inniger Kontakt entsteht beim Reiben gegeneinander. Die Reibung ist nicht die Ursache der elektrischen Spannung, sie dient nur dazu, einen möglichst grossen Teil der Oberfläche der Körper in enge Berührung zu bringen. Klebrige Substanzen, die rückstandsfrei wie-der abgezogen werden können, sind ebenfalls bestens geeignet.
Nun zum Teppich: Geht jemand mit Schuhen mit einer Hartgummisohle über einen Wollteppich, so lädt sich die Sohle negativ auf, der Wollteppich hat Elektronenmangel, ist also positiv geladen. Darum kann man sich manchmal elektrisieren, wenn man eine Türklinke angreift. Manche Teppiche werden durch Metallfasern antistatisch ausgerüstet.
Beim Reiben entstehen stets gleichgrosse, entgegengesetzte Ladungen. Elektrizität wird nicht er-zeugt, sondern nur getrennt und in ihrer Wirkung zum Vorschein gebracht.
Es können so Spannungsunterschiede von mehreren Tausend Volt entstehen, die Muskelreize oder die Zerstörung elektronischer Bauteile (ESD) zur Folge haben können.