Triboelektrisite

Pèl polystyrène kole sou fouri yon chat akòz elektrisite estatik.

Triboelektrisite (ki soti nan grèk tribein ki vle di "fwote" ak ēlektron ki vle di "amb", rasin mo elektrisite) se fenomèn elektwostatik ki te kreye pa kontak de materyèl x diferan nati. Li rive lè yon pati nan elektwon yo soti nan sifas kontak youn nan de materyèl yo transfere nan lòt la epi transfè sa a rete pandan separasyon. Efè triboelektrik la ka ogmante lè w ajoute enèji mekanik lè w fwote materyèl yo youn kont lòt (friksyon).

Li pi souvan rele "elektrisite estatik" epi li ka fasil repwodui lakay ou lè w fwote yon règ plastik ak yon twal. Lè sa a, nou pwoche bò kote règ la ak pwòp cheve nou oswa ti moso papye, ki kole sou li.

Prensip

Transfè chaj

Kantite chaj elektrik transfere depann de:

• nati de materyèl yo (ki tou defini siy relatif yo);
• nan sifas kontak la.

Pou premye paramèt sa yo, nou defini "seri triboelektrik", sa vle di lis materyèl òdone: pozisyon relatif la defini siy chaj yo, epi "distans" nan lis la bay yon lide sou enpòtans echanj la.

Pou dezyèm paramèt la, si omwen youn nan de materyèl yo se yon izolan, yo ka itilize plizyè fwa:

• swa nan fwote de materyèl yo youn kont lòt;
• oswa pa "recirculation" youn nan sifas yo (wotasyon disk, senti ).

Konsekans ak konsekans transfè chaj

De ka posib:

Si de materyèl yo se kondiktè ak elektrik konekte: Lè sa a, chaj yo ka rantre ak netralize youn ak lòt. Si omwen youn nan materyèl yo izolasyon, Lè sa a, chaj yo gouvène pa lwa yo nan elektrisite estatik.

Si de materyèl yo kondiktif, men izole: nou jwenn ka anvan an, eksepte ke pa gen anyen plis atann de yon friksyon nan "reutilize nan sifas", chaj yo "ansyen" yo te netralize pandan fè nan "nouvèl". Kantite total chaj yo se poutèt sa pi ba anpil.

Ka kote izolan la se lè

Nan ka kote izolasyon an se lè (ki se, finalman, ka ki pi 'klasik'), vòltaj rive nan depann de paramèt sa yo:

• rezistivite a paske an reyalite pa gen okenn izolasyon pafè epi li toujou posib pou rive nan yon vòltaj U tankou pousantaj kreyasyon chaj pou chak inite tan (nan lòt mo, aktyèl la) egal ak rapò a { {mvar|U}}/R, kote R se rezistans elektrik (an ohm) objè chaje a konpare ak yon referans potansyèl. Rezistivite a depann, pami lòt bagay, sou tanperati a (yon flanm dife se kondiktif) ak depo posib nan plis sibstans ki sou kondiktif, sou sifas la oswa penetrasyon nan epesè a (egz. : polisyon);
• objè ki chaje a konpòte li tankou yon kondansate e li gen yon kapasite. Plis li pi wo, se pi gwo kantite chaj ki ka akimile la. Lè sa a, vòltaj la evolye dapre fòmil $U=Q/C$, kote Q se chaj la (an koulon), C la. kapasite (an farads) ak U vòltaj la (an volts);
• fòm jewometrik objè a, an akò ak lwa elektrisite estatik. Plasman liy jaden depann de reyon koub jeyometrik lokal la. Lè sa a, jaden an maksimòm nan vwazinaj yon pwent, sa a se efè kwen. Si li ase pou ionize lè a, li ka lakòz, nan absans yon chemen egzeyat nan yon ti distans, yon dechaj pa Efè Corona (oswa Corona), sinon yon etensèl;
• triboelectricity: li travay nan tou de direksyon. Jaden an, menm si li pa ase pou lakòz ionizasyon, pral ase pou mete pousyè ak molekil polè (oswa polarizable pa yon jaden) an mouvman, kreye yon "van elektrik". Pousyè ak molekil sa yo, an kontak ak materyèl chaje a, pral resevwa kèk nan chaj sa yo epi voye yo byen lwen (menm si chaj yo pa, okòmansman, ki te pwodwi pa tribo-elektrisite; sa a se prensip la opere nan ionizer).

Sò chaj ki estoke

Tou depan de Modèl:Ki ak evolisyon yo sou tan, li kapab:

• rete entak, defye syèk ak milenè, sèten konfigirasyon ki konstitye electrets, patikilyèman lè chaj la se "enkysted" nan epesè materyèl la;
• dwe gaye, nan kèk jou oswa kèk milisgond: sa a se objektif sèten ekipman endistriyèl ("braslè kondiktif", etaj disipatif ak mèb, humidifierss, ionizers{ {etc. .}});
• dwe gaye toudenkou, nan kèk nanosegond, sou kontak ak yon kondiktè fèmen kous la (avèk oswa san yon etensèl): sa a se ektwostatik egzeyat la (alias DES, oswa ESD nan lang angle)

Dissipation toudenkou sa a ka rive, pa egzanp, lè w retire rad ki chaje (lenn mouton oswa materyèl 100% sentetik); pa caresses yon chat, ki gen friksyon fouri patikilyèman optimize nan yon pwen de vi tribo-elektrik; oswa soti nan machin nan yon jou sèk frèt. An reyalite, kawotchou izolasyon sèk la akimile ekta sifas kontak sou yon wout izolasyon sèk, pandan y ap atmosfè sèk la mal gaye chay yo akimile nan karosri a. Sepandan, konsekans yo ka pi grav, pa egzanp malfonksyon oswa pann aparèy elektwonik. Nan kèk ka, egzeyat elektwostatik ka menm touye.

Lòd grandè

50 V	:	Gen kèk elektwonik konpozan ultra-sansib lè kontak ak yon moun chaje anba vòltaj sa a, oswa menm mwens.
1 kV	:	Menm moun nan, chaje anba tansyon sa a, pral (pwobableman) santi egzeyat la; egzeyat ki pral detwi pi fò konpozan elektwonik san pwoteksyon (pa eleman pwoteksyon entegre oswa ekstèn).
15 kV	:	Tansyon maksimòm moun ka rive jwenn "estandaize" pou "Marke CE"; li se tou Limit iminite garanti pou sèten konpozan ak pwoteksyon entegre.
50 kV	:	Tansyon an maksimòm ke yon chat patikilyèman pwal sou tout kò ka rive; se vre ke kapasite chaje a pi ba.
300 kV	:	Lòd nan grandè vòltaj maksimòm yon elikoptè ka rive nan parapò ak tè a lè li brase lè a izolasyon ak yon rotor ki fèt ak materyèl izolasyon konpoze.
1 MV	:	Lòd grandè tansyon yo obsève sou sit endistriyèl yo (senti izolasyon sou pouli izolasyon, materyèl poud k ap koule nan tiyo oswa hoppers ki fèt ak materyèl izolasyon{{etc.} }).
10 MV ak plis ankò	:	Vòltaj ou ka jwenn atravè yon dèlko Van de Graaff, tankou yo itilize pou pouvwa Aceleratè lineyè (LINAC).

Risk endistriyèl

Egzanp sa yo kèk gen entansyon pou yon ti tan prezante risk endistriyèl ke estatik chaje pa efè a tribo-elektrik ka konstitye, kite sou kote lòt pwosesis chaje.

• Otomobil:
  • sou yon nouvo modèl machin, gazolin (izolasyon) sikile nan kawoutchou a (tiyo plastik, izolasyon) pou pouvwa motè a, te pran avantaj sou li pou kreye chaj pa triboelectricity. Chaj sa yo te jere yo pase nan tiyo a, sèlman yo te toudenkou egzeyate nan yon ABS fil detèktè. Òdinatè ABS la, kòm yon "prensip prekosyon", imedyatman te deklare tèt li kase. Pann fo sa a toujou mennen nan modifikasyon plizyè santèn mil machin,
  • Lè w ajoute gaz nan yon estasyon gaz, akimilasyon chaj pa friksyon rad sou chèz yon machin ka lakòz gaz ki nan zam la pran dife ak dechaj elektrik.
• Lwil oliv: nan gwo tank depo gaz yo nan 'operatè ponp en an gwo', livrezon yo diferan (inite mezi a se tren, oswa menm "petrol tank la" ”) melanje trè ti kras ak konstitye yon sòt de "ti wonn". Ti boul ki deplase, ki chaje ak egzeyat, pafwa toudenkou, an kontak ak yon miray oswa yon lòt "ti wonn". Nan prensip, pa gen okenn konsekans, menm lè etensèl yo pran plas sou sifas la, paske nou fè efò elimine oksijèn nan tank sa yo. Men, si, pa aksidan, neglijans oswa sabotaj, inerting tank la pa te fèt efektivman, yon eksplozyon ka lakòz.
• Elektrisite: yon manifakti kab, nan lòd pou li yo 25 kV sèk-izole câbles segondè-vòltaj yo dwe serye, te oblije siyifikativman oversize epesè nan izolasyon an. Yon analiz te demontre ke, lè izolasyon an te extrudée sou kondiktè a, efè tribo-elektrik la te kreye "pòch" chaj nan epesè izolasyon an, prestressing li isit la ak la, ak Se poutèt sa sa ki lakòz anpil pwen fèb (risk pann) . Avèk yon faz netralizasyon chaj adisyonèl, dyamèt kab la ta ka redwi, ki ede piti piti elimine pilon ak liy anlè soti nan jaden flè.
• Endistri: nan yon faktori fabrike yon pwodwi poud, estasyon final la te fèt nan yon gwo Hopper plastik, nan ki pwodwi a yo dwe pake tonbe, yon pil sak, ak yon nonm ki responsab pou ranpli yo anba Hopper la. Pafwa poud lan koule mal, li rete "kole" nan Hopper a (gen kèk moun ki te panse sa a te koze pa imidite). Yon jou patikilyèman sèk, koule a sispann: plizyè tòn pwodwi poud sispann ant syèl la ak latè. Vle fè byen, operatè a te vle "pèse bòl la nan poud mouye" ak yon ba fè. Egzeyat elektwostatik ki te swiv la te touye l 'kareman. Pandan ankèt la, lè sa as ke koule a te nòmal, nou mezire yon diferans potansyèl ant stock la poud ak tè a pi gran pase yon megavolt.
• Ayewonotik: nan tan ewoyik, kèk nan premye ekzèsis sovtaj lanmè elikoptè te fini trè mal pou volontè ki t' ap jwe naufrage. Vrèman move. Se depi lè sa a, anvan li mete l "nan atenn moun ki fè nofraj la", pilòt elikoptè a tranpe kab li nan dlo a. Sa a se tou poukisa divès "depoze" pa elikoptè toujou sote nan kab la "anvan" rive nan dlo a. Tou de avyon ak elikoptè tou gen kèk sòt de pwen (nan ekstansyon an nan leve oswa kontwòl sifas yo), nan pi byen gaye chay yo akimile pandan vòl.
• Astwonotik: nan ane 1960 yo, Ozetazini, pandan asanble (nan sal pwòp) twazyèm etap yon [[Delta (fize)|Delta] ], operatè yo mete yon kouvèti nilon pwoteksyon pousyè tè. Pandan glisman an, yon chaj enpòtan akimile sou prela a. Egzeyat la te fèt nan pèk sèn nan, ki te lakòz plis pase dis lanmò.
• Banks : sou yon pwototip nan yon distribitè nòt labank otomatik, nòt yo, chaje, pafwa soti nan yon pousantaj de "de pou pri a nan yon sèl".

Gade tou

Lyen deyò

• “Triboelectricity”, sou larousse.fr