ثماني طرق لتوليد الكهرباء الساكنة
تتميز الكهرباء الساكنة بالجهد العالي والتيار المنخفض والمدة القصيرة. يعد تلف المكونات الناجم عن التفريغ الكهروستاتيكي أكثر المخاطر الكهروستاتيكية شيوعًا وخطورة في صناعة الإلكترونيات، وينقسم إلى انهيار قوي وانهيار ناعم. يؤدي الانهيار الشديد إلى انهيار العزل الكهربائي أو الاحتراق أو الفشل الدائم للمكونات في حدث واحد. يؤدي العطل البسيط إلى تدهور الأداء أو انخفاض المعلمات في المكونات، وهو أمر يصعب اكتشافه قبل مغادرة المنتج للمصنع، مما يخلق مخاطر محتملة. يتم توليد الكهرباء الساكنة بالطرق التالية، والتي سيتم تقديمها أدناه لتجنب المواقف التي تكون فيها الكهرباء الساكنة هي السبب.
1. شحن فصل احتكاك التلامس-عندما يتلامس جسمان مختلفان ويحتكان ببعضهما البعض، فإنهما يولدان كميات متساوية من الشحنات المتضادة. يحدث هذا النوع من الشحن على نطاق واسع في مختلف الصناعات والحياة اليومية.
2. الشحن بالحث الكهروستاتيكي-عندما يقترب جسم محايد من جسم مشحون، أو يتحرك جسم مشحون بالقرب من جسم محايد، بسبب المجال الكهربائي للجسم المشحون، يطور الجسم المحايد شحنة ذات قطبية معاكسة في النهاية الأقرب إلى الجسم المشحون، وشحنة بنفس القطبية في النهاية الأبعد. هذا النوع من الشحن شائع جدًا.
3. الشحن بالحث الكهرومغناطيسي-تستخدم الطاقة الصناعية واليومية الحديثة وكهرباء الإضاءة جميعها مبدأ توليد الطاقة بالحث الكهرومغناطيسي. تستخدم تطبيقات التكنولوجيا الكهروستاتيكية أيضًا مبدأ توليد الطاقة بالحث الكهرومغناطيسي لتحويل الكهرباء ذات الجهد المنخفض-إلى كهرباء ذات الجهد العالي-.
4. شحن الهواء عن طريق التأين الإشعاعي-سوف يتسبب الهواء والعوازل، عند تشعيعها بالنظائر المشعة و و والأشعة، في تأين الجزيئات المحايدة وشحنها.
5. الشحن عن طريق التغيرات في حالات المادة الثلاث-يعتبر الماء موصلًا جيدًا. تحت 4 درجات يتغير الماء من السائل إلى الصلب. عندما يتجمد، يتم شحن الجليد. يتغير الماء السائل إلى بخار الماء، وهو مشحون أيضًا. بخار الماء، عندما يرتفع ويتكثف في قطرات الماء أو الثلج أو البَرَد، يكون أيضًا مشحونًا كهربائيًا.
6. كهربة الانقسام الجزيئي-يؤدي تشوه الجسم وكسره وكسره إلى انقسام الجزيئات المحايدة وتصبح مشحونة. في بعض الأحيان، قد تظهر الشرر في لحظة الكسر المفاجئ.
7. كهربة الاستقطاب-في المجال الكهربائي، ستتحرك الشحنات الموجبة والسالبة لبعض العوازل غير المشحونة قليلاً في اتجاهين متعاكسين تحت تأثير قوة المجال الكهربائي. بالنسبة لمعظم الجزيئات القابلة للاستقطاب، يجب أن تصطف ثنائيات أقطابها في اتجاه محدد، مما يؤدي إلى أن يكون أحد الطرفين مشحونًا بشحنة سالبة والآخر مشحونًا بشحنة موجبة. يُعرف هذا عادةً باسم الاستقطاب العازل. تصبح بعض العوازل الكهربائية مستقطبة عند تطبيق ضغط معين، ويميل عزم ثنائي القطب عند تطبيق مجال كهربائي. الأول هو التأثير الكهرضغطي، والأخير هو تأثير التسخين الكهرضغطي، والمعروف باسم الاستقطاب الكهرضغطي. تحتفظ بعض العوازل الكهربائية باستقطابها بشكل دائم حتى في حالة عدم وجود مجال كهربائي خارجي، مما يخلق مجالًا كهربائيًا حولها؛ وتسمى هذه الأجسام إلكتريت. يمكن تصنيف الإلكتريات، اعتمادًا على طرق تصنيعها، إلى إلكتريات حرارية، وإلكتريات كهربائية، وإلكتريات ضوئية، وإليكتريات مشعة، وإلكتريات كهرومغناطيسية.
8. انبعاث المجال: في أي مجال كهربائي، يصبح الجسيم ثنائي القطب الكهربائي. إذا كانت شدة المجال الكهربائي عالية جدًا، فقد يتم سحب الإلكترونات الموجودة في الجسيم من الطرف السالب بواسطة المجال الكهربائي العالي، وهي ظاهرة تسمى انبعاث المجال الإلكتروني. وبدلاً من ذلك، يمكن سحب الأيونات الموجبة في الجسيم من الطرف الموجب، وهي ظاهرة تسمى انبعاث المجال الطرفي الموجب. ويمكن استخدام هذه الطريقة للحصول على عدد كبير من الإلكترونات في وقت قصير. يمكن استخدام أنظمة نبضات انبعاث المجال الإلكتروني للنبضات القصيرة من الأشعة السينية -والتعرض لها في التصوير الفوتوغرافي عالي السرعة-.