1。原子構造と電子:
- すべての原子は、負に帯電した電子に囲まれた正に帯電した核で構成されています。
- 原子の最も外側のシェル内の一部の電子はゆるく結合されており、簡単に伝達できます。
2。接触と摩擦:
- 2つの異なる材料が接触すると、それらの原子が相互作用します。
- 摩擦は、表面間の相対運動に反対する力であり、接触面積と相互作用の時間を増加させます。
3。電子伝達:
- 原子構造の違いにより、1つの材料は他の材料よりも電子の魅力が強い場合があります。
- 材料が互いに擦ると、より弱い魅力を持つ材料からの一部の電子は、より強い引力を持つ材料に伝達されます。
4。充電分離:
- この電子の伝達は、電荷の不均衡をもたらします。
- 電子を獲得する材料は負に帯電しますが、電子を失う材料は正に帯電します。
例:
- 髪にバルーンをこすると、摩擦により電子が髪から風船に移動します。
- バルーンは否定的に充電され、髪の毛が積極的に充電されます。
- この充電の不均衡は、静電魅力のために髪にくっついていることにつながります。
トリボ電気効果に影響する要因:
- 材料: 関与する材料の種類は、充電転送を決定する上で重要な役割を果たします。
- 圧力: より高い圧力により、接触面積と摩擦が増加し、電荷分離が増加します。
- 速度: 摩擦速度の増加により、材料間の相互作用が向上し、電荷移動が増加します。
- 湿度: 高湿度は、電荷散逸の経路を提供することにより、電荷分離を減らすことができます。
実際のアプリケーション:
- 静的電気: トライボエレクトリック効果は、静的ショックや髪の毛が端に立っているなど、日常生活における静的な電気の原因です。
- Xerography: コピー機は、トリビエレクトリック効果を利用して、トナー粒子を紙に転送します。
- van de Graaffジェネレーター: これらのデバイスは、回転ベルトに電荷を蓄積することにより、摩擦を使用して高電圧を生成します。
要約すると、2つの異なる材料間の摩擦により、電子が1つの材料から他の材料に伝達され、電荷の不均衡が生じ、静的な電気が生じる可能性があります。この現象は、トライボエレクトリック効果として知られており、さまざまな技術に重要な用途があります。