חשמל סטטי

חשמל סטטי הוא תופעה פיזיקלית שבה נוצרים על פני חומר כלשהו יונים שליליים או חיוביים כתוצאה ממגע עם חומר אחר. במילים אחרות נוצרים עליו עודף או חוסר של אלקטרונים. כאשר החומר הטעון עם מטען אלקטרו סטטי נמצא בקרבת חומר נייטרלי או חומר עם מטען הפוך, נוצר ביניהם הפרש מתח שמתפרק בצורת ניצוץ חשמלי.

שערות הילדה נטענו במטען חיובי עקב חיכוך עם המגלשה, והן דוחות זו את ומזדקרות. השערות נמשכות גם למטען שלילי שעל המגלשה.

פתיתי פוליסטירן מוקצף, המשמשים לאריזה, נצמדים לפרוות חתול עקב חשמל סטטי

הסבר פיזיקלי

לחומרים שונים יש דרגה שונה של משיכה לאלקטרונים (האפקט הטריבואלקטרי). לדוגמה, שיער אדם תורם אלקטרונים בקלות, ולעומתו גומי וחומרים פלסטיים הם לוקחי אלקטרונים. כאשר משפשפים בלון על השיער אלקטרונים עוברים מהשיער לבלון, כך נוצר על השערות מטען חיובי שגורם להן להימשך לעצמים עם מטען שלילי (וגם להידחות זו מזו) ולעמוד על קצותיהן.

בדרך כלל עצמים העשויים מחומר מבודד כגון צמר, גומי, פלסטיק או ספוג, הגורם למעבר אלקטרונים מפני השטח של עצם אחד לשני וגורם לעצם אחד להיות טעון בעודף מטען שלילי ולעצם השני להיות בעל עודף במטען חיובי. בניגוד לדעה עממית רווחת, אין צורך בחיכוך לצורך מעבר המטענים אלא די במגע. חיכוך אפקטיבי יותר משום שבמהלך תנועת חיכוך נוצר מגע וניתוק בין שני הגופים המתחככים מספר רב של פעמים.

בתנאי מזג אוויר יבש, המוליכות של האוויר קטנה וכך כמות רבה יותר של מטענים עלולה להצטבר. התופעה מוכרת בחיי היום יום בעיקר לאחר נסיעה במכונית בחורף, כאשר נגיעה בדלת המכונית לאחר נסיעה גורמת לפריקת המטען בצורת ניצוץ. הגורם ליצירת החשמל הסטטי הוא מעבר מטענים כתוצאה מהחיכוך בין מושב המכונית לבין הנוסע. חוסר האיזון במטענים בגוף הנוסע גורם להתפרקות בצורת ניצוץ ברגע שנוגעים במוליך מתכתי כדוגמת דלת המכונית.

ניצוצות חשמליים כתוצאה מהתפרקות מטען סטטי גורמים לרוב לאי נוחות בלבד, אבל במקרים מסוימים עלולים לגרום לנזק ממשי. לדוגמה, התקנים אלקטרוניים כגון שבבים עלולים להינזק כתוצאה מהתפרקות של חשמל סטטי דרכם, ולכן רצוי לגעת בחפץ מוארק על מנת לפרוק את המטען הסטטי בגוף, לפני שנוגעים ברכיבים אלקטרוניים או במעגלים מודפסים. סכנה אחרת היא יצירת דליקות בתחנות דלק. סכנות רבות אלה בחיי היום יום אילצו אנשים למצוא דרך כדי שהמטען הזה יתפרק ללא פגיעה בסביבה. למשל במכלית דלק ניצוץ של חשמל סטטי יכול להיות מאוד קטלני ולכן מובנית על המכלית שרשרת הארקה, אשר בעזרתה החשמל הסטטי נפרק ללא פגיעה במכלית.

התפרקות מטען סטטי בקנה מידה גדול יותר היא הגורם לברק.

ראו גם

• מחולל ואן-דה-גראף
• האפקט הטריבואלקטרי

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא חשמל סטטי בוויקישיתוף

• צמ"ד אונליין (מכון ויצמן) – שאל את המומחה: איך נוצר חשמל סטטי והאם ניתן לאגור אותו?