Statik Elektrik Nedir ve Nasıl Oluşur?
Yüksek hızlara ulaşabilen uçakların kanatlarının neden sivri olduğunu veya tankerlerin neden topraklama zinciri taşıdığını merak ettiniz mi? Peki bazı durumlarda temas ettiğiniz yüzeylerden neden elektrik çarptığını? Öyleyse statik elektriği gelin daha yakından inceleyelim.
Statik Elektrik Nedir?
Yüklerin birbirleriyle etkileşimi sonucunda ortaya çıkan kuvvete elektrostatik kuvvet veya statik elektrik denmektedir.
Statik Elektrik Nasıl Oluşur?
Statik Elektrik, tabiatta birbirinden farklı veya aynı, iletken veya yalıtkan iki maddenin temas etmesi ve sonra ayrılması veya sürtünme işlemi sonucunda, bu iki cisim arasında pozitif ve negatif elektronların serbest bırakılması ve işaretlerinin değişmesi ile kendiliğinden oluşur. Statik yükün voltajı çok fazla olmasına karşın, akımı çok zayıftır.
Elektrik Nasıl Oluşur?
Statik Elektrik Sonucu Ark Oluşumu
Maddeler birbirleriyle temas halinde olduğu sürece aralarında temas yüzeyi boyunca elektron transferi olur. İki maddenin temasının kesilmesi durumunda aralarındaki sınır tabakası ortadan kalkar ve maddelerden birinde negatif yük fazlalığı (negatif yüklenme) diğerinde ise elektron azlığı (pozitif yüklenme) meydana gelir. Oluşan bu iki ayrı yük birbirlerini çeker ve arada bulunan hava gibi yalıtkan olan bir ortam boyunca ark (kıvılcım) yaparak boşalır ve yük farklarını dengelerler.
Meydana gelen bu kıvılcımın şiddeti iki yüzey arasındaki potansiyel fark ve geçiş ortamının direnciyle doğru orantılıdır. Bu sebeple iki yüzey arasındaki temas sürtünme yoluyla olursa deşarj arkı daha fazla olacaktır.
Videoda Statik Elektriklenmenin Benzin Popmasından Çıkardığı Yangını ve Aracın Son Halini Görebilirsiniz
Statik Elektrik Sonucu Meydana Gelebilecek Bazı Olaylar
Parlayıcı Sıvılar İçin Büyük Risk: Statik Elektrik
Parlayıcı sıvı taşıyan tankerlerde hava ile sürtünmenin yanı sıra hareketten dolayı tankın içerisindeki sıvının çalkalanması sebebiyle de statik elektrik yükü birikir. Oluşan bu statik elektrik yükün tehlikeli seviyeye erişmesine engel olmak amacıyla topraklama zinciri kullanılması mecburidir. Bu zincir sayesinde oluşan statik elektrik toprağa iletilir.
Benzin İstasyonunda Statik Elektriklenmeden Dolayı Çıkan Yangın
Doğadaki Statik Elektrik: Yıldırım
Bulutlar içerisinde hidrometorlar olarak adlandırılan parçacıklar çarpışma ve sürtünme sonucunda yüklenir. Bu parçacıklar, bulutun yukarı bölümünün tamamen pozitif yük kazanmasına ve bulutun aşağı kesimlerinin negatif olarak yüklenmesine sebebiyet verir. Etkiyle elektriklenme sonucunda bulutların altında kalan toprakta zıt yükle, yani pozitif olarak yüklenir. Belirli bir süre bulutlardaki negatif ve yerdeki pozitif yük ayrışması devam eder. bulutla yer arasında bulunan yalıtkan hava iletken hale geçmeye başlar ve bulutla yer arasındaki potansiyel fark arttıkça havayı delmesi kolaylaşır. Havanın delinmesiyle buluttaki yüksek voltaj toprağa deşarj olur. Bu deşarjlarda 2.000 ile 200.000 amper arası akım akmaktadır.
Uçaklar Üzerindeki Statik Elektrik
Uçak üzerinde elektrik 3 farklı şekilde oluşmaktadır. Uçuş esnasında yıldırım düşmesi sonucu oluşan elektrik, uçak kar, buz, dolu veya toz bulutu içinden geçerken sürtünme etkisiyle oluşan statik elektrik, elektronik cihazların oluşturduğu statik elektrik. İşte uçak üzerinde oluşan bu statik elektrik uçakların kanat uçlarında bulunan sivri metal çıkıntılar sayesinde dağıtılır. Uçağın gövdesinde gezinen bu statik elektrik anlık olarak havaya bırakılmasıydı, uçaklar yere inerken meydana gelebilecek şiddetli deşarjlar sebebiyle infilak olabilirdi.
Bir Helikopterin İniş Anında Statik Elektriklenmeye Kapılma Anı
İnsan Vücudunda Statik Elektrik
Bu konuda akla ilk gelen kuru ve yalıtkan özellikte olan saçlar ile plastik tarak arasında statik elektrik yüklerinin boşalarak dengelenmesi neticesinde ortaya çıkan çıtırtılardır. Yada yünlü kıyafetlerimizi giyip çıkartırken sürtünmeden oluşan elektriklenmedir. Bütün bunların yanı sıra biriyle tokalaştığımızda veya bir yüzeye dokunduğumuzda çarpılmamızda sıkça yaşanılan durumlar arasındadır. İşte bütün bunların sebebi statik elektriktir. İnsan vücudunda var olan elektrik özellikle ellerde yüzde başta yoğunlaşmış halde bulunur. Temas veya sürtünme yoluyla bir cisme dokunduğumuzda vücudumuz ile cisim arasında bir yük geçişi olur. Negatif olarak yüklenen vücudumuz ile başka bir cisme temas ettiğimizde ani bir şekilde yük boşalması yaşanır. Öyle ki üzerimizde binlerce volt statik yük mevcut iken, 350 Volt ile bozulabilecek bir CMOS yapılı elektronik malzemeye dokunulduğunda cihaz zarar görebilir. Bunun sebebi ise statik yükün aniden boşalmasıdır.
Bunları Biliyor muydunuz?
- Yolcu kabinlerine konulan ek teçhizatlar ile birlikte diğer malzemelerin uçaktaki statik elektrik yükünü 25.000 Volt'a kadar çıkardığını,
- %10 ile %20 arasında bir nem oranına sahip ortamda plastik klasör taşırken 7.000 Volt’luk bir statik elektrikle yüklendiğinizi,
- %10 ile %20 arasında bir nem oranına sahip ortamda halı üzerinde yürürken 35.000 Volt’luk bir statik elektrik oluştuğunu,
- Stresli durumlarda üzerinizdeki statik elektriğin daha da fazla olduğunu,
- İnsan vücudunda elektrik üreten ve nöron olarak adlandırılan hücrelerin varlığını,
- Zaman zaman yıldırımların uzunluklarının 9 km’yi bulduğunu ve etrafındaki 15 km’lik alanda etkili olduklarını,
- Dünyada yıldırım çarpması yüzünden, kayda geçmiş en son uçak kazasının 1967’de ABD’de olduğunu,
