Российские универсальные энциклопедии
на главную страницу

   
источник статьи:
Большая Советская
Энциклопедия


Российские универсальные энциклопедии
Брокгауз-Ефрон и Большая Советская Энциклопедия
объединенный словник





Трибоэлектричество (от греч. tríbos — трение), явление возникновения электрических зарядов при трении. Наблюдается при взаимном трении двух диэлектриков, полупроводников или металлов различного химического состава или одинакового состава, но разной плотности, при трении металлов о диэлектрики, при трении двух одинаковых диэлектриков, при трении жидких диэлектриков друг о друга или о поверхность твёрдых тел и др. При этом электризуются оба тела; их заряды одинаковы по величине и противоположны по знаку.

  Т. характеризуется рядом закономерностей. При трении двух химически одинаковых тел положительные заряды получает более плотное из них. Металлы при трении о диэлектрик электризуются как положительно, так и отрицательно. При трении 2 диэлектриков положительно заряжается диэлектрик с большей диэлектрической проницаемостью e. Тела можно расположить в трибоэлектрические ряды, в которых предыдущее тело электризуется положительно, а последующее — отрицательно [ряд Фарадея: (+) мех, фланель, слоновая кость, перья, горный хрусталь, флинтглас, бумажная ткань, шёлк, дерево, металлы, сера (—)]. Для диэлектриков, расположенных в трибоэлектрический ряд, наблюдается убывание твёрдости [ряд Гезехуса: (+) алмаз (твёрдость 10), топаз (8), горный хрусталь (7), гладкое стекло (5), слюда (3), кальцит (3), сера (2), воск (1) (—)]. Для металлов характерно возрастание твёрдости. У жидких диэлектриков положительный заряд приобретает вещество с большей e или поверхностным натяжением.

  Электризация трущихся тел тем больше, чем больше их п оверхность. Пыль, скользящая по поверхности тела, из которого она образовалась (мрамор, стекло, снежная пыль), электризуется отрицательно. При просеивании порошков через сито они заряжаются. Так, порошки из серы и сурика, просеянные отдельно, заряжаются отрицательно, вместе — зарядами различного знака (сера — отрицательно, сурик — положительно) за счёт трения между частицами. При разбрызгивании жидкостей, например при ударе о твёрдую или жидкую поверхность, наблюдается электризация как жидкости, так и окружающего газа, причём знаки зарядов зависят от рода газа. Электризация наблюдается также при прохождении газов через жидкости. Т. осложняется наличием плёнок влаги на поверхности и загрязнением поверхности.

  Т. у твёрдых тел объясняется переходом носителей тока при трении от одного тела к другому. В случае двух металлов, двух полупроводников или металла и полупроводника Т. обусловлен переходом электронов от вещества с меньшей работой выхода к веществу с большей (см. Контактная разность потенциалов). При контакте металла с диэлектриком Т. возникает за счёт перехода электронов из металла в диэлектрик и перехода ионов того или иного знака из диэлектрика на поверхность металла. При трении двух диэлектриков Т. обусловлено диффузией электронов и ионов. Существенную роль может играть также разное нагревание тел при трении, что вызывает переход носителей тока с локальных неоднородностей более нагретой поверхности («истинное» Т.). При трении двух диэлектриков, отличающихся только плотностью, из более плотного вещества будет диффундировать больше электронов и оно зарядится положительно; при контакте двух разных диэлектриков из вещества с большей e будет переходить больше электронов. Причиной Т. может служить также механическое удаление отдельных участков поверхности пьезоэлектриков (см. Пьезоэлектричество). Т. жидкостей связано с появлением двой ных электрических слоев на поверхностях раздела двух жидких сред или на границах жидкость — твёрдое тело. При трении жидкостей о металлы в процессах течения или разбрызгивания при ударе Т. возникает за счёт электролитического разделения зарядов на границе металл — жидкость (см. Электролиз). Электризация при трении двух жидких диэлектриков — следствие существования двойных электрических слоев на поверхности раздела жидкостей с разными e; жидкость с большей e заряжается положительно, а с меньшей e — отрицательно (правило Коэна). Разрушением двойных электрических слоев на границе жидкость — газ объясняется Т. при разбрызгивании жидкостей вследствие удара о поверхность твёрдого диэлектрика или о поверхность жидкости (электризация в водопадах). Т. приводит к нежелательному накоплению электрических зарядов в диэлектриках, например в си нтетической ткани, в бумаге (в полиграфии) и др. Его устраняют заземлением металлических деталей, ионизацией воздуха, применением электрических разрядников, увеличением проводимости диэлектриков.

 

  Лит.: Хвольсон О. Д., Курс физики, 5 изд., т. 4, Берлин, 1923; Лёб Л., Статическая электризация, пер. с англ., М.—Л., 1963.

  А. Н. Губкин.








ЭнциклопедиЯ

© gatchina3000.ru, 2001-2012
при использовании материалов сайта, гиперссылка обязательна