La electricidad estática es un desequilibrio de las cargas eléctricas en un material.
Los materiales están compuestos por átomos con cargas positivas y negativas. Los átomos están formados por neutrones y protones en el núcleo y electrones a su alrededor. Los protones tienen carga positiva y los neutrones negativa. Un átomo tiene el mismo número de protones con carga positiva que de electrones con carga negativa.
Si partimos de dos objetos conductores: A y B. El material A y el material B están muy cercanos los electrones pueden saltar de un material a otro. Por ejemplo de A a B. El material A pierde electrones y B los gana.
El resultado de esta transferencia de electrones es que el material A tendrá más protones que electrones. Es decir, tendrá una carga positiva. El material B, con más electrones, tendrá un exceso de carga negativa.
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Los materiales que tenga una carga distinta (positivo, negativo) se atraen. Los que tienen la misma carga se repelen.
La carga permanece hasta que pueda alejarse por medio de una corriente eléctrica o descarga eléctrica.
¿Qué diferencia hay entre la electricidad corriente y la electricidad estática?
Según la definición de energía estática, el flujo de electrones no es constante. En la electricidad corriente los electrones fluyen de forma constante a través de cables y materiales conductores.
En la separación posterior de estos cuerpos, cada uno de ellos retiene su carga eléctrica. Con el aumento de la distancia entre ellos a causa del trabajo en curso a la separación de cargas, la diferencia de potencial aumenta y puede llegar a decenas y cientos de kilovoltios.
Ejemplos de electricidad estática
La electricidad estática está muy extendida en la vida cotidiana.
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Rozamiento con una alfombra de lana; si una alfombra de lana está extendida en el piso, entonces al frotar, el cuerpo humano puede recibir una carga eléctrica negativa.
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Electrificación de un peine de plástico; con el rozamiento del peine con el cabello hay una transferencia de electrones. La diferente carga entre uno y otro hace que el peine atraiga las moléculas del pelo.
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Rozamiento de un globo con un jersey de lana. Si frotamos un globo inflado sobre un jersey de lana queda cargado estáticamente que si lo acercamos al techo, se queda pegado debido a que si atraen por la diferencia de cargas.
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Si rozamos un globo con el pelo parecerá que el pelo cobra vida propia de una forma parecida a lo que pasaba con el peine.
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Las nubes de tormenta son portadoras de electricidad estática. Las descargas eléctricas se forman entre nubes con carga opuesta o con el suelo. Cuando la acumulación de cargas es insostenible se produce un rayo.
La descarga electrostática pasa a muy alto voltaje e intensidades de corrientes extremadamente bajas.
¿De qué depende que se genere electricidad estática?
La diferencia de potencial resultante de las superficies de contacto depende de una serie de factores: Las propiedades dieléctricas de los materiales, los valores de su presión mutua en el contacto, la humedad relativa y la temperatura de las superficies de estos cuerpos y las condiciones climáticas.
Con una humedad del aire de más del 85%, prácticamente no se produce electricidad estática.
¿Qué produce electricidad estática?
Las cargas eléctricas pueden pasar de un cuerpo a otro por los siguientes motivos:
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Por contacto (efecto triboeléctrico). Los electrones se pueden saltar entre materiales en contacto. Los materiales con electrones débilmente unidos tienden a perderlos.
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Por presión (efecto piezoeléctrico). La tensión mecánica aplicada genera una separación de carga en ciertos tipos de cristales y moléculas de cerámica.
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Por calor (efecto piroeléctrico). El calentamiento genera una separación de carga en los átomos o moléculas de ciertos materiales. La respuesta de calor y presión están termodinámicamente relacionadas.
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Por carga (inducción electrostática). Un objeto con cargas electrostáticas que se acerca a un objeto neutro provoca que los electrones pasen del objeto cargado al neutro.