Statički elektricitet
<s>Statički elektricitet je vrsta elektriciteta koji, za razliku od električne struje, miruje.</s><s>To je nagomilano naelektrisanje uzrokovano neravnotežom elektrona na površini materijala.</s><s>Ova neravnoteža proizvodi električno polje koje može biti mereno i uticati na druge predmete u okolini.</s>

<s>Statičko naelektrisanje se u većini slučajeva stvara dodirom i odvajanjem dva materijala.</s><s>Razlog nastanka nalazi se u nejednakoj razmeri, odnosno neravnoteži elektrona među materijalima koji se dodiruju.</s><s>Skoro svaki predmet može biti neka vrsta sakupljača statičkog elektriciteta.</s><s>U svakodnevnom životu to su najčešće sintetička odeća, tepisi, zavese, nameštaj obložen plastikom, kućni aparati i drugi električni uređaji.</s><s>Nekad je reč o struji koja ostaje zarobljena u nekom izolacionom telu, čak i kada se ukloni izvor napajanja.</s>

<s>Statički elektricitet se najčešće prazni sporo tokom vremena, ali se u nekim slučajevima prazni odjednom.</s><s>Na primer, dok hodamo, stopala se taru o tepih i telo sakuplja statički elektricitet.</s><s>Kad dodirnemo metalni predmet, npr. kvaku ili slavinu, statički elektricitet će se brzo isprazniti iz tela, pri čemu ćemo osetiti slab udar struje.</s><s>Munja je najpoznati oblika naglog pražnjenja statičkog elektriciteta u prirodi.</s>

<s>Pri svakodnevnom elektrostatičkom pražnjenju javljaju se vrlo visoki naponi, uz ekstremno slabe struje.</s><s>Češljajući kosu po veoma suvom vremenu, stvaramo nekoliko desetina hiljada volti statičkog elektriciteta, ali je jačina struje praktično zanemarljiva.</s><s>Slaba struja sprečava da nas statičko pražnjenje povredi, pa osećamo samo neprijatno peckanje.</s><s>Međutim, to može izazvati velika oštećenja elektronskih komponenti.</s>

<s>Statički elektricitet može biti opasan po ljude i električne uređaje.</s>

<s>Istorija</s>

<s>Još u antičko vreme zapažena je pojava da jantar, kada ga se trlja, dobija svojstvo privlačenja sitnih čestica.</s><s>Stari Egipćani su otkrili statički elektricitet kada su mačku trljali uglačanim ćilibarom.</s><s>Nakon trljanja, te materijale bi privlačila neka nevidljiva sila.</s><s>Slično tome, dva komadića mačjeg krzna koja bi protrljati o ćilibar, odbijala bi se. lako Egipćani nisu znali o kojoj se misterioznoj sili radi, bili su svesni da ona postoji.</s>

<s>Iako su električni fenomeni poznati od antike, nije bilo teoretskog razumevanja.</s><s>Godine 1600. engleski lekar Vilijam Gilbert, prema grčkom nazivu za jantar (grč. ἤλεϰτρον), nazvao je predmete sa takvim svojstvima električna tela (lat. corpora electrica).</s><s>I pored toga, bilo je veoma malo praktičnih primena elektriciteta.</s>

<s>U 18. veku, Bendžamin Frenklin i drugi naučnici njegovog doba su dobro razumevali statički elektricitet.</s><s>Jedan od mnogobrojnih Frenklinovih pronalazaka bio je motor koji je u potpunosti radio korišćenjem statičkog elektriciteta (elektrostatički motor).</s><s>Iako taj motor danas predstavlja tek nešto više od naučne zanimljivosti, on dokazuje daje statički elektricitet jedan oblik struje, baš kao i naizmenična i jednosmerna.</s>

<s>Tek u 19. veku inženjeri su počeli nalaziti primenu struje u industiriji i svakodnevnom životu.</s><s>Brza ekspanzija elektrotehnike u to vreme je transformisala je industriju i društvo.</s><s>Izuzetna svestranost električne energije značila je da se mogao stvoriti gotovo neograničeno veliki skup primena koje obuhvataju transport, grejanje, električno osvetljenje, komunikacije, i računanje.</s>

<s>Električna energija je u današnje vreme stup modernog industrijskog društva.</s>

<s>Objašnjenje</s>

<s>Elektricitet se s jednoga tela može prenositi na drugo.</s><s>Količina elektriciteta naziva se naelektrisanje ili električni naboj.</s>

<s>U atomu je pozitivno naelektrisanje atomskog jezgra jednako negativnomu naelektrisanju svih elektrona, odnosno broj protona jednak broju elektrona, pa se zato delovanja tih naelektrisanja prema spolja međusobno poništava ili neutrališe.</s><s>Tek kada se u nekom telu odvoji deo elektrona od atoma, dolaze do izražaja privlačne sile između pozitivnih i negativnih čestica.</s><s>Te sile nastoje da vrate elektrone na ona mesta u atomu na kojima su se pre nalazili.</s><s>Zbog delovanja tih sila dolazi do kretanja naelektrisanih čestica ili električne struje.</s><s>Odvajanje elektrona od pripadajućih atomskih jezgara čini osnov proizvodnje električne energije.</s><s>U galvanskim elementima i akumulatorima razdvajanje elektriciteta izvode hemijske sile.</s><s>Za dobijanje velike količine električne energije služe električni generatori.</s>

<s>Elektroni lako prolaze kroz dobre električne provodnike (npr metale), a teško kroz loše provodnike ili izolatore (npr vazduh, kaučuk, porculan).</s><s>Ako se provodnik stavi u blizinu naelektrisanog tela, to će telo, već prema vrsti svog naelektrisanja, elektrone provodnika ili privući ili odbiti od sebe.</s><s>Taj način razdvajanja elektriciteta u provodniku naziva se influencija.</s>

<s>Naelektrisanje je jedno od osnovnih svojstava elementarnih čestica.</s><s>Pojave vezane za naelektrisanje u mirovanju (statičko ili elektrostatičko naelektrisanje) opisuju se granom fizike koja se naziva elektrostatika.</s><s>Naelektrisanje u kretanju naziva se električnom strujom, a povezane pojave opisuje elektrodinamika.</s><s>Postojanje elektriciteta zapaža se posredstvom elektromagnetskog polja koje nastaje oko naelektrisanja.</s><s>Ako naelektrisanje miruje postoji samo električno polje, elektrostatičko polje.</s><s>Naelektrisanje u pokretu stvara i magnetsku komponentu elektromagnetskog polja.</s><s>Elektricitet je otkriven zapažanjem postojanja elektrostatičkog polja u blizini naelektriziranog štapića od jantara.</s>

<s>Način nastanka</s>

<s>Atom materijala bez statičkog naelektrisanja ima jednak broj pozitivnih i negativnih čestica (protona i elektrona).</s><s>Kada se dva materijala stave u položaj da se dodiruju, a onda odvoje, negativno naelektrisani elektroni prelaze sa površine jednog na površinu drugog materijala.</s><s>Koji materijal gubi elektrone a koji dobija zavisi od prirode materijala, i od toga koliko su elektroni čvrsto vezani.</s><s>Fizičari su sve materijale rangirali po redosledu u kojem gube ili dobijaju elektrone.</s><s>Materijal koji gubi elektrone postaje pozitivno a materijal koji prima elektrone negativno naelektrisan.</s><s>Tako stvoreno naelektrisanje na materijalu naziva se elektrostatičko naelektrisanje.</s>

<s>Statički elektricitet može nastati na jedan od sledeća četiri načina:</s>

<s>Ako se dve različita predmeta taru jedan od drugog a potom naglo razdvoje.</s><s>Ako se dve izolovane elektrode priključe na izvor jednosmernog napona i onda odvoje od izvora.</s><s>Električnom influencijom, koja nastaje ako se provodnik stavi u blizinu naelektrisanog tela.</s><s>Tada će telo, prema vrsti svog naelektrisanja, elektrone provodnika privući ili odbiti.</s><s>Kada se sa kondenzatora ili nekog drugog uređaja velikog električnog kapaciteta isključii naizmenični napon.</s>

<s>Munja je jedan od najpoznatijih oblika statičkog elektriciteta.</s><s>Ona nastaje kada oblaci postanu negativno naelektrisani, a kristali leda se u njima taru jedni o druge.</s><s>U međuvremenu se površina zemlje sve više pozitivno elektriše (jer elektroni u oblacima odbijaju elektrone u zemlji).</s><s>Kada oblaci postanu toliko jako naelektrisani da elektroni mogu preskočiti sa oblaka na zemlju, dolazi do nagloga električnoga pražnjenja atmosferskog naboja, povezanog s pojavom intenzivnoga bljeska i snažnoga zvučnog udara (grom).</s>

<s>Čovek i statički elektricitet</s>

<s>Kada su ljudi hodali bosi, i kad nisu postojali sintetički materijali, statički elektricitet se na prirodan način odvodio uzemljenjem.</s><s>Međutim danas, gotovo svaki predmet u čovekovom okruženju može biti skupljač statičkog ektriciteta.</s><s>Njegovo nakupljanje u ljudskom organizmu posebno je izraženo zimi zbog suvog vazduha i nošenja sintetičke zimske graderobe.</s><s>Veštački materijali kao što su poliester, akril, najlon, kao i provođenje punog radnog vremena uz računar, najčešći su izvor statičkog elektriciteta.</s>

<s>Štetne posledice</s>

<s>Danas se čovekov direktan kontakt sa zemljom i udeo prirodnih materijala u odeći, obući, nameštaju, sveo na minimum.</s><s>Sve to dovodi do povećanog stvaranja uslova za pojavu statičkog elektriciteta, koji može imati brojne negativne posledice na čovekovo zdravlje Ako se ova „struja“ duže zadrži zarobljena u telu ona može imati neke od ovih posledica:
 Ubrzan metabolizam kalcijuma – koji uzrokuje simptome umora
 Gubitak vitamina C – povećava nivo šećera u krvi
 Oštećenja osetljive kože – uzrokuju dermatitis
 Ometanje delovanja enzima za varenje – uzrokuje želudačno-crevne smetnje
 Privlačenje čestica prljavštine i bakterija – pogoršanje alergija, rizik od infekcija</s>

<s>Napon i struja su obično vrlo mali pa ne mogu da naškode ljudskom telu.</s><s>No, to ne važi za elektronska kola.</s><s>Statički elektricitet od samo nekoliko hiljada volti, što kod čoveka izaziva blago peckanje (jer je struja vrlo slaba), može da izazove velika oštećenja elektronskih komponenti.</s>

<s>Faktori rizika</s>

<s>Čovekovo telo je svakodnevno izloženo širokom raspon faktora koji mogu uticati na količinu elektrostatičkog naelektrisanja, koje može povećati napon u telu.</s><s>Neki od najčešćih glavnih faktora su:
 Materijal poda i njegov električni otpor i otpornost na zemlju
 Lična obuće, posebno materijali potplata cipele i njihov električni otpor
 Atmosferska vlažnost
 Način na koji osoba hoda, npr. habanjem i trenje cipela na podu
 Radnje četkanja nameštaj, sedenje i podizanje sa sedišta.</s>

<s>Opasnost od strujnog udara</s>

<s>Do elektrostatičkih naelektrisanja dolazi u svakodnevnom životu i radu zbog električne influencije, a još češće zbog trenja dve različite materije (npr pri pretakanju benzina, nafte ili tokom izlaska gasova pod pritiskom iz cevi).</s><s>Ako se naelektrisanje nagomila na nekoj relativno maloj površini može stvoriti vrlo visoke potencijale, koji mogu dostići vrednosti do 150.000 V.</s>

<s>Q = CU (As)</s>

<s>Elektrostatičko naelektrisanje, uprkos velikim potencijalnim razlikama prema zemlji, ne predstavlja direktnu opasnost za čoveka zbog svoje jako male energije, izuzev ako se radi o visokonaponskim kablovima, kondenzatorima i munji.</s><s>Izbijanje elektrostatičkog naelektrisanja preko tela čoveka može biti bolno, i izazvati nesvesne pokrete, ali ne i smrt, izuzev ako nije izazvano izbijanjem visokonaponskih kablova ili kondenzatorskih baterija.</s>

<s>Najveća opasnost od elektrostatičkih naelektrisanja nastaje kada ono izbijaja stvaranjem iskre u zapaljivoj ili eksplozivnoj atmosferi.</s><s>Statički elektricitet je posebno opasan u radu sa osetljivim elektronskim komponentama, proizvodnji oružja i drugim zapaljivim sredstvima, kada jedna električna varnica može dovesti do velike štete i gubitaka ljudskih života.</s>

<s>2 WI ≤ aWmin WI = 0,5CU</s>

<s>Ljudi doživljavaju statički elektricitet kao strujni udar kada dodirnu npr. metalni okvir ili drugu osobu, ako napon na njihovom telu prelazi oko 4 kV (4.000 V).</s>

<s>Mere zaštite</s>

<s>Opasna elektrostička naelektrisanja javljaju se najčešće u elektroprivredi, termoelektranama pri pretakanju goriva, pri strujanju gasova i prašine, ili na svakom mestu gde se izvode radovi na visokonaponskim kablovima i kondenzatorima.</s><s>Osim povreda ljudi, istraživanja su pokazala da neadekvatna zaštita na radu uzrokuje više od 70% oštećenja elektronskih komponenti.</s><s>Kako bi se ove negativne posledice izbegle, neophodna je upotreba adekvatne ESD zaštitne opreme – rukavica, odeće i obuće.</s>

<s>Osnovno pravilo zaštite od statičkog elektriciteta je stvaranje takvih uslova da struja naelektrisanja nikada nema mogučnosst da se stvori.</s><s>Drugim rečima, mora se stvoriti električno kolo koje može bezopasno prenositi bilo koje naelektrisanje.</s><s>Danas se preventivno sprovode različite mere zaštite na radu, pre svega primenom anti-statičkih proizvoda, da na različite načine (fizičkim a ponekad i hemijskim metodama) spreče stvaranje statičkog elektriciteta.</s>

<s>Tim merama se prvenstveno nastoji sprečavanje stvaranja elektrostatičkog naelektrisanja ili ako to nije moguće, tako nastalo naelektrisanje se odvodi u zemlju:
 uzemljenjem metalnih delova na kojima se skuplja naelektrisanje,
 međusobnim povezivanjem delova uređaja zbog izjednačenja potencijala, 
 održavanjem visoke vlage u vazduhu, 
 povećanjem provodljivosti električki neprovodnih predmeta i 
 jonizacijom vazduha.</s>

<s>Primena statičkog elektriciteta</s>

<s>Statički elektricitet može biti i koristan i mi ga koristimo na razne načine.</s>

<s>Fotoaparati</s>

<s>Kada snimite fotografiju sa fotoaparatom, na primer, morate sačekati nekoliko sekundi da se statički elektricitet nakupi u kondenzatoru (uređaj za skladištenje električne energije).</s><s>Kada se kondenzator u vašem fotoaparatu potpuno napuni, pali se svetlo, a kada pritisnete okidač, kondenzator se brzo puni kroz snažnu ksenonsku žarulju, stvarajući kratki bljesak svetla i često iznenađujuće glasni pucanj, poput mini munje.</s>

<s>Fotokopirni aparati i laserski štampači</s>

<s>Statički elektricitet je taj na kome se zasniva rad fotokopir aparata i laserskih štampača, koji ne bi mogli da rade bez ovog efekta, odnosno naelektrisanja tonera jakom svetlošću (kao vrsti struje) koja potom ostavlja svoj trag na suprotno naelektrisanom papiru.</s>

<s>Literatura 
 Gordon McComb i Earl Boysen, Elektronika za neupućene, Beograd, 2007.</s>

<s>Izvori</s>

<s>Vidi još 
 Elektricitet
 Atmosferski elektricitet
 Triboelektrični efekat
 Električna struja</s>

<s>Spoljašnje veze</s>

<s>The Physics Classroom  Physics Tutorial, Static Electricity, Basic Terminology and Concepts</s>

<s>Elektricitet
Medicina rada</s>

