Statiese Elektrisiteit — Graad 8 Natuurwetenskappe

Wat is statiese elektrisiteit?

Statiese elektrisiteit is 'n opbou van elektriese lading op die oppervlak van 'n materiaal. Anders as stroomelektrisiteit (wat vloei), bly statiese ladings op een plek — vandaar "staties" (stilstaande).

Alles is gemaak van atome, wat protone (+) en elektrone (−) bevat. Normaalweg is hierdie ladings gebalanseer en is 'n voorwerp neutraal. Statiese elektrisiteit ontstaan wanneer elektrone van een materiaal na 'n ander oorgedra word.

Lading deur wrywing

Wanneer twee sekere materiale teen mekaar gevryf word, word elektrone (nie protone of neutrone nie — hierdie beweeg nie) van een materiaal na die ander oorgedra:

Die materiaal wat elektrone kry, word negatief gelaai (−)
Die materiaal wat elektrone verloor, word positief gelaai (+)

Sleutelreël: Net elektrone word tydens vryf oorgedra. Protone en neutrone is in die kern vasgevang en kan nie tussen materiale beweeg nie.

Voorbeelde: 'n Plastiek-/perspekslinjaal met wol of sy vryf; 'n ballon teen jou hare vryf; oor 'n mat in sokkies skuifel.

Aantrekking en afstoting

⊕ ⊖

Teenoorgestelde ladings TREK AAN

'n Positiewe voorwerp en 'n negatiewe voorwerp trek na mekaar toe.

⊕ ⊕

Soortgelyke ladings STOOT AF

Twee positiewe of twee negatiewe voorwerpe stoot van mekaar af.

'n Gelaaide liniaal wat naby klein stukkies snesiepapier geplaas word, sal hulle aantrek — die gelaaide liniaal induseer 'n teenoorgestelde lading op die oppervlak van die papier naaste aan dit.

Ontlading en vonke

Wanneer die opbou van lading groot genoeg word, spring elektrone oor 'n lugspasie — dit is 'n ontlading. Jy sien dit as 'n vonk en voel dit as 'n skok. Statiese ontlading kom meer algemeen voor wanneer die lug droog is (klam lug laat ladings makliker wegvloei).

Weerlig is 'n massiewe statiese ontlading. Bewegende lug- en waterdeeltjies in 'n stormwolk vryf teen mekaar, wat elektrone oordra. Die wolk raak gelaai, en wanneer die lading groot genoeg is, ontlaai 'n reusagtige vonk (weerligstraal) tussen die wolk en die grond.

Veiligheid tydens weerligstorms

Bly binnenshuis of in 'n motor (die metaalbak gelei lading veilig om jou)
Vermy hoë bome, oop velde, heuweltoppe en water
Moenie metaalvoorwerpe buite vashou nie
Weerligafleiers op geboue bied 'n veilige pad vir lading om die grond te bereik

Vorentoe skakel: Statiese elektrisiteit hou verband met die elektriese krag (elektrostatiese krag) wat in Graad 9 Kragte gedek word. Die ladings wat hier geskep word, is dieselfde verskynsel.

Skryf jou antwoorde in die spasies hieronder. Gebruik volsinne.

1. Verduidelik wat met elektrone gebeur wanneer 'n plastiekliniaal met 'n stuk wol gevryf word. Watter materiaal word positief gelaai en watter word negatief gelaai?

2. Stel die reël vir aantrekking en afstoting tussen gelaaide voorwerpe. Gee een werklike-lewe-voorbeeld van elk.

3. Waarom word protone NIE tydens wrywing oorgedra nie, maar elektrone wel?

4. Verduidelik, in terme van elektronoordrag, hoe 'n donderwolk tydens 'n donderstorm gelaai raak.

5. Waarom veroorsaak statiese elektrisiteit meer skokke op droë dae as op klam dae?

6. Lys drie veiligheidsvoorsorgmaatreëls wat jy tydens 'n weerligstorm moet tref. Verduidelik die wetenskap agter EEN daarvan.

7. 'n Leerder vryf verskillende pare materiale teen mekaar en gebruik 'n elektroskoop om die lading te meet wat elke materiaal uiteindelik het. Haar resultate word hieronder getoon.

Proef	Materiaal A	Materiaal B	Lading op A	Lading op B
1	Glasstaaf	Sydoek	Positief (+)	Negatief (−)
2	Rubberballon	Woltrui	Negatief (−)	Positief (+)
3	Akrielliniaal	Woldoek	Negatief (−)	Positief (+)
4	Glasstaaf	Woltrui	Positief (+)	Negatief (−)

(a) In Proewe 2 en 3 word wol positief gelaai. In Proef 4 word wol negatief gelaai. Is dit 'n teenstrydigheid? Verduidelik wat dit jou vertel oor of 'n materiaal se lading net van die materiaal self afhang, of ook van wat dit teen gevryf word. (2)
(b) Gee in elke proef aan watter materiaal elektrone VERLOOR het en watter materiaal elektrone GEKRY het. (1)
(c) Voorspel, op grond van die patroon in die tabel, watter lading glas sou kry as dit direk teen 'n akrielliniaal gevryf word. Gebruik die resultate van Proewe 3 en 4 om jou voorspelling te regverdig. (2)