Dažreiz cilvēks pieskaras kādam priekšmetam – piemēram, durvju rokturim – un jūt, ka viņu “nošokē” elektriskās strāvas trieciens. Turklāt šķiet, ka lādiņš nāk no viņa paša. Zinātnieki izskaidro, kāpēc cilvēki elektrizējas un vai tas ir bīstami.
Statiskā elektrība, kas elektrizēšanās brīžos “trāpa” cilvēkā, ir zibens. Tas pats, kas notiek pērkona negaisa laikā, tikai miniatūrā, tas ir, ar mazāku jaudu un spriegumu. Ja kāds ir “ļoti uzlādēts”, tad tumsā šādos brīžos var pamanīt pat dzirksteles.
Kāpēc tas notiek? Tas ir saistīts ar triboelektrisko efektu. Vienkārši sakot, kad daži materiāli berzējas viens pret otru, var uzkrāties pretēji liekie lādiņi.
Zinātnieks Tals no Milētas dzīvoja Senajā Grieķijā. Berzējot dzintara kociņus ar vilnu, viņš pamanīja, ka tie sāk pievilināt mazas lapiņas un matiņus. Tieši tad tika ierosināta koncepcija par elektronu kā elektrības nesēju. Uz to arī balstās triboelektriskais efekts. Izrādās, ka, saskaroties, viens materiāls beržas pret otru, un starp tiem notiek elektriskā lādiņa pārdale, tiek pārnesta enerģija.
Dažreiz lādiņš uzkrājas tādā daudzumā, ka var “caurdurt” gaisu – un parādās dzirkstele.
Šajā gadījumā elektriskā lauka stiprums pārsniedz tā saukto gaisa pārrāvuma stiprumu (apmēram 30 000 volti/cm). Tā molekulas kļūst jonizētas un veido vadošu kanālu. Caur to izlec dzirkstele, caur kuru izlādējas uzkrātais lādiņš. Tāds pats princips tiek izmantots īpaši svarīgu objektu aizsardzībai no zibens spērieniem. Tikai vadošs kanāls gaisā tiek veidots, izmantojot jaudīgu un īpaši ātru (femtosekundes) lāzeru. Rezultātā zibens steidzas cauri plazmas tunelim, kas “caurdurts debesīs”, kur vien cilvēkam vajag.
Elektrifikācijas procesā ir iesaistīts viss – cilvēks pats, lietas uz viņa, apavi, vide (tas pats gaiss), pat telpa, kurā viņš atrodas.
“Mēs visi sastāvam no atomiem, un tie sastāv no kodola un elektronu apvalka. Berzes laikā tie var pārnest elektronus, un rezultātā rodas tāds pats triboelektriskais efekts. Gaisam šajā procesā ir liela nozīme. Tas pārvietojas ap objektiem, un tāpēc pastāvīgi uzkrājas lādiņi. Šis efekts ir neliela ilustrācija tam, kā mūsdienu cilvēks, neskatoties uz visu savu progresu, joprojām ir ļoti cieši saistīts ar dabu – negaisa mākoņiem, vulkānu izvirdumiem vai putekļu vētrām. Ietekme ir tāda pati.
Kāpēc daži cilvēki kļūst elektrizētāki nekā citi?
Pieņemsim, ka istabā sēž divi cilvēki. Kad viņi nolemj doties prom, viens no viņiem pieskaras durvju rokturim un tiek “šokēts” ar elektrošoku. Tad otrs dara to pašu, un nekas nenotiek. Kāpēc?
Fakts ir tāds, ka vienam ir pietiekami daudz uzkrāta lādiņa, lai “izlauztos cauri” gaisa spraugai, bet otram nav. Uzkrāšanās ir atkarīga no dažādiem iemesliem. Pirmkārt, no iekštelpu gaisa mitruma. Otrkārt, tas ir atkarīgs no tā, vai cilvēks ir iezemēts, tas ir, vai viņam ir apavi ar nevadošām (dielektriskām) zolēm vai, piemēram, viņš ir basām kājām. Treškārt, tas ir atkarīgs no tā, no kāda auduma ir izgatavotas viņa drēbes.
Turklāt, dažādi cilvēki paši uzkrāj dažādu lādiņu daudzumu. Tas ir atkarīgs no matu apjoma un to daudzuma, no fizioloģiskajām īpašībām – kādam ir sausāka āda, citam mazāk.
“Bet galvenais, kas ietekmē, ir audums, no kura tiek izgatavotas mūsu drēbes,” saka zinātnieks.
Kuri audumi mūs elektrizē visvairāk?
Poliesters ir absolūts līderis, īpaši sausās telpās. Starp citu, dažkārt, lai kādā telpā savestu kārtībā sienas, izmanto ģipškartona plāksni – ļoti higroskopisku materiālu (kurā uzkrājas ūdens). Šādas telpas visbiežāk rada sausu mikroklimatu. Un sausā gaisa un polimēru kombinācija, kas ir pakļauta elektrifikācijai (piemēram, tie, no kuriem tiek ražots poliesters), dos 100% elektrostatisko efektu.
Otrajā vietā ir neilons, trešajā – akrils.
Vai tas ir bīstami, ja cilvēks ir elektrizēts?
Nē, tas nav kaitīgi. Spriegumi, protams, rodas ievērojami, bet strāvas stiprums ir absolūti niecīgs. Vienīgais, ka tas rada lokālu psiholoģisku diskomfortu un nervozitāti. Nu, arī tad, kad garie mati ir ļoti elektrizēti, tie lūzīs spēcīgāk. Tajā pašā laikā, ja mēs runājam par tiem, kas dzīvo ar elektrokardiostimulatoriem un līdzīgiem elektroniskiem implantiem, viss nav tik vienkārši. Statika var traucēt ierīču veiktspēju vai pat tās pilnībā atspējot.
Ir vēl viena nizanse. Ja cilvēks strādā ar viegli uzliesmojošiem šķidrumiem vai, piemēram, kosmētiku uz spirta bāzes, tad pēkšņa dzirkstele var pat aizdedzināt matus.
Lai gan dažkārt cilvēku spēja elektrizēties var glābt viņu dzīvības. 2023. gadā Kumtagas tuksnesī ieradās ķīniešu tūristu grupa. Pēkšņi viņiem mati sacēlās stāvus.
Tur bija cilvēki, kas to saprata. Viņi teica, ka nekavējoties jāslēpjas patversmē. Parasti šis efekts rodas, kad debesīs veidojas zibens. Lādiņi sakrājās – un notiek gaisa “sabrukums”. Tas ir tas pats triboelektriskais efekts, tikai tuksneša mērogā.
Vai gadalaiks ietekmē to, cik mēs esam elektrizēti?
Nē. Tas ir atkarīgs no temperatūras un mitruma. Ja vide ir mitra, lādiņš uzreiz “izplūst”, tā teikt, ir iezemēts.
Kā samazināt statiskās elektrības uzkrāšanos?
Pirmkārt, iegādājieties higroskopiskas lietas, kas izgatavotas no dabīgiem audumiem. Kokvilnas, vilnas, kaņepju šķiedras audumi. Tā kā tie absorbē mitrumu, lādiņš “izplūst”. Otrkārt, izmantojiet antistatiskus līdzekļus. Vienkāršākie no tiem ir kondicionieris matiem, gultas veļai un apģērbam.
Varat arī izvēlēties pareizos apavus. Elektriķi parasti valkā zābakus ar biezām dielektriskām zolēm. Ja šāds speciālists saņem elektriskās strāvas triecienu, apavi neļaus tam iekļūt zemē un izraisīt aritmiju vai sirdsdarbības apstāšanos. Bet, lai aizsargātu pret elektrostatisko šoku, gluži pretēji, mums ir jāpārliecinās, ka tas neuzkrājas uz kāda. Lai to izdarītu, cilvēkam jābūt pēc iespējas iezemētākam. Kā? Jums ir jāvalkā kaut kas ar kaut minimālu zoles biezumu.
