ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСТВО
(от греч.
tribos - трение), явление возникновения электрич. зарядов при трении.
Наблюдается при взаимном трении двух диэлектриков, полупроводников или
металлов
различного
химич. 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 положит. 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 диэлектрич. проницаемостью е. Тела можно расположить в
трибоэлектрич. ряды, в к-рых 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 трибоэлектрич.
ряд, наблюдается убывание твёрдости [ряд Гезехуса: (+ ) алмаз
(тв. 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 положит. заряд приобретает вещество с большей е или
поверхностным натяжением.
Электризация трущихся тел тем больше,
чем больше их поверхность. Пыль, скользящая по поверхности тела, из к-рого
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, напр. 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
пли иного знака из диэлектрика на поверхность металла. При трении двух
диэлектриков Т. обусловлено диффузией электронов и ионов. Существ. 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 е будет переходить больше электронов. Причиной Т. может
служить также механическое удаление отдельных участков поверхности пьезо-электриков
(см. Пьезоэлектричество). Т. жидкостей связано с появлением двойных
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 электрич.
слоев на поверхности раздела жидкостей с разными е; жидкость с большей
е заряжается положительно, а с меньшей е - отрицательно (правило Коэна).
Разрушением двойных электрич. 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 электрич. зарядов в диэлектриках,
напр. в синтетич. ткани, в бумаге (в полиграфии) и др. Его устраняют
заземлением металлич. деталей, ионизацией воздуха, применением электрич.
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.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я