При достаточной влажности воздуха электростатические заряды быстро стекают, не накапливаются. Зимой же или в сухую погоду, когда относительная влажность воздуха небольшая, их накапливается гораздо больше.
Следует сказать, что чувствительность людей к действию статического электричества различна. Специалисты считают, что это связано с состоянием кожи. Чем суше кожа, тем больше зарядов в ней сохраняется. С возрастом кожа становится более сухой. Не случайно пожилые люди чаще жалуются на то, что в тот момент, когда они прикасаются, скажем, к металлическому предмету, возникает потрескивание, искры. Снизить наэлектризованность помещения в определенной степени помогают увлажнители воздуха. В комнате такими увлажнителями могут быть аквариум или обычная посуда с водой.
Статическое электричество может стать и помощником человека. Если корпус автомобиля зарядить, например, положительно, а частичкам краски придать отрицательный заряд, то они тонким и равномерным слоем покроют корпус автомобиля. Одноименно заряженные частицы краски будут отталкиваться друг от друга и притягиваться к корпусу автомобиля. Поэтому слой краски будет одинаковой толщины и расход краски будет меньше. Такой метод окраски металлических изделий широко применяется у нас в стране и за рубежом.
Статическое электричество используется также и в медицине, например при создании так называемых электроаэрозолей. Они представляют собой лекарственные вещества в виде очень маленьких заряженных капелек, которые не слипаются в крупные капли и при вдыхании глубоко проникают в легкие человека, вплоть до мелких легочных ячеек – альвеол.
Влияние статического электричества на организм человека и животных еще до конца не изучено. Но уже известно, что электрические разряды, возникающие вследствие электризации одежды, для большинства людей безвредны, а в некоторых случаях, например при заболеваниях суставов, даже полезны.
И еще один пример из живой природы. Когда комар садится нам на руку, он начинает энергично тереть лапками крылышки и брюшко. Для чего? Оказывается, при энергичном трении хитинового покрова образуется статическое электричество между кожей руки и насекомым. Благодаря этому происходит слабый разряд, возникает искра. Разряд и помогает комару пробить твердую кожу хоботком! Как вы думаете, кому на пользу эта электризация – комару или человеку?..
А еще с помощью статического электричества производят очень хорошие ворсистые ткани наподобие бархата. Для этого материал покрывают клеем и подвергают действию электрического заряда. Ворсинки притягиваются к ткани и приклеиваются к ней. Причем удлиненные ворсинки будут располагаться перпендикулярно поверхности ткани.
Познакомиться с явлениями электростатики несложно и дома, особенно в сухую погоду. Если вы снимаете свитер, стаскиваете с постели одеяло или идете по ковру, вы превращаетесь в слабое подобие «Зевса-громовержца», который вызывает молнии. Возникают мельчайшие искорки, слышно потрескивание.
Вот несколько упражнений для наблюдения электростатического эффекта:
1. Отрежем от листа бумаги полоску шириной в 1 см. Положив полоску на тетрадь, проведем по ней несколько раз пластмассовой ручкой с легким нажимом. Затем возьмем в одну руку полоску, а во вторую ручку и начнем их сближать. Бумажная полоска выгнется в сторону ручки – между этими телами возникнет сила электрического притяжения.
2. Положим две бумажные полоски рядом на тетрадь, проведем по ним ручкой несколько раз с легким нажимом. Возьмем полоски в руки и начнем их сближать. Опыт показывает, что при сближении полоски выгибаются в противоположные стороны, обнаруживая присутствие сил отталкивания.
3. Надуем воздушный шарик. Затем потрем шарик шерстью или мехом или, лучше, о свои волосы, и увидим, что шарик начнет прилипать к телу, о которое мы его потерли, и ко всему прочему, даже к стене.
4. Возьмем два воздушных шарика и подвесим их с помощью нитей к одной и той же точке – гвоздю на потолке. Если каждый из них натереть шерстью или своими волосами, то можно увидеть, что шарики отклонились в разные стороны друг от друга.
5. Возьмем кусочек рыхлой гигроскопической ваты. Хорошо наэлектризуем пластмассовую расческу о чистые волосы и опустим на нее кусочек ваты – он притягивается.
Дома можно провести еще много других наблюдений и опытов по электростатике.
Первая лампочка
Задайте своим знакомым простой вопрос: кто изобрел электрическую лампочку? Ответы мы можем получить самые разнообразные. Кто-то назовет американца Эдисона, кто-то – россиянина Александра Лодыгина, а кому-то придет на ум имя другого русского изобретателя – Павла Яблочкова.
Так кто же будет прав?
История лампочки представляет собой целую цепь открытий, сделанных разными людьми в разное время. И Эдисон, и Лодыгин, и Яблочков – все они внесли свой вклад в ее открытие. К тому же следует упомянуть и выдающегося русского физика Василия Петрова, который еще в 1802 г. наблюдал явление электрической дуги – яркого разряда, возникающего между сведенными на определенное расстояние угольными стержнями-электродами. Следовало бы вспомнить и имена В. Чиколева и А. Шпаковского, также внесших свой вклад в это выдающееся изобретение.
Однако поговорим подробнее о Павле Николаевиче Яблочкове (1847–1894), ведь именно с ним связана одна из самых интересных и поучительных «изобретательских» историй….
…Было это в Париже. Официант подошел к столику в маленьком кафе, взял нехитрый заказ и исчез на кухне. Посетитель, ожидая заказанное блюдо, рассеянно достал из кармана блокнот, положил его на стол, взялся за карандаш. Одна из страниц была испещрена палочками, которые попарно соединялись тонкими дугами; чертежами каких-то механизмов с маленькими, как у часов, шестернями.
Посетитель кафе склонился над записями, забыв, где он, и глубоко задумался.
Павел Николаевич Яблочков
Происходило это в 1876 г., когда Павлу Яблочкову едва минуло двадцать девять лет. Позади осталось обучение в Петербургском военном училище, где он увлекся физикой, и особенно – мало еще изученной ее областью – электричеством. Он успел уже послужить в должности начальника телеграфа на только что построенной Московско-Курской железной дороге. Но это занятие отнимало много времени, поэтому Яблочков его оставил, чтобы посвятить себя тому, что считал главным в жизни, – разработке надежной конструкции электрической дуговой лампы для освещения.
В 1873 г. П. Яблочков познакомился с еще одним энтузиастом электрического освещения – В. Чиколевим, для которого он сделал один экземпляр регулятора электрической дуги.
В 1874 г. он открыл в Москве мастерскую физических приборов. Но надежды на то, что на них будет большой спрос, не оправдались, и Яблочков решает отправиться в Америку.
Позже судьба привела его в Париж. Здесь изобретатель пытался реализовать некоторые из своих приборов. Он разыскал всемирно известную мастерскую точных часов и приборов под руководством Луи Франсуа Бреге, и Бреге предложил Яблочкову работу в мастерской (сейчас мы эту «мастерскую» назвали бы научно-производственной фирмой), чтобы он продолжил свои поиски устройства для освещения. И вот уже на протяжении нескольких месяцев Яблочков пытается найти решение, как следует расположить угольные электроды в лампе.
Опыты В. Петрова показывали: электрическая дуга, дающая яркий свет, возникает лишь тогда, когда концы горизонтально расположенных угольных электродов находятся друг от друга на четко определенном расстоянии. Если оно уменьшается или увеличивается, разряд исчезает. Между тем во время разряда угольные электроды выгорают, и расстояние между ними возрастает. Чтобы примененять их в электрической дуговой лампе, следовало придумать специальный механизм-регулятор, который бы постоянно, с определенной скоростью подвигал выгорающие стержни навстречу друг другу. Тогда дуга не погаснет.