Elektrostatische Generatoren
Ein elektrostatischer Generator ist ein elektrischer Generator, der statische Elektrizität erzeugt, also Elektrizität mit hoher Spannung und niedrigem Dauerstrom. Der elektrische Potenzialunterschied (d.h. die Spannung) kann entweder durch elektrostatische Induktion oder den triboelektrischen Effekt erzeugt werden. Solche Generatoren erzeugten sehr hohe Spannungen und niedrigen Strom. Aufgrund ihrer Ineffizienz und der Schwierigkeit, Maschinen zu isolieren, die sehr hohe Spannungen produzierten, hatten elektrostatische Generatoren eine niedrige Leistungsbewertung und wurden nie zur Erzeugung kommerziell bedeutender Mengen elektrischer Energie verwendet. Ihre einzigen praktischen Anwendungen waren die Stromversorgung früher Röntgenröhren und später in einigen Teilchenbeschleunigern.
Statische Elektrizität
Statische Elektrizität ist ein informeller Begriff für Phänomene, die durch die Ansammlung elektrischer Ladungen auf der Oberfläche verschiedener Körper und Objekte und deren Austausch bei Kontakt miteinander verursacht werden. Der Großteil der statischen Elektrizität, die wir täglich begegnen, wird durch den triboelektrischen Effekt verursacht. Dieser Effekt ist eine Art Kontakt-Elektrifizierung, bei der bestimmte Materialien elektrisch geladen werden, nachdem sie miteinander in Kontakt gekommen und dann getrennt wurden. Die Reibung der beiden Materialien verstärkt den Effekt aufgrund des häufigen Kontakts und der Trennung dieser Materialien. An trockenen Tagen ist statische Elektrizität viel deutlicher spürbar, da die Luft weniger Wassermoleküle enthält, die ein Auslaufen ermöglichen würden. Es wird eine sehr hohe Spannung benötigt, um jeden 1 mm eines elektrischen Lichtbogens zu erzeugen. Luft ist ein sehr schlechter Stromleiter und hat eine hohe dielektrische Festigkeit. Die dielektrische Festigkeit von Luft beträgt fast 3000V/mm. Unter extremen Bedingungen wurden bis zu 15.000 Volt registriert. Es ist durchaus üblich, 5.000V zu erleben. Tatsächlich spüren viele Menschen keinen Schock von einer Entladung statischer Elektrizität unter etwa 2.000-4.000V. Der Hauptgrund, warum ein Schock durch statische Elektrizität niemanden verletzt, ist seine sehr niedrige Amperage.
Arten von elektrostatischen Generatoren
Es gibt verschiedene Arten von elektrostatischen Generatoren (ESG); sie können Reibungs- oder Induktionsgeneratoren sein. Ein ESG erzeugt hohe Spannungen, hat aber einen sehr geringen Strom. Die Spannungen können leicht bis zu hunderttausend Volt erreichen, aber der Strom beträgt nur einige hundert Mikroampere. Dielektrische Materialien können die Durchbruchspannung erhöhen und mehr elektrische Energie erzeugen. Beispiele für elektrostatische Generatoren sind die Wimshurst-Maschine, der Van-de-Graaff-Generator und der rotierende Scheiben-Hochspannungsgenerator.
Häufig gestellte Fragen
Was verursacht statische Elektrizität?
Die meisten statischen Elektrizitäten, denen wir täglich begegnen, werden durch den triboelektrischen Effekt verursacht. Dies kann leicht durch das Reiben zweier unähnlicher Materialien erzeugt werden, wie z.B. Bernstein mit Fell oder Glas mit Seide.
Welche Spannung erreicht die statische Elektrizität?
Es ist ziemlich üblich, 5.000V zu erleben. Tatsächlich spüren viele Menschen keinen Schock von einer Entladung statischer Elektrizität unter etwa 2.000-4.000V.
Was sind die Hauptarten von elektrostatischen Generatoren?
Es gibt verschiedene Arten von elektrostatischen Generatoren (ESG); sie können Reibungs- oder Induktionsgeneratoren sein. Beispiele sind die Wimshurst-Maschine, der Van-de-Graaff-Generator und der rotierende Scheiben-Hochspannungsgenerator.
