Elektr energiyasi — asosan elektronlar oqimi bilan bog‘liq hodisadir. Kundalik hayotimizda elektrning turli turlariga oid misollar juda ko‘p. Masalan, taroqni sochga ishqalab, uni mayda qog‘oz bo‘laklariga yaqinlashtirsak, qog‘oz bo‘laklarining barchasi taroq tomonga tortiladi. Bunga sabab — taroqni yog‘li sochga ishqalash natijasida hosil bo‘ladigan statik zaryaddir.
Statik elektr
Statik elektr — jismdagi elektr zaryadlari o‘rtasidagi nomutanosiblik, xususan jismdagi manfiy va musbat zaryadlar orasidagi muvozanat buzilishidir. Zaryaddagi bu nomutanosiblik fizik usullar bilan yuzaga keltiriladi. Statik elektrning eng ko‘p uchraydigan sabablaridan biri — qattiq jismlarning o‘zaro tegishi (kontakt)dir. Avval aytilganidek, protonlarning harakatlanishi mumkin emas, statik elektrda kuzatiladigan elektr zaryad harakati esa faqat elektronlar bilan bog‘liq. Materiallardagi elektronlar juda bo‘sh ushlanadi, ya’ni ular ishqalash kabi oddiy kontakt orqali almashinishi mumkin. Bu zaryadlar jism sirtida, ular chiqib ketish (razryad) yo‘lini topmaguncha, to‘planib boradi. Ularni razryad qilishning bir yo‘li — elektr zanjiri (circuit) orqali chiqarishdir va chaqmoq urishi (lightning strike) aynan shunday jarayondir. Statik elektr — turg‘un (harakatsiz) zaryadlar tufayli hosil bo‘ladigan elektr maydondir. Material sirtida ayrim elektr zaryadlar bo‘ladi va ular o‘sha materialdagi statik elektrni shakllantiradi. Bu statik zaryadlar sirtga chiqishi ham mumkin, eng kuchli zaryadlangan jismlardan biri bilan kontakt orqali ham paydo bo‘lishi mumkin yoki havoda mavjud bo‘lgan qo‘shimcha ionlar (ions) orqali yuzaga kelishi ham ehtimol.
Bulutlarda statik zaryadning to‘planishi
Bug‘langan suv Yer yuzasidan ko‘tarilib, atmosferamizda juda baland qatlamlargacha chiqadi. Bu yerda Yer yuzasidan ko‘tarilayotgan iliq tomchilar atmosferaga yuqoriga qarab harakatlanadi, sovuq suv tomchilari esa osmondan pastga, yana Yerga qaytib tushadi va bizga yomg‘ir olib keladigan qalin yomg‘ir bulutlarini (rainclouds) hosil qiladi. Issiq havo va sovuq havoning bunday qarama-qarshi harakati atmosferaning yuqori qismida havoning aralashishi va ishqalanishi sabab elektronlarning almashinishiga olib keladi. Natijada yomg‘ir bulutlarining yuqori qismida ortiqcha musbat zaryad, bulutning pastki qismida esa shunga teng darajada kuchli manfiy zaryad paydo bo‘ladi. Xuddi shuningdek, osmondagi juda mayda suv tomchilari muzlab qolganda, zaryad nomutanosibligi yanada kuchayadi. Bu zaryadlar ham bulutdagi umumiy zaryad nomutanosibligiga hissa qo‘shadi.
Chaqmoq va chaqmoq urishi
Bulut ichida bu zaryad nomutanosibligi tobora ortib boradi. Odatda havo zaryadlarning undan oqib o‘tishiga yo‘l qo‘ymaydi, shu sabab nomutanosiblik yanada kuchayadi. Ma’lum bir nuqtadan so‘ng zaryad nomutanosibligi bulut “ko‘tara oladigan” darajadan oshib ketadi. Bu esa zaryad nomutanosibligini neytrallash kerakligini anglatadi. Bu jarayon havoda o‘tkazuvchanlik (conduction) kanali ochish orqali amalga oshiriladi, ya’ni zaryadlar oqib o‘tishi uchun yo‘l hosil qilinadi va nomutanosiblik shu yo‘l orqali bartaraf etiladi. Mana shu o‘tkazuvchanlik kanali chaqmoq (lightning) deb ataladi. Yerda yoki boshqa bulutda kontakt nuqtasi topilishi bilan milliardlab elektronlar shu tor chaqmoq yo‘li orqali oqib o‘tadi va elektr zaryadining bu ulkan oqimi chaqmoq yo‘lini qizdirib, keskin tarzda kengaytiradi. Havoning bunday keskin kengayishi biz momaqaldiroq (thunder) deb biladigan kuchli gumburlagan tovushni hosil qiladi.
Chaqmoqtutgich va boshqa himoya choralari
Chaqmoq urishiga moyil bo‘lgan baland binolar, fermadagi uylar (farmhouses) va boshqa inshootlar ko‘pincha chaqmoqtutgichlar (lightning rods) bilan jihozlanadi. Chaqmoqtutgich — asosan metalldan yasalgan, binoning tomiga o‘rnatilib, yerga ulangan sterjen (rod)dir. Chaqmoqtutgich binodan balandroq qilib chiqariladi, shunda zaryadlar avval rod bilan kontaktga kiradi. Ikkinchidan, u metall bo‘lgani uchun bulutdagi zaryadlarni binodan xavfsiz tarzda uzoqlashtirib, yerga o‘tkazib yuboradi.
Zaryad turlari
Zaryadning ikki turi bor:
- Musbat zaryad (Positive Charge) — elektronlarini yo‘qotgan (ajratib yuborgan) va musbat zaryadlangan bo‘lib qolgan jism.
- Manfiy zaryad (Negative Charge) — elektronlarni qo‘shib olgan va manfiy zaryadlangan bo‘lib qolgan jism.
Shu tarzda ajralib qolgan zaryadlar statik elektr deb ataladi.
Statik elektr generatori
Elektrostatik generator (electrostatic generator) yordamida statik elektr hosil qilish mumkin. U ishqalanishni elektr energiyasiga aylantirish orqali statik elektr ishlab chiqaradi.
Statik zaryad hosil qilishda qo‘llanadigan ikki usul mavjud:
- Tribolelektrik effekt (Triboelectric Effect): Agar ikki jism bir-biriga yaqinlashsa va ular orasida ishqalanish tufayli zaryad ko‘chishi sodir bo‘lsa, bu hodisa triboelelektrik effekt deb ataladi.
- Elektrostatik induksiya (Electrostatic Induction): Bu — yaqin atrofdagi zaryadlar yoki statik elektr maydon ta’siri sabab jism sirtidagi zaryadlarning qayta taqsimlanishi (redistributing) jarayonidir.
