Electrificación de contacto
La electrificación por contacto es una frase que describe un fenómeno por el cual las superficies se cargan eléctricamente, a través de varios mecanismos posibles, cuando dos o más objetos se acercan entre sí. Cuando dos objetos se "tocan" juntos, a veces los objetos se cargan espontáneamente. Un objeto puede desarrollar una carga neta negativa, mientras que el otro desarrolla una carga positiva igual y opuesta. Este efecto puede ser causado por varios procesos físicos: triboelectricidad , efecto Volta, diferentes funciones de trabajo de los metales y otros que se denominan colectivamente electrificación por contacto.
El fenómeno de electrificación por contacto permitió la construcción de los llamados generadores electrostáticos 'friccionales' como las máquinas de Ramsden o Winter, pero también condujo directamente [ cita requerida ] al desarrollo de dispositivos útiles como baterías , pilas de combustible , galvanoplastia , termopares . El contacto entre materiales es responsable de una tecnología eléctrica tan moderna como los dispositivos de unión de semiconductores, incluidos los diodos detectores de radio , las fotocélulas , los LED y las celdas termoeléctricas . [ cita requerida ]
La teoría sostenía que la electricidad estática se generaba por medio del contacto entre materiales diferentes y estaba en estrecha concordancia con los principios de la electricidad estática tal como se entendía entonces. Finalmente fue reemplazada por la teoría actual de la electroquímica , a saber, que la electricidad se genera por la acción de la química y el intercambio de electrones entre los átomos que componen la batería. Un hecho importante que llevó al rechazo de la teoría de la tensión de contacto fue la observación de que la corrosión , es decir, la degradación química de la batería, parecía inevitable con su uso, y que cuanta más electricidad se extraía de la batería, más rápida era la corrosión. procedió.
El efecto Volta (descrito a continuación) corresponde a una diferencia de potencial eléctrico débil desarrollada por el contacto de diferentes metales. Hoy en día, esto a menudo se conoce como diferencia de potencial de contacto . Este efecto fue descubierto por primera vez por Alessandro Volta y se puede medir utilizando un electroscopio de capacitancia que comprende diferentes metales. Sin embargo, este efecto no explica por sí mismo la acción de las baterías eléctricas.
Se inventaron varias pilas secas de alto voltaje entre principios del siglo XIX y la década de 1830 en un intento de determinar la respuesta a esta pregunta, y específicamente para respaldar la hipótesis de Volta sobre la tensión de contacto. La campana eléctrica de Oxford es un ejemplo. Francis Ronalds en 1814 fue uno de los primeros en darse cuenta de que las pilas secas también funcionaban a través de una reacción química en lugar del contacto de metal con metal, a pesar de que la corrosión no era visible debido a las corrientes muy pequeñas generadas. [1] [2]
Si se tocan dos aisladores diferentes , como cuando se toca un trozo de caucho contra un trozo de vidrio, la superficie del caucho adquirirá una carga negativa excesiva y el vidrio adquirirá una carga positiva igual. Si luego se separan las superficies, se produce un voltaje muy alto . Este llamado efecto "tribo" o "frotamiento" no se comprende bien. Puede ser causado por el robo de electrones a través de un túnel cuántico o por la transferencia de iones de superficie. No se requiere fricción, aunque en muchas situaciones aumenta enormemente el fenómeno. Ciertos fenómenos relacionados con cargas electrostáticas generadas por fricción se conocen desde la antigüedad, aunque, por supuesto, la teoría moderna de la electricidad se desarrolló después de laRevolución científica .
