¿Qué causa una chispa electrostática?

La fricción no es la respuesta correcta, no del todo.

Lo que sucede es que cuando tienes dos objetos que consisten en átomos diferentes o similares y los acercas mucho entre sí, su función de onda de electrones se superpone (puedes pensarlo clásicamente como si los electrones fueran atraídos por moléculas o átomos), esto se llama adhesión (si son diferentes) o cohesión (si son lo mismo).

Lo que sucede es que cuando rompes ese enlace de adhesión o cohesión, las diferentes moléculas tienen una afinidad diferente con estos electrones, por lo que si tienes un material que no le gusta conservar el electrón extra y otro que le gusta conservarlo, entonces tienes este proceso de transferencia de carga.

La fricción es meramente adhesión sucesiva y ruptura de la adhesión varias veces en la medida en que se produce una acumulación de carga.

Ahora tiene más carga en un extremo y menos en el otro, esta es una diferencia de voltaje y tiene un campo eléctrico, este campo eléctrico puede polarizar el aire entre los dos extremos. Ahora, dado que el aire es dieléctrico, puede polarizarse, pero no es fácil “alejar” sus electrones a menos que tenga un campo eléctrico lo suficientemente fuerte.

Si tiene un campo eléctrico fuerte, puede acelerar los electrones libres que se encuentran por la fuerza del campo eléctrico hacia el lado con carga opuesta.

Si aceleraste suficientes electrones, tienes un colapso. Básicamente, los electrones acelerados son capaces de eliminar otros electrones que están unidos a las moléculas de aire y tienes una especie de reacción en cadena y una chispa, que es una avalancha de cargas que se aceleran de un extremo a otro.

Para que se produzca una chispa, hay (1) generación de carga por algún mecanismo (a menudo fricción), (2) aislamiento para que la carga y, en consecuencia, la acumulación de potencial eléctrico, (3) potencial suficiente para causar la ruptura conductiva del aislamiento.

Ram Shankar ha dado algunos datos numéricos para el ítem # 3 anterior.

El artículo de Wikipedia: La descarga electrostática tiene más información.

Gracias por pedirme que responda esta pregunta.

Se genera una chispa electrostática cuando la separación entre el cátodo y el ánodo es menor de lo que se supone que es por la cantidad de corriente o voltaje que pasa.

Por ejemplo: para una clasificación de 72 kV, 100 mA, el espacio nominal es de 300 mm, solo números aleatorios para ayudarlo a comprender. Suponga que el espacio entre los electrodos es menor que los 300 mm requeridos, entonces habrá chispas de, digamos, 75 mA u 80 mA. La distancia entre el cátodo y el ánodo se convierte en el factor limitante y la razón de la chispa.

Una chispa es la descarga eléctrica que ocurre cuando la fuerza del campo eléctrico entre dos conductores excede la fuerza dieléctrica del material (s) entre ellos. La rigidez dieléctrica del aire, por ejemplo, es de 3,0 MV / m. Por lo tanto, la chispa se puede generar aumentando la diferencia de potencial (voltaje) o disminuyendo la distancia entre los conductores.

El campo eléctrico estático es el resultado de separar las cargas eléctricas y puede generarse frotando objetos entre sí, pero no se debe a la fricción, sino al acto de acercar los objetos que permiten que algunos electrones se muevan desde los átomos de un objeto. al otro. Frotarlos acerca los objetos muchas veces, lo que aumenta las posibilidades de que más electrones se muevan.

La fricción puede producir algunas chispas electrostáticas, pero muchas otras no se deben a la electrostática, sino al sobrecalentamiento de las virutas u otro tipo de partículas. En general, las chispas electrostáticas se deben a la descarga de cargas estáticas, sea cual sea su origen. El aire que rodea el objeto cargado no soporta el campo eléctrico y se ioniza.