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El término electricidad estática se refiere a la acumulación de un exceso de carga eléctrica (positivas o negativas) en un material conductor o aislante. Los efectos de la electricidad estática son familiares para la mayoría de las personas porque pueden ver, notar e incluso llegar a sentir las chispas de las descargas que se producen cuando el exceso de carga del objeto cargado se pone cerca de un buen conductor eléctrico (como un conductor conectado a una toma de tierra) u otro objeto con un exceso de carga pero con la polaridad opuesta.
Descarga electrostática
Artículo principal: Descarga electrostática
La chispa asociada a la electricidad estática está causada por la descarga electrostática que se produce cuando el exceso de carga es neutralizado por un flujo de cargas desde el entorno al objeto cargado o desde éste hacia su entorno. En general, una acumulación significativa de cargas sólo puede ser persistente en zonas de baja conductividad eléctrica, en un entorno donde muy pocas cargas se pueden mover libremente. El flujo de las cargas neutralizadoras se genera a menudo a partir de átomos y moléculas neutras del aire que son separados para formar cargas positivas y negativas, entonces se mueven en direcciones opuestas como una corriente eléctrica, neutralizando la acumulación original de cargas. El aire se rompe de esta manera alrededor de unos 30 000 voltios por centímetro, este valor depende de la humedad. La descarga calienta el aire de alrededor y produce una chispa brillante, también provoca una onda de choque que es la causante del sonido que se puede llegar a escuchar.
El choque eléctrico que notamos cuando recibimos una descarga electrostática se debe a la estimulación de los nervios cuando la corriente neutralizadora fluye a través del cuerpo humano. Gracias a la presencia de agua que hay en todo el cuerpo y que se mueve, las acumulaciones de carga no llegan a ser lo suficientemente importantes como para causar corrientes peligrosas.
Una persona que camina sobre una alfombra puede fácilmente cargarse hasta de 5000 voltios y producir una descarga de pulsación de 30 amperios en un circuito electrónico sensible.1
Rayo
El rayo es una descarga electrostática natural.
Artículo principal: Rayo
El rayo es un ejemplo de una descarga electrostática que se puede observar en la naturaleza. Aunque los detalles no están del todo claros, se considera que la separación de las cargas está relacionada con el contacto que se produce entre las partículas de hielo que forman las nubes de tormenta. Pero sea cual sea la causa, el rayo resultante no es otra cosa que una versión a gran escala de las chispas que podemos observar en las descargas electrostáticas domésticas. La emisión de luz por la descarga calienta el aire que hay alrededor del canal que sigue la corriente eléctrica y lo hace hasta una temperatura que produce luz por incandescencia. El sonido del trueno es el resultado de la onda de choque que se crea por la rápida expansión del aire sobre calentado.
Peligros
Efecto de una descarga de electricidad estática sobre la superficie de un film radiográfico. La descarga ha dibujado un patrón característico en forma de "árbol". Este es un ejemplo típico de un artefacto radiográfico.
A pesar de su naturaleza, aparentemente inocua, según nuestra experiencia en la vida diaria, la electricidad estática puede tener efectos peligrosos no despreciables en situaciones en las que la acumulación de cargas se produce en presencia de materiales o dispositivos sensibles.
Componentes electrónicos
Muchos componentes electrónicos, en especial los dispositivos semiconductores, son extremadamente sensibles a la presencia de la electricidad estática y pueden ser dañados por una descarga electrostática.
Industria química
Las descargas electrostáticas pueden resultar muy peligrosas en lugares donde se trata con sustancias inflamables. Una pequeña chispa es capaz de iniciar la ignición de varias mezclas explosivas con consecuencias devastadoras. Es el caso de las fábricas que trabajan con sustancias en polvo en presencia de materiales combustibles o explosivos.