7.7: Matumizi ya Electrostatics
- Page ID
- 176676
Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:
- Eleza baadhi ya matumizi mengi ya vitendo ya electrostatics, ikiwa ni pamoja na teknolojia kadhaa za uchapishaji
- Kuhusiana maombi haya kwa sheria ya pili ya Newton na nguvu ya umeme
Utafiti wa electrostatics umeonyesha kuwa muhimu katika maeneo mengi. Moduli hii inashughulikia chache tu ya matumizi mengi ya electrostatics.
Jenereta ya Van de Graaff
Jenereta ya Van de Graaff s (au Van de Graaffs) si tu vifaa vya kuvutia vinavyotumika kuonyesha voltage ya juu kutokana na umeme tuli-vinatumika pia kwa utafiti mkubwa. Ya kwanza ilijengwa na Robert Van de Graaff mwaka 1931 (kulingana na mapendekezo ya awali na Bwana Kelvin) kwa matumizi katika utafiti wa fizikia ya nyuklia. Kielelezo\(\PageIndex{1}\) kinaonyesha schematic ya toleo kubwa la utafiti. Van de Graaffs hutumia nyuso zote za laini na zilizoelekezwa, na waendeshaji na wahamiaji ili kuzalisha mashtaka makubwa ya tuli na, kwa hiyo, voltages kubwa.
Malipo makubwa ya ziada yanaweza kuwekwa kwenye nyanja kwa sababu inakwenda haraka kwenye uso wa nje. Mipaka ya vitendo hutokea kwa sababu mashamba makubwa ya umeme hupunguza na hatimaye ionize vifaa vya jirani, na kuunda mashtaka ya bure ambayo hupunguza malipo ya ziada au kuruhusu kutoroka. Hata hivyo, voltages ya volts milioni 15 ni vizuri ndani ya mipaka ya vitendo.
Xerography
Mashine nyingi za nakala hutumia mchakato wa umeme unaoitwa xerography —neno lililoundwa kutoka kwa maneno ya Kigiriki xeros kwa kavu na graphos kwa kuandika. Moyo wa mchakato unaonyeshwa kwa fomu rahisi katika Kielelezo\(\PageIndex{2}\).
Ngoma ya alumini iliyotiwa na seleniamu inapunjwa kwa malipo mazuri kutoka kwa pointi kwenye kifaa kinachoitwa corotron. Selenium ni dutu yenye mali ya kuvutia-ni photoconductor. Hiyo ni, seleniamu ni insulator wakati wa giza na conductor wakati wazi kwa mwanga.
Katika hatua ya kwanza ya mchakato wa xerography, ngoma ya alumini ya uendeshaji imewekwa ili malipo hasi iingizwe chini ya safu nyembamba ya seleniamu yenye kushtakiwa kwa usawa. Katika hatua ya pili, uso wa ngoma unaonekana kwa picha ya chochote kinachopaswa kunakiliwa. Katika maeneo ambapo picha ni nyepesi, seleniamu inakuwa inayoendesha, na malipo mazuri yanapunguzwa. Katika maeneo ya giza, malipo mazuri yanabakia, hivyo picha imehamishiwa kwenye ngoma.
Hatua ya tatu inachukua poda nyeusi kavu, inayoitwa toner, na kuinyunyiza kwa malipo hasi ili iweze kuvutia mikoa nzuri ya ngoma. Kisha, kipande cha karatasi tupu kinapewa malipo mazuri zaidi kuliko kwenye ngoma ili iweze kuvuta toner kutoka kwenye ngoma. Hatimaye, karatasi na toner electrostatically uliofanyika hupitishwa kwa njia ya rollers shinikizo joto, ambayo kuyeyuka na kudumu kuambatana toner kwa nyuzi za karatasi.
Printers Laser
Printers laser kutumia mchakato xerographic kufanya picha ubora juu ya karatasi, kuajiri laser kuzalisha picha kwenye ngoma photoconducting kama inavyoonekana katika Kielelezo\(\PageIndex{3}\). Katika matumizi yake ya kawaida, printer laser inapata pato kutoka kwa kompyuta, na inaweza kufikia pato la juu kwa sababu ya usahihi ambao mwanga wa laser unaweza kudhibitiwa. Printers nyingi za laser hufanya usindikaji muhimu wa habari, kama vile kutengeneza barua za kisasa au fonts, na zamani zinaweza kuwa na kompyuta yenye nguvu zaidi kuliko ile inayowapa data ghafi kuchapishwa.
Printers Jet ya Ink na Uchoraji wa
Printer ya jet ya wino, ambayo hutumiwa kuchapisha maandishi na graphics zinazozalishwa na kompyuta, pia huajiri umeme. Bomba hufanya dawa nzuri ya matone madogo ya wino, ambayo hupewa malipo ya umeme (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)).
Mara baada ya kushtakiwa, matone yanaweza kuelekezwa, kwa kutumia jozi za sahani za kushtakiwa, kwa usahihi mkubwa kuunda barua na picha kwenye karatasi. Printers za ndege za wino zinaweza kuzalisha picha za rangi kwa kutumia ndege nyeusi na jets nyingine tatu zilizo na rangi za msingi, kwa kawaida cyan, magenta, na njano, kama vile televisheni ya rangi inazalisha rangi. (Hii ni ngumu zaidi na xerography, inahitaji ngoma nyingi na toners.)
Uchoraji wa umeme huajiri malipo ya umeme ili kupaka rangi kwenye nyuso zisizo za kawaida. Kuondolewa kwa pamoja kwa mashtaka kama husababisha rangi kuruka mbali na chanzo chake. Mvutano wa uso huunda matone, ambayo huvutiwa na mashtaka tofauti na uso kuwa walijenga. Uchoraji wa umeme unaweza kufikia maeneo magumu ya kupata, kutumia kanzu hata kwa namna iliyodhibitiwa. Ikiwa kitu ni conductor, uwanja wa umeme ni perpendicular kwa uso, hujaribu kuleta matone kwa perpendicularly. Pembe na pointi juu ya waendeshaji watapata rangi ya ziada. Felt inaweza kutumika sawa.
Precipitators ya moshi na Usafi wa Air Electrostatic
Matumizi mengine muhimu ya electrostatics hupatikana katika kusafisha hewa, wote wawili na wadogo. Sehemu ya umeme ya mchakato huweka malipo ya ziada (kwa kawaida chanya) juu ya moshi, vumbi, poleni, na chembe nyingine katika hewa na kisha hupita hewa kupitia gridi ya kushtakiwa kinyume ambayo huvutia na huhifadhi chembe za kushtakiwa (Kielelezo\(\PageIndex{5}\))
Precipitators kubwa ya umeme hutumiwa viwanda ili kuondoa zaidi\(99\%\) ya chembe kutoka kwa uzalishaji wa gesi ya stack inayohusishwa na kuchomwa kwa makaa ya mawe na mafuta. Wafanyabiashara wa nyumbani, mara nyingi kwa kushirikiana na inapokanzwa nyumbani na mfumo wa hali ya hewa, ni bora sana katika kuondoa chembe za uchafuzi, hasira, na allergens.
