De hoeveelheid statische elektriciteit die wordt opgewekt is voor een groot deel afhankelijk van de betrokken materialen. Sommige materialen kunnen veel beter statische lading geleiden dan andere materialen, waardoor ze minder statisch zijn. Andere materialen zijn juist goed geïsoleerd, waardoor statische lading makkelijker kan opbouwen aan het oppervlak. Ook zijn sommige materialen van nature meer positief geladen, terwijl andere materialen juist meer negatief geladen zijn.
In ons blog over het ontstaan van statische elektriciteit hebben we uitgelegd dat statische elektriciteit ontstaat door 1) contact tussen materialen en vervolgens 2) scheiding van die materialen. Sommige combinaties van materialen zorgen voor veel statische elektriciteit, andere combinaties van materialen voor weinig.
Er gelden grofweg drie regels over welke materialen de meeste statische elektriciteit genereren.
Materialen die goed geïsoleerd zijn en een lage elektrische geleidbaarheid hebben, hebben de neiging om het meest statisch te worden. Dit komt omdat statische elektriciteit wordt opgebouwd wanneer er wrijving optreedt tussen twee materialen, waardoor elektronen van het ene materiaal naar het andere worden overgebracht. Goed geïsoleerde materialen met een lage elektrische geleidbaarheid kunnen deze elektronen minder goed afvoeren. De kans dat elektronen ophopen aan het oppervlak van deze materialen is dus groter. Voorbeelden van materialen die bekend staan om hun statische eigenschappen zijn onder meer:
Van deze materialen wordt ook gezegd dat ze een hogere diëlektrische constante hebben, wat betekent dat ze meer elektrische energie kunnen opslaan in een bepaald volume. We zien bij deze materialen ook dat het oppervlak een grotere elektrische weerstand heeft. Wanneer de elektrische weerstand van de materialen hoog is, kan de lading niet binnen de tijd van scheiding langs de oppervlakken terugvloeien. Dit maakt de materialen gevoeliger voor het genereren van statische elektriciteit.
In het algemeen zijn materialen die goed geleidend zijn, zoals metalen, niet statisch, omdat ze in staat zijn om lading te geleiden en te verdelen. Deze materialen hebben bovendien een lagere diëlektrische constante en kunnen minder goed elektrische energie opslaan in een bepaald volume. Wanneer er statische lading wordt opgewekt, wordt deze snel weggeleid in de omgeving door de geleidbaarheid van het materiaal. Daarom worden metalen vaak gebruikt in situaties waarin het verminderen van statische elektriciteit belangrijk is, bijvoorbeeld in de elektrotechniek en in de productie van gevoelige elektronische apparatuur. Andere voorbeelden van materialen die niet snel statisch worden zijn:
De tribo-elektrische reeks is een lijst van materialen gerangschikt op basis van hun neiging om statische elektriciteit op te wekken wanneer ze met elkaar in contact komen en van elkaar gescheiden worden door wrijving. Materialen aan het einde van de reeks hebben de neiging om elektronen te verliezen en positief geladen te worden, terwijl materialen aan het begin van de reeks elektronen winnen en negatief geladen worden. Het idee is dat als twee materialen met elkaar in contact komen en vervolgens worden gescheiden, het materiaal dat hoger in de reeks staat een positieve lading krijgt, terwijl het materiaal dat lager staat een negatieve lading krijgt. Materialen die verder uit elkaar liggen, genereren doorgaans een hogere lading dan materialen die dichter bij elkaar liggen.
De tribo-elektrische reeks ziet er als volgt uit, van de materialen die het meest geneigd zijn om elektronen te verliezen (en positief geladen te worden) tot materialen die geneigd zijn om elektronen te winnen (en negatief geladen te worden). De volledige tribo-elektrische reeks is hier te zien (Wikipedia).
Meestal positief geladen
Meestal negatief geladen
De tribo-elektrische reeks maakt hierdoor erg makkelijk inzichtelijk welke (combinatie van) materialen de meeste statische elektriciteit produceren. Hierbij is wel belangrijk om op te merken dat het vermogen van een materiaal om statische lading op te wekken niet alleen afhankelijk is van de positie in de tribo-elektrische reeks. Andere factoren spelen ook een rol en zijn per situatie verschillend.
De mate van statische lading die wordt opgebouwd is afhankelijk van de specifieke omstandigheden. Daarom kunnen andere materialen die minder goed geïsoleerd zijn ook statische lading opbouwen, als de omstandigheden daar naar zijn. Factoren die van invloed zijn, zijn onder andere de hoeveelheid wrijving en druk die gepaard gaan met het contact, de snelheid waarmee de materialen langs elkaar bewegen, de luchtvochtigheid en temperatuur. Meer hierover lees je in dit blog.
Heb je problemen met statische materialen, en wil je meer weten over het ontladen of neutraliseren van statische elektriciteit? Lees dan ons blog ‘Statische elektriciteit ontladen of neutraliseren, zo doe je dat‘. Heb je een probleem met statische elektriciteit dat je direct wilt oplossen? Of heb je een probleem waarvan je vermoedt dat het komt door statische elektriciteit? Neem dan contact met ons op voor advies en een (vrijblijvende) offerte.
Statische elektriciteit ontstaat wanneer materialen in contact komen met elkaar en daarna worden gescheiden. Hoe het precies gaat, lees je in dit blog
Lees verder
De hoeveelheid statische elektriciteit die wordt opgewekt is afhankelijk van verschillende factoren. Hier lees je welke factoren van invloed zijn.
Lees verder
Statische elektriciteit kan tot veel problemen leiden, zoals vonkoverslag, materialen die aan elkaar plakken, brand of zelfs explosies. Ongewenste statische elektriciteit ontladen is daarom cruciaal. Hier lees je hoe.
Lees verder
