Bạn bị chích khi chạm tay nắm cửa vào mùa hanh khô vì trong lúc đi lại, cọ áo len, ngồi lên ghế nỉ, điện tích đã bị chuyển từ vật này sang vật khác và tích lại trên người bạn. Không khí khô không cho lượng điện tích ấy rò đi, nên khi ngón tay tiến sát kim loại, nó phóng ra một tia điện nhỏ xíu qua khe không khí, và bạn thấy đau nhói.
Chào bạn, đây là Nhà Vật Lý. Người Hà Nội quen cảnh tháng Chạp cởi áo len ra nghe lách tách, chải tóc thấy tóc dựng lên, chạm tay vào cửa xe thì giật nảy. Tập này mình tìm hiểu thứ điện không chạy trong dây ấy: nó từ đâu ra, có hại không, và khi nào nó thật sự đáng lo.
Điện tích từ đâu ra khi hai vật cọ vào nhau?
Mọi vật đều được làm từ nguyên tử, trong đó có hạt nhân mang điện dương và các electron mang điện âm. Bình thường số điện dương và âm cân nhau, vật trung hoà. Khi hai vật khác chất liệu chạm rồi tách ra, một số electron có xu hướng nhảy từ vật này sang vật kia.
Vật nhận thêm electron trở nên mang điện âm, vật mất electron mang điện dương. Cọ xát làm hai bề mặt chạm nhau ở rất nhiều điểm, nên lượng điện tích chuyển đi nhiều hơn. Đó là lý do người ta hay nói tĩnh điện do cọ xát, dù bản chất là do tiếp xúc rồi tách ra.
Mỗi cặp vật liệu cho kết quả khác nhau. Len, tóc, nhựa, nỉ tổng hợp là những thứ rất dễ tích điện khi cọ với nhau. Thước nhựa cọ vào tóc rồi hút được mẩu giấy vụn là thí nghiệm kinh điển trong sách vật lý lớp bảy.
Chữ tĩnh trong tĩnh điện nghĩa là điện tích đứng yên trên bề mặt vật, không chạy thành dòng như trong dây. Nó nằm đó chờ một con đường để thoát đi.
Vì sao mùa hanh khô hay bị chích còn mùa nồm thì không?
Không khí ẩm chứa nhiều hơi nước. Hơi nước bám thành lớp mỏng trên bề mặt mọi vật, kể cả da và quần áo, tạo một đường dẫn điện rất yếu nhưng đủ để điện tích rò đi dần dần. Điện tích không kịp tích lại nhiều.
Mùa đông miền Bắc khi gió mùa đông bắc tràn về, không khí hanh khô, độ ẩm xuống thấp. Lớp màng nước biến mất, điện tích tích lại trên người ngày càng nhiều sau mỗi bước chân trên thảm hay mỗi lần đứng dậy khỏi ghế.
Trong phòng máy lạnh ở Sài Gòn cũng có thể gặp hiện tượng này, vì máy lạnh làm khô không khí. Còn mùa nồm ẩm ướt của miền Bắc hay những ngày mưa ở miền Nam thì gần như không ai bị chích.
Giày đế cao su cách điện cũng góp phần: điện tích không rò được xuống sàn qua bàn chân. Đi chân đất trên sàn gạch thì điện tích thoát xuống đất liên tục.
Cú chích là vài nghìn vôn, sao không nguy hiểm?
Khi điện tích tích lại, người bạn có thể ở điện thế vài nghìn vôn so với cánh cửa. Nghe con số rất đáng sợ, cao hơn điện lưới nhiều lần. Nhưng điều quyết định độ nguy hiểm không chỉ là hiệu điện thế mà là lượng điện tích và năng lượng có thể truyền qua người.
Lượng điện tích tích trên người rất nhỏ. Khi phóng qua ngón tay, nó thoát hết trong một khoảnh khắc cực ngắn, năng lượng chỉ đủ gây cảm giác đau nhói ở đầu ngón tay. Không có nguồn nào liên tục bơm thêm điện tích như ổ điện. Hai trăm hai mươi vôn của ổ điện nguy hiểm vì nó đẩy dòng đi qua người liên tục.
Giống như bị một giọt nước sôi bắn vào tay với bị nhúng tay vào nồi nước sôi: cùng nhiệt độ nhưng khác hẳn lượng nhiệt.
Tia lửa bạn đôi khi thấy trong bóng tối khi cởi áo len chính là không khí bị điện tích làm phát sáng. Tiếng lách tách là âm thanh của những tia phóng nhỏ đó.
Khi tĩnh điện thật sự đáng lo
Với người, tĩnh điện chủ yếu là khó chịu. Nhưng với vật dễ cháy, một tia lửa nhỏ là đủ. Ở cây xăng, hơi xăng bay ra quanh vòi bơm, và một tia tĩnh điện từ tay người có thể đốt cháy hơi xăng. Nhiều quy định an toàn ở cây xăng như tắt máy xe, không hút thuốc, không làm những việc gây tia lửa đều nhằm tránh những nguồn đánh lửa như vậy.
Trong xưởng sản xuất linh kiện điện tử, một cú phóng tĩnh điện mà người còn không cảm thấy cũng có thể làm hỏng con chip. Công nhân ở đó đeo vòng tay nối đất, mặc áo chống tĩnh điện, đứng trên thảm dẫn điện.
Ở kho bột mì, bột gỗ hay bụi than, bụi lơ lửng trong không khí có thể bắt lửa từ tia tĩnh điện và gây nổ bụi. Đó là lý do các nhà máy loại này kiểm soát bụi và tĩnh điện rất chặt.
Nếu bạn sửa máy tính tại nhà, hãy chạm tay vào phần kim loại của vỏ máy đã nối đất trước khi chạm vào linh kiện, để xả bớt điện tích trên người.
Mấy cách giảm bị chích trong mùa hanh khô
Cách hiệu quả nhất là cho điện tích thoát đi từ từ trước khi chạm tay nắm cửa. Cầm chìa khoá kim loại trong tay và chạm đầu chìa vào cửa trước. Tia điện vẫn phóng, nhưng phóng từ đầu chìa khoá, nên ngón tay không cảm thấy gì.
Chạm cả lòng bàn tay vào tường hay vật không dẫn điện tốt trước khi chạm kim loại cũng giúp điện tích thoát dần. Tăng độ ẩm trong phòng bằng máy tạo ẩm hay chậu nước giúp giảm tích điện.
Ưu tiên quần áo sợi bông thay cho len và sợi tổng hợp trong những ngày hanh khô nhất. Bôi kem dưỡng da tay cũng giúp da bớt khô, bớt tích điện.
Lần tới bị chích, bạn đừng bực, hãy nghĩ rằng mình vừa làm một thí nghiệm mà các nhà khoa học thế kỷ mười tám đã say mê. Và câu hỏi gợi mở cho tập sau: nếu điện có thể đứng yên trên vật, thì nam châm, thứ hút sắt mà không cần điện tích, lấy sức hút từ đâu?
Câu hỏi thường gặp
Tĩnh điện có gây hại cho sức khoẻ không?
Cú chích tĩnh điện thông thường gây đau nhói thoáng qua và không gây hại lâu dài cho người khoẻ mạnh. Người mang thiết bị y tế cấy ghép nên hỏi bác sĩ về các khuyến cáo riêng.
Vì sao bóng bay cọ vào tóc lại dính được lên tường?
Bóng bay cọ vào tóc nhận thêm electron và mang điện âm. Khi đặt gần tường, điện tích của nó làm các điện tích trong tường sắp xếp lại một chút, tạo lực hút đủ giữ quả bóng nhẹ dính lên.
Ra khỏi xe ô tô hay bị chích, làm sao tránh?
Khi trượt người trên ghế để ra, quần áo cọ vào ghế làm người tích điện. Trước khi chân chạm đất, hãy nắm vào phần khung kim loại của cửa xe, điện tích sẽ thoát dần qua tay mà không có tia phóng đau.
Sét có phải là tĩnh điện không?
Sét là cùng một hiện tượng ở quy mô khổng lồ: trong đám mây giông, các hạt băng và giọt nước va chạm làm điện tích tách ra và tích lại hàng tỷ lần nhiều hơn trên người. Khi chênh lệch đủ lớn, điện phóng qua không khí thành tia sét.
Máy photocopy dùng tĩnh điện thế nào?
Máy photocopy và máy in laser dùng tĩnh điện để hút bột mực vào đúng những chỗ cần in trên một trống quay, rồi chuyển bột mực sang giấy và dùng nhiệt để nung chảy dính lại.
