Закон сохранения электрических зарядов
В замкнутой системе, в которую не входят извне электрические заряды и из которой не выходят заряды при любых взаимодействиях тел, алгебраическая сумма электрических зарядов всех тел остается постоянной:
,
где q1…n – электрические заряды.
Появление положительного электрического заряда всегда сопровождается появлением равного по абсолютному значению отрицательного электрического заряда. Ни положительный, ни отрицательный заряды не могут исчезнуть в отдельности один от другого, они могут лишь взаимно нейтрализовать друг друга, если равны по абсолютному значению.
Принцип суперпозиции полей
Если на заряд действуют несколько сил, то, согласно законам механики, результирующая сила Кулона равна геометрической сумме этих сил:
.
На электрические заряды действуют силы со стороны электрического поля. Если, при наложении полей от нескольких зарядов, эти поля не оказывают никакого влияния друг на друга, то результирующая сила со стороны всех полей должна быть равна геометрической сумме сил со стороны каждого поля.
Если
в данной точке пространства различные
заряженные частицы создают электрические
поля, напряженности которых
,
,
,
то результирующая напряженность поля
в этой точке равна сумме напряженностей
этих полей:
,
причем, напряженность поля, создаваемая отдельным зарядом, определяется так, как будто других зарядов, создающих поле, не существует.
Для правильного описания физических процессов, происходящих при электростатических явлениях, необходимо также иметь представление о воздействии на человека электростатических полей.
Воздействие на человека электростатических полей
В ряде случаев статическая электризация тела человека и затем последующий разряд с человека на землю или заземленное производственное оборудование, а также электрический разряд с незаземленного оборудования через тело человека могут вызвать болевые и нервные ощущения [5] и быть причиной непроизвольного резкого движения и получения травмы (падения, ушибы и т.д.). Из-за боязни ожидаемого разряда возможны «фобии» и повышенная эмоциональная возбудимость.
Наше тело является своеобразным аккумулятором, стенка клетки имеет электрический потенциал, а внутри клетки находится раствор электролита, в котором плавает ядро и прочие внутриклеточные структуры. Клетка окружена внеклеточной жидкостью, то есть электролитом несколько другого состава. Одни вещества благодаря биоэлектрическим процессам, активно в клетку вводятся, а другие выводятся из нее. Один аккумулятор (клетка) находится внутри другого аккумулятора – органа с его внеклеточной жидкостью. Органы омываются другим электролитом – кровью. За счет электричества функционируют многие системы организма. Нервы – это, по сути, биопроводы, по которым передается импульс. Сердце сокращается благодаря разряду, передаваемому по нервному волокну пучка Гиса (аналогия с системой зажигания в автомобиле).
Работа мышц, сердца, мозга и прочих органов сопровождается электрической активностью. Вся сознательная жизнь человека зависит от электрической активности мозга. Электричество организма суммируется и образует сложное биополе, чувствительное к внешним электрическим помехам; статическое электричество – помеха.
Каждый испытывал силу собственного статического электричества. Разряд может проскочить при прикосновении к металлическим предметам, при рукопожатии, разряд может быть чувствителен и сказывается на работе электропроводящей системы сердца.
Опасность статического электричества реализовалась для человека сравнительно недавно, природа за период эволюции не выработала защитного механизма. Раньше люди находились в постоянном контакте с землей. С течением времени человечество все больше изолировало себя от почвы, начав носить одежду и обувь. Непроводящие электричество синтетика и резина стали исходным материалом для одежды и обуви человека;они также стали входить в состав стен, напольных покрытий, мебели. Одежда из синтетических материалов не только мешает «стекать» с тела человека статическому электричеству, она при каждом движении еще вырабатывает дополнительную порцию электричества. Горожане ходят по асфальту и живут в домах, полных синтетических материалов; превращаются в разновидность конденсаторов, которые при малейшем контакте искрят. Потому и депрессиям горожане более подвержены. Особенно зимой, когда на человеке больше одежды, а значит, и электроэнергии он вырабатывает больше. Цивилизации – одежда, обувь, отделка домов, асфальт улиц – заизолировало городского жителя от контакта с землей. Однако природа оставила человеку в борьбе со статическим электричеством «последний рубеж» - мочеиспускание. Это не только выведение шлаков из организма. Моча – отличный проводник, представляет собой раствор электролитов. Во время мочеиспускания происходит заземление и сброс статического электричества, причем, сброс идет не с внешнего контура человека, а с внутреннего. Мочевой пузырь располагается по соседству с позвоночником и спинным мозгом, он оплетен нервными стволами. При мочеиспускании происходит как бы «заземление» непосредственно центральной нервной системы. Однако изобретение фаянсового унитаза и пластиковых труб «заизолировали» человека окончательно. Воздействию статики меньше подвержены жители сельской местности, обделенные плодами цивилизации.