Abbau Elektrostatische Aufladung möglich?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo Experten.
momentan arbeite ich an einem technischen Problem, bei dem ich einen nachweisslich bereits elektrostatisch aufgeladenen Plastikfilm über eine Metallplatte (nicht geerdet) ziehe. Dabei bleibt die Ladung grösstenteils bestehen.
Wenn ich nun die Platte mit einem Teflonfilm beschichte, wird die Aufladung deutlich reduziert.

Ich habe mich deshalb gerade etwas eingelesen zum Thema Elektrostatischer Aufladung. Dabei ist mir die Triboelektrische Reihe aufgefallen. Daraus lässt sich ableiten ob Stoffe zu positiver oder negativer Aufladung tendieren.
Nun die Frage:
Wenn ich nun zwei Stoffe wähle die gleichermassen zu negativer Aufladung tendieren, verstärkt sich die Aufladung oder baut sich die Aufladung eher ab?

Das der Teflon die Reibung auf der Platte reduziert wäre ja nur relvant, wenn die Aufladung erst auf der Platte entstünde…

#2

Hier der Link dazu:http://www.physik.uni-wuerzburg.de/einfuehrung/SS06/…

#3

Hallo Marcos,

vermute, das müsste die Aufladung verringern. Habe aber von sowas leider keine Ahnung.

mfG roterstein

momentan arbeite ich an einem technischen Problem, bei dem ich einen nachweisslich bereits elektrostatisch aufgeladenen Plastikfilm über eine Metallplatte (nicht geerdet) ziehe.
Dabei bleibt die Ladung grösstenteils bestehen.
Wenn ich nun die Platte mit einem Teflonfilm beschichte, wird die Aufladung deutlich reduziert.

Ich habe mich deshalb gerade etwas eingelesen zum Thema Elektrostatischer Aufladung. Dabei ist mir die Triboelektrische Reihe aufgefallen. Daraus lässt sich ableiten ob Stoffe zu positiver oder negativer Aufladung tendieren.
Nun die Frage:
Wenn ich nun zwei Stoffe wähle die gleichermassen zu negativer Aufladung tendieren, verstärkt sich die Aufladung oder baut sich die Aufladung eher ab?

#4

Hört sich spannend an. Aber als Elektroingenieur aus der Gebäudetechnik bin ich mit den physikalischen Zusammenhängen der Elektrostatik nicht vertraut und kann nicht weiter helfen.

Viel Erfolg.

#5

Tut mir leid;kann nicht helfen

#6

Da kann ich leider nicht helfen…

Gruß

#7

Leider keine Ahnung
Betko

#8

Hi Marcos,
ich sags mal offen: keine Ahnung - vielleicht gibt es ja hier Experten, die sich mit dem speziellen Thema besser auskennen.

Gruss
Bernhard

#9

hi
Erst ein Analogon aus einem anderen Bereich der Physik, das an sich Offenkundiges landläufig falsch interpretieren lässt - vor allem wenn die Frage falsch gestellt wird:

Wenn zwei Fahrzeuge mit je z.B. 50 kmh frontal aufeinanderprallen, so „verdoppelt“ sich für das einzelne Fahrzeug nicht die Wucht des Aufpralls auf 100 kmh, vielmehr ist es für jedes Fahrzeug so, als würde es mit 50 kmh gegen einen Betonblock prallen.

Und so liegt es m.E. bei deinem gegenwärtigen „Problem“:

Wenn ich zwei sich im Ladeverhalten gleichende Flächen gegeneinander reibe, so lädt sich jede für sich so auf als würde sie gesondert geladen. Entscheidend dabei ist, dass beide gleichermassen isoliert sind; sonst leitet die eine Gegenfläche die Ladung beider gegen Erde ab.
Reibe ich gegenpolig ladende Fläche, so wirkt die jeweilige Gegenfläche elektrisch als „Erde“ und es findet Ladungsausgleich statt.
Gruss
Dieter Wolf

#10

Hallo Marcos,

die Ursache für die Aufladung der Stoffe liegt nicht direkt an der Reibung, sondern das Reiben sorgt dafür, dass die Materialien sich beim Aufeinanderpressen so nahe kommen, dass Elektronen von der einen Materialoberfläche zur anderen gelangen können.
Die Ursache dafür, dass die Elektronen „rübermachen“ liegt an den unterschiedlichen Ferminiveaus der Materialien.

Jetzt muss man unterscheiden, ob man zwei ungeladene Stoffe in Kontakt bringt oder ob einer schon geladen ist.

Für vorher ungeladene Stoffe gilt, dass die Aufladung maximiert wird, wenn die Stoffe weit entfernt an den Enden der triboelektrischen Reihe sind. Die Aufladung ist gering, wenn die Stoffe in der Reihe benachbart sind.

Ist jetzt einer der beiden Stoffe bereits geladen, dann sieht es ein wenig anders aus:

Bringt man zum Beispiel einen negativ geladenen Stoff, auf Teflon, dann nimmt das Teflon einen Teil der Elektronen auf, da es am negativen Ende der TER steht. Der erste Stoff erfährt dann tatsächlich eine Entladung.

Ist der Stoff dagegen vorher positiv geladen, dann würde das Teflon „versuchen“, noch verbleibende Elektronen anzuziehen, könnte diese aber gegen die bereits bestehende elektrostatische Potentialdifferenz kaum zu sich rüberziehen, d.h. nach dem Kontakt würde der Stoff seine positive Ladung weiterhin behalten haben.

Daher vermute ich, dass der Plastikstreifen bei Deinem Experiment bereits negativ aufgeladen war und das Teflon einen Teil der Elektronen „abgestreift“ hat.

Hilft Dir das weiter?
Auf welche Weise hast Du die Aufladung des Plastikfilms gemessen?

Schöne Grüße!

#11

http://www.physik.uni-wuerzburg.de/einfuehrung/SS06/…

#12

Aus der Physik ist mir folgendes Experiment bekannt:

Katzenfell reibt Hartgummi-> Gummi:neg. Aufladung
Seidentuch reibt Glasstab -> Glas:stuck_out_tongue:os. Aufladung

Hat man zwei Stoffe die zu negativer Ladung tendieren,
wird in der Summe nichts passieren.
Das Problem bei diesem Aufbau ist, das es so nicht klappt, wo soll die Ladung hin? Die isolierte Metall-
platte ist die eine Seite eines Platten-Kondensators.
Vermutlich hat es mit dem Teflon irgend einen anderen versteckten Effekt gegeben, z.B Koronaentladungen.

Man kann zwar Ladungen mit einem Metallkamm aufnehmen und auch bis zum Aufbau einer gewissen Spannung speichern (siehe Bandgenerator) aber irgenwann MUSS es blitzen. Das ist so bei der Elektrostatik.

#13

Fangen wir mal vorsichtig an:
Es hängen zwei gleichpolig aufgeladene Folien frei herunter: Sie stoßen sich ab.
Gegenpolig aufgeladene Folien ziehen sich entsprechend an.

Tribo-Elektrizität könnte da nun helfen, um beide Oberflächen durch vorherige Reibung zu einer Abstoßung zu führen.
Aber:
a) Was ist Plastik?
b) Was berührt sich genau?

  • Luftfeuchtigkeit (=Wasser) mit dem Plastikfilm?
  • Auf die Oberfläche migrierte Additiv-Partikel mit
    Plastik?
  • Partikel aus der Umgebung (Staub etc.) mit
    Plastik?

Die Schwierigkeit der gezielten Gegen-Aufladung z. B. infolge von Tribo-Elektrizität liegt in der Wiederholbarkeit des Prozesses, beeinflusst durch die Kontaktpartner, die Intensität des Kontaktes, der Geschwindigkeit der Trennung usw. usw. Deshalb ist Nutzung von Tribo-Elektrizität oder einer vorher gezielt aufgebrachten Gegenaufladung sehr schwierig und praktisch nicht reproduzierbar. Will sagen: Klappt vielleicht heute, klappt vielleicht nur jetzt, klappt morgen sicher nicht mehr.
Fazit: Prozesstechnisch nur sehr, sehr schwer zu greifen.

Nächster Punkt, egal ob die Platte geerdet sei oder nicht:
Das elektrische Feld richtet sich gegen die Gegenpolarität ODER gegen Erde aus. Legen wir nun eine aufgeladene Fläche auf eine Blechplatte (isoliert angeordnet oder geerdet), so verschiebt sich infolge der Aufladung der Folie durch Influenz die Valenzelektrodenmenge in der leitenden Metallplatte. Damit haben wir wieder eine Anziehung, denn auf der dem positiven Feld gegenüber befindlichen Metallfläche „sammeln“ sich negative Ladungsträger und umgekehrt. (Erden wir die Platte, fließt überschüssige Energie gegen Erde ab, erden wir die Platte nicht, kann es in der Nähe geerdeter Teile zu Überschlägen aus Ausgleichsfunken kommen).

Also:

  1. Muss man einiges mehr über den Prozess wissen.
  2. Meist hilft es in der Praxis, die Kontaktpartner-flächen zu verringern, z. B. die gelochte, genoppte oder ähnliche Oberflächen, die einfach für weniger Kontaktpunkte zwischen Folie (Plastikfilm) und metallischem Körper führen.

Aktive oder passive Ionisatoren, an passender Stelle platziert helfen ebenfalls.

Ich habe in ähnlichen Fällen z. B. durch Lochungen in der Metallplatte und von unten angeordnete Entlade-Elektroden die Haftung so verringert, dass der Prozess klappte.
Umgekehrt kann man so z. B. einseitig aufgebrachte Ladungen verwenden, um Haftung für den Antrieb zu übertragen, Schlupf zu minimieren etc.

Falls das Gesagte hilfreich aussieht, bitte mehr Infos.

Gruß Rüdiger Schnick