ОТВЕТ • Когда в соприкосновение входят различные материалы, заряд с одной поверхности может перейти на другую, и тогда первая поверхность окажется заряженной одним зарядом, а вторая — противоположным. Если поверхности потрутся друг о друга, они соприкоснутся во многих точках, и большое количество зарядов перейдет с одной поверхности на другую. Из-за трения на соприкасающихся поверхностях может возникать механическое повреждение, и это тоже увеличит количество зарядов, перешедших с одной поверхности на другую.

Этот перенос зарядов называется электризацией трением, или контактной электризацией, а образование зарядов — трибоэлектричеством. Если воздух влажный, поверхность быстро становится электронейтральной из-за осаждаемой на ней влаги из воздуха. Но если воздух сухой, поверхности могут оказаться настолько сильно заряженными, что между ними будут проскакивать искры даже через воздух. Часто искры возникают между заряженной поверхностью и проводником, например другим человеком или металлическим предметом. Если вы в сухую погоду пройдете по ковру (не всякому) и, скажем, отрицательно зарядитесь, искра может проскочить между вашими пальцами и металлической ручкой двери или чем-то подсоединенным к земле, например водопроводным краном или клавиатурой компьютера.

Если вы коснулись этого предмета большим участком своего тела, например тыльной стороной ладони или предплечьем, электроны будут перетекать через большую площадь контакта и вы можете этого перехода и не заметить. Однако если вы поднесете к проводнику палец, вы очень даже заметите этот переход электронов. Поскольку палец — заостренный объект, избыток электронов на нем может создать сильное электрическое поле между ним и проводником. Это поле может быть настолько большим, что вырвет электроны из молекул воздуха, находящегося между пальцем и проводником, и тогда между ними образуется проводящая цепь. Тогда избыточные электроны из тела смогут легко пройти по этой проводящей цепи через палец в виде искры и ее можно будет увидеть, услышать и почувствовать. Если хотите избежать искрения, используйте для контакта с объектом не палец, а участки тела большой площади, а лучше — прикасайтесь к нему металлическим предметом (монеткой, ключом), чтобы искра шла от ключа. Если захотите пошутить и, предварительно зарядившись, исподтишка прикоснетесь к мочке уха друга, между вами проскочит искра. Пошутить так — верный способ потерять друга.

Некоторые виды тканей при соприкосновении с кожей или одеждой из другого материала вызывают перенос заряда. Известно, что чаще всего искрят свитера, если их снимают в сухую погоду. Ребенок, съехавший с пластиковой горки, может получить такой сильный заряд, что его потенциал в конце спуска может достичь 10 000 В. Если ребенок притронется к другому предмету, особенно если это заземленный проводник, между ребенком и проводником может проскочить очень болезненная для него искра.

Образование искры может представлять очень серьезную опасность в хирургии. Если в операционной имеются легко воспламеняющиеся пары, искра может поджечь их. Применение широко использовавшихся раньше воспламеняющихся анестетиков было прекращено в 1950-е годы, так что опасность пожара уменьшилась. Искра, проскочившая между двумя поверхностями, может причинить серьезный вред пациенту, если одна из этих поверхностей находится внутри его тела. Обычно кожа человека имеет большое сопротивление и таким образом предохраняет сердце. Но если ток направится непосредственно в проводящую жидкость внутри тела, он может оказаться достаточно большим и нарушить нормальный ритм работы сердца. Возможность такого микрошока известна хирургам, поэтому они надевают специальную одежду, уменьшающую риск появления искры, а их обувь делается слегка проводящей, чтобы заряды могли стекать на пол сразу, как только появятся на одежде. Пол в операционных тоже делается частично проводящим, чтобы заряд мог уйти с него через заземление в землю.

В офисах и на производстве работники, имеющие дело с чувствительными полупроводниковыми приборами, которые могут быть выведены из строя этими зарядами, часто носят на запястьях заземленные браслеты, обеспечивающие проводящую цепь между их телом и землей. Сопротивление этой цепи обычно довольно большое, так что заряд на человеке уменьшается постепенно, а не мгновенно, как при прохождении искры.

Почему вас ударяет током, когда вы выходите из автомобиля и закрываете заднюю дверь? Почему ударяет током не во всех автомобилях, а только в некоторых? Почему на платной автодороге, когда вы останавливаетесь перед оператором в терминале оплаты, он не спешит забрать у вас деньги?

Пары бензина легко воспламеняются, тем не менее заполнение бака на заправочной станции — сравнительно безопасная процедура (естественно, если вы по глупости не закурите или не прольете бензин на очень горячую поверхность автомобиля). Однако иногда при заправке автомобиля случайно происходит возгорание. На некоторых видеороликах видно, как человек вставляет пистолет в горловину топливного бака, нажимает кнопку автоматического заполнения и садится обратно в автомобиль, чтобы согреться или забрать что-то из салона. Через несколько минут он вылезает из машины, хочет вытащить пистолет из бака, но когда подходит к ручке пистолета, бензин вспыхивает. Почему?

ОТВЕТ • Движущийся автомобиль заряжается при контакте шин с мостовой, электроны могут растечься по всему металлическому корпусу автомобиля, зарядив его до потенциала 10 000 В и более.

Если вы остановитесь, прекратится и процесс передачи заряда от мостовой к шинам, и избыточный заряд стечет через шины обратно с автомобиля на мостовую. Однако скорость этого процесса зависит от того, насколько велика проводимость шин. Если они сделаны из проводящего технического углерода (на полимерной связке), электроны уйдут достаточно быстро, если же они сделаны из непроводящего диоксида кремния (на полимерной связке), процесс стекания электронов может занять больше времени.

Предположим, шины вашего автомобиля имеют некую среднюю проводимость — такую, что автомобилю потребуется больше минуты на то, чтобы в значительной степени разрядиться. Предположим также, что вы вышли из машины сразу после ее остановки и, открывая дверь, беретесь только за пластмассовую (непроводящую) ручку. Когда вы подойдете к задней металлической двери, чтобы закрыть ее, оставшиеся на корпусе автомобиля электроны перейдут через воздушный промежуток на ваши пальцы в результате пробоя, растекутся по вашему телу или начнут через него уходить в землю. При утренней поездке на работу или в школу это взбодрит вас лучше всякого кофе. Однако если вы хотите избежать удара током, то либо выжидайте несколько минут, чтобы заряд с машины полностью ушел, либо, прежде чем закрывать дверь, прикоснитесь к корпусу каким-либо металлическим предметом (монеткой, ключом и т. п.).

Внутри автомобиля водитель может остаться электронейтральным, если не будет притрагиваться к проводящим (а только к пластмассовым) частям. Однако и в этом случае он зарядится посредством индукции: подвижные электроны в теле водителя уйдут подальше от электронов, скопившихся на окружающих водителя проводящих частях машины. Предположим, водитель в таком заряженном состоянии подъезжает к терминалу оплаты. Если он сразу же дотронется до оператора терминала (заземленного), чтобы передать деньги или карту оплаты, между ними может проскочить искра, так как электроны на теле водителя постараются разбежаться подальше друг от друга.