Die Bezeichnung Triboelektrischer Effekt kommt ursprünglich von dem lateinischen Begriff tribere = reiben. Er beruht auf einem Irrtum, bei der Entdeckung des Effekts vor über 2000 Jahren durch die Griechen, als mit einem Katzenfell ein Bernstein gerieben wurde.
Der Effekt beschreibt die elektrische Aufladung zweier Materialien durch Kontakt miteinander und anschliessendem Trennen der Materialien.
Eine allgemein anerkannte Begründung für diesen Effekt findet sich erst durch die moderne Festkörperphysik.

Entscheidend für die Aufladung zweier Materialien ist lediglich ein einfaches Berühren. Voraussetzung ist ein unterschiedliches Fermi-Niveau der Materialien. Dabei kann es sich auch um zwei identische Materialien handeln, deren Fermi-Niveau lediglich durch Feuchtigkeit oder Verunreinigungen am oder im Material verschoben sind.

Mit Hilfe der Dielektrizitätskonstante kann die Oberflächenladungsdichte ermittelt werden. Die Gleichung wurde von M.Aguet empirisch ermittelt.

Der Ausgleich des Fermi-Niveaus.

A. Coehn hat 1898 die triboelektrischen Regeln aufgestellt und eine Triboelektrische Reihe erstellt
- Von zwei Körpern lädt sich der mit der größeren Dielektrizitätskonstante stets positiv, der mit der
  kleineren negativ auf.
- Die Höhe der Aufladung ist abhängig vom Unterschied der Dielektrizitätskonstanten.

Auszug aus der triboelektrischen Reihe:

Material    -  e_r
Luft       -  1
Papier      -  5,5
Polyethylen  -  2,3
Polypropylen -  2,1
Silizium     - 11,9

Nach dem Kontakt der beiden Materialien und dem Ausgleich der Fermi-Niveaus, erfolgt die Trennung der Materialien. Der Erhalt der Ladung hängt von der Leitfähigkeit der Körper ab. Entscheidend ist dabei sowohl die Oberflächen- als auch die Volumenleitfähigkeit. Bei dem Trennvorgang kommt es zu einer letzten gemeinsamen Kontaktfläche. Die Grenzschichten der beiden Materialien stellen während der Trennung einen Kondensator dar. Mit Hilfe von t = R * C kann die Zeit abgeschätzt werden, bei der noch Restladungen bestehen bleiben. Wenn die Geschwindigkeit der Trennung sehr viel höher als t ist, bleibt nach dem Trennvorgang eine Restladung bestehen. Eine Erhöhung der Entfernung erhöht dann die Potentialdifferenz. Es können so einige kV an Spannung entstehen. Wird der Abstand der beiden Materialien soweit erhöht, das eine Spannung über 30kV/cm entsteht, erfolgt eine Entladung über die Luft.

Zusammenfassende grafische Darstellung des Vorgangs beim Laufen über einen Teppich.

Leider lässt sich der Vorgang der Aufladung durch die große Anzahl von Einflussgrößen rechnerisch nicht realistisch beschreiben. Die triboelektrische Reihe ist deshalb nur von untergeordneter praktischer Bedeutung und hilft nur beim Verständnis der Zusammenhänge. Sie ist lediglich ein Indiz für die Größe des zu erwartenden Problems.

Einen Teil der Einflussgrößen sind z.B.:

• Die Oberflächenrauhigkeit: Bei rauhen Oberflächen erfolgt ein schlechterer Ãœbergang der Elektronen, daher geringere Aufladung.
• Kristallographie: Störungen in den Kristallgittern verursachen unterschiedliche Elektronenübergänge
• Defekte und Verunreinigungen: Änderung des Materials, das aufeinander trifft (z.B. Isolation)
• Relative Luftfeuchtigkeit: verändert den Oberflächenwiderstand
• Verschmutzung der Oberfläche: verändert den Oberflächenwiderstand
• Natürliche Oxidation: Erhöht den Oberflächenwiderstand
• Luftfeuchtigkeit: verändert die Durchbruchfeldstärke der Luft
• Luftdruck: bei steigendem Druck wird die Durchbruchfeldstärke der Luft erhöht. Die Paschen Kurve für Luft stellt dabei den Zusammenhang dar.
• Oberflächengeometrie: Spitzen verdichten die Elektronenanzahl und erhöhen damit die elektrische Feldstärke an einzelnen Stellen