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什么叫静电

收藏 分享 2011-3-10 12:20| 发布者: admin| 查看数: 1831| 评论数: 0

摘要: 静电(Electrostatic)就是物体表面过剩或不足的静止电荷。静电是一种电能,它留存于物体表面:静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果:静电是通过电子或离子的转移而形成的。
物质都是由分子构成,分子是由原子构成,原子中有带负电荷的电子和带正电荷的质子构成。在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子而侵入其他的原子B,A原子因缺少电子数而带有正电现象,称为阳离子、B原子因增加电子数而呈带负电现象,称为阴离子。造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能……等)在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电。 
  当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电,而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和,电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电,在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。 
  固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。这是因为气体也是由分子、原子组成,当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。 
  我们都知道摩擦起电而很少听说接触起电。实质上摩擦起电是一种接触又分离的造成正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程。因此摩擦起电实质上是接触分离起电。在日常生活,各类物体都可能由于移动或摩擦而产生静电。 
  另一种常见的起电是感应起电。当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电。
  在干燥和多风的秋天,在日常生活中,我们常常会碰到这种现象:晚上脱衣服睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光,见面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感到指尖针刺般刺痛,令人大惊失色;早上起来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越乱,拉门把手、开水龙头时都会“触电”,时常发出“啪、啪” 的声响,这就是发生在人体的静电,上述的几种现象就是体内静电对外“放电”的结果

静电Electrostatic)就是物体表面过剩或不足的静止电荷。静电是一种电能,它留存于物体表面:静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去平衡的结果:静电是通过电子或离子的转移而形成的。

静电是一种静止不动的电,就好像把水放在一根平放的管子里,水在管中静止不动一样,也就是当电荷积聚不动时,这种电荷称为静电。

静电现象已为人们所熟悉,当天气干燥时用塑料梳子梳头时会产生放电声;用毛皮磨擦后的钢笔杆可吸引小纸屑(当电荷密度达到106C/m2);脱下合成纤维衣服时产生的劈啪声;夜间还可以看到火花(空气的击穿场强为30KV/cm);日光灯、电视机屏幕、录音机磁头等易附着灰尘现象,这都是日常生活中经常体验到静电现象。

静电现象是电荷的产生和消失过程中产生的电现象的总称。静电具有以下特点:

1 从防静电危害的角度考虑,当材料的体积电阻率超过1010Ωm时,材料耗散静电的能力明显减弱。从消除静电角度考虑,材料的体积电阻率不应高于1010Ωm

2 在一般工业生产中,静电具有高电位、低电量、小电流和作用时间短的特点,设备或人体上的静电位最高可达数万伏以至数十万伏;在正常操作条件下也常达数百伏至数千伏;这要比市用低电压220V380V高得多,但积累的静电量却很低,通常为毫微库仑(nC,10-9C)级;静电电流多为微安(μA10-6A)级,作用时间多为微秒(μS10-6S)级。

3 静电较之流电,受环境条件特别是湿度的影响比较大,静电测量时复现性差,瞬态现象多。 静电同世上任何事物一样具有双重性:即既能为人类造福,如静电复印、静电喷漆、静电除尘等应用技术;也会带来许多危害,如石化、电子及电工等领域。就电子元器件的生产及电子设备的装联、调试作业而言,因接触、磨擦起电、人体电荷与接地问题就能造成很大损失。磨擦起电和人体静电乃是电子、微电子工业中之两大危害源。随着电子工业的迅速发展,静电危害正在日益表露出来并逐渐受到人们的重视。

静电会给人们带来麻烦和危害。在化纤生产和印刷过程中,由于静电而吸引空气中的绒毛和尘埃,会使产品质量下降。

静电的危害:

静电火花会点燃易燃物质 而引起爆炸。石油在管道内流动,煤类从管道口高速喷出,含煤粉的空气在风管中 流动以及汽油在用车罐运输中.都会由于摩擦引起静电,当静电积累起来达到相当 的电压时;就会产生静电火花而引起爆炸。

静电危害问题日益突出,不仅可引起着火、爆炸、还可使产品质量受到影响、使电子器件损坏、数据丢失等等。静电放电引起的危害和事故大致可分为三类:生产故障火灾和爆炸人体静电电击引起的二次灾害。

静电已危害到军工、石油化工、感光材料、煤矿、海运、橡胶、医药、煤气、天燃气、乙炔气,机械电子、光电子、办公自动化、信息领域中。

静电防止

如何防止静电带来的危害呢?最简单可靠的方法是用导线把设备接地.以便把 产生的电荷及时引入大地.我们看到油罐车后拖一条碰到地的铁链,就是这个道理 。增大空气湿度也是防止静电的有效方法,空气湿度大时,电荷可随时放出.在做静电实验时,空气的湿度大就不容易做成功的原因就在于此。纺织厂房,雷管,炸药等生产车间对空气湿度要求特别严格,目的之一就是防止因静电引起的爆炸。

由于静电现象引起的各种灾害和生产事故也随之日趋严重,因此对静电的危害及防范成为大家关心的问题。有关国家标准也明确规定在上述领域必须穿防静电工作服。

静电应用

静电在很多行业都能利用:

静电分选:是利用各种塑料不同的静电性能来进行分选的方法。利用静电进行分选,对于多种混杂在一起的废旧塑料需通过多次分选。静电分选法特别适用于带极性的聚氯乙烯,分离纯度可达99% 物料经馈料系统均匀散布在接地转动电极光滑表面上,荷电的物料与接地转辊电极交换,两种不同静电性能不同的物料有差异。然后荷电的物料进入分选区,在静电力、重力、离心力 等的合力下落。完成两种不同电性物料的分离。

静电吸附:利用静电将要吸付的纸张、薄膜等带上静电平展牢固吸在金属板材上,如不锈钢铝板、木板等。也可将纸张用静电吸附平展用于照相或其它处理。

静电复印:大家了解得最多的是静电复印, 现在得到广泛使用。可以迅速、方便地把图书、资料、文件复印下来.静电复印机的中心部件是一个可以旋转的接地的铝质圆柱体,表面镀一层半导体硒,叫做硒鼓.半导体硒有特殊的光电性质:没有光照射时是很好的绝缘体,能保持电荷;受到光的照射立即变成导体,将所带的电荷导走。复印每一页材料都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤.这几个步骤是在硒鼓转动一周的过程中依次完成的.充电:由电源使硒鼓表面带正电荷.曝光:利用光学系统将原稿上的字迹的像成在硒鼓上.硒鼓上字迹的像,是没有光照射的地方,保持着正电荷.其他地方受到了光线的照射,正电荷被导走.这样,在硒鼓上留下了字迹的静电潜像.这个像我们看不到,所以称为潜像.显影:带负电的墨粉被带正电的静电潜像吸引,并吸附在静电潜像上,显出墨粉组成的字迹.转印:带正电的转印电极使输纸机构送来的白纸带正电.带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触,将带负电的墨粉吸到白纸上。此后,吸附了墨粉的纸送入定影区,墨粉在高温下熔化,浸入纸中,形成牢固的字迹.硒鼓则经过清除表面残留的墨粉和电荷,准备复印下一页材料.

静电除尘:具有效率高的优点,现在很多空气净化器就是用静电能吸除空气中的很小的尘埃,使空气净化,静电在环境保护中能发挥重要作用。以煤作燃料的工厂、电站,每天排出的烟气带走大量的煤粉,不仅浪费燃料,而且严重地污染环境.利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉.除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成,A接到高压电源的正极,B接到高压电源的负极,它们之间有很强的电场,而且距B越近,场强越大.B附近的空气分子被强电场电离,成为电子和正离子.正离子被吸到B上,得到电子,又成为分子.电子在向着正极A运动的过程中,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,吸附到正极A上,最后在重力的作用下落入下面的漏斗中.静电除尘用于粉尘较多的各种场所,除去有害的微粒,或者回收物资,如回收水泥粉尘.

静电喷雾:在农业中,利用静电喷雾能大大提高效率和降低农药的使用,既经济又环境。 静电还有很多应用。静电处理的种子抗病能力强,减小病害发生,而且发芽率高,产量得到提高;

静电放电产生的臭氧是强化剂,有很强的杀菌作用,静电来处理水呢,经过静电处理的水,既能杀菌又不易起水垢

静电喷涂:设法使油漆微粒带电,油漆微粒在电场力的作用下向着作为电极的工件运动,并沉积在工件的表面,完成喷漆的工作.这就是静电喷涂.用静电喷涂家用电器如洗衣机、电冰箱的外壳非常均匀。

静电植绒

纺织品上常有各种美丽的图案,其中有些图案就是利用静电植绒的方法生产的。金属板和金属网间形成强的电场,事先用胶合剂 绘制上图案的纺织品,放在金属板上,用卷轴带动,通过强电场。金属网中的绒毛 因带负电,被排斥并通过金属网下落,在电场力作用下,迅速浇到纺织品上,其中一部分被胶合剂粘住.没被粘住的绒毛,其负电荷被纺织品中和后,又带上正电荷 而被排斥出来,并在电场力的作用下,很快又回到金属网,这样就使纺织品涂胶的 地方构成精美的图案。

静电在工业上的应用十分广泛,除上面列举几例以外,还有静电照像。静电复印,以及高压带电作业等许多方面。在近代科学研究中应用也很广泛,如静电加速器等.

 




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