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认识静电 |
我们在小学的时候就学过什么是静电。 在小学的时候我们都被教育说用玻璃棒和丝绸摩擦会产生正电荷 用毛发和橡胶棒会会产生负电荷 在百度百科我们可以看到如下的词条 http://www.baike.com/wiki/%E9%9D%99%E7%94%B5 但是我们对静电一般的理解都是冬天脱毛衣时的霹雳。 我们现在看一下下图这张照片,这张照片充分的说明了静电的存在。 根据这张照片,我们来试着猜一下这是正电还是负电吧。 |
1.产生静电的原因 静电的产生主要是由于不同材料表面电子排布不同,同时受原子核的束缚程度不同(可从功函数角度,以及电负性角度思考),在接触过程中产生电荷的转移和表面电荷的重新排布,形成电负性强的表面形成电子的聚集,电负性差的表面形成由于是电子形成正电荷的聚集,两者之间形成类电容原理(功函数高的材料表面形成正电荷聚集,功函数低的表面形成电子的聚集)。 2. 产生电光的原因 产生放电火花的原因是由于静电的产生是瞬态的,在形成正负电荷的双电层瞬间,由于有千伏以上的电压,在微距离之下,导致空气电离,空气的瞬间电离产生打弧现象,即导致能量的释放,能量又以波的形式存在,形成可见光波段,故而产生火花。电离的瞬间又伴随着高热量,这种热量的形成是由于电子剧烈向周围扩散产生碰撞,加剧空气分子运动导致。这一切的发生是在瞬间状态。当静电电压足够高时,电离瞬间产生的高热量又刚好达到材料本身的着火点,故而引起火灾。 3.静电高压对人体无害的原因 人体电阻一般在5000欧姆以上,虽然静电电压高,但其指聚集在皮肤表面,当皮肤与导体接触时,瞬间通过低阻导体释放出去,可以把人体是电阻器件,接触到的导体看成是导线,聚集的电荷不会通过人体而是直接通过导体导出。人体的安全电压在36V,而静电电压在3000V以上,前者如果功率小于360mW, 即电流小于10mA,人体正常没事,而这种情况往往是外部电源与人体形成一个闭合电流,因此电流直接通过人体,对人体影响比较大。而静电只存在接触表面,并几乎从表面流走,这个点上已经是对人体基本没有影响,此时的等效电流图可以看成是人体和导体之间的并联,而导体的电阻很小(只有零点几欧姆,与人体相差至少4个数量级),根据并联的相关电阻计算公式可知,大部分的电流已经被导体分走,以经典达到5000V为例子,人体电阻5000欧姆,导体电阻0.5欧姆,则通过人体的电流几乎为零。而有时人体会被静电电痛,主要不是电的原因,是因为静电产生瞬间火花高温刺激皮肤的影响。 静电电压在你能感觉到时已经达到3500伏 ·静电电压在你能听到时已经达到4500伏 ·静电电压在你能看到时已经达到5000伏 本人前阵子也对这个问题很感兴趣,上面是本人的理解,可能有误,请多赐教。 |
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