静电与静电防护措施探究
【摘 要】本文简要介绍静电的产生条件、静电放电基本原理、静电的危害、静电防护等,多方面探究静电与静电防护的一些问题。
【关键词】静电;静电防护;实验室
1 静电的概念
静电,顾名思义,就是指的静止的、不流动的电荷。我们知道物质都是由原子构成的。原子分为原子核和核外电子,电子环绕原子核做高速圆周运动。原子核带正电,核外电子带负电。在一般情况下,原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷数量相等。所以对外不显电性。但在受到外力作用时,这种平衡有可能被打破,此时电子脱离原子核束缚而显负电性,而原子因为失去电子显正电性。当这种只带一个极性的电荷积聚在某个物体上时就形成静电。电荷有正、负两种电荷。那么静电现象也就分为正静电和负静电。随着静电的增加,静电在其周围形成静电场,当静电电场的能量增加到一定范围后,就能击穿其介质而对外放电。比如是我们日常见到火花放电现象,人体容易带上静电,当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。冬天空气干燥的夜晚当人脱下化纤一类衣服时,能看到火花和听到响声,这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因。
2 静电的产生
静电主要是由以下几种方式产生,1)摩擦,因不同材料的物体接触后再分离,由于不同原子核对电子的束缚能力不同,当两种不同材料物质接触或者摩擦时,外围电子将转移到束缚能力大的一方,导致一材料带正电,另一材料带负电。
2)传导,因为在导体而言,电子能在他的表面自由移动。当与带电体接触时,电子会从发生电荷转移,导致两者电荷平衡,从而形成静电现象。3)感应,这里的感应是指邻近电场的感应,对于导体,电子在导电材料表面自由移动,若将该导体放置在另一个静电场中,由于同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引,正、负离子就会发生转移,该导体因静电场感应导致正、负电荷不平衡而形成带电。
一般情况下,电导率越小的非导体越容易产生静电,此时产生的静电荷不容易排出。其泄露时间能达到秒、时、日数量级。而对于导体,即使产生静电也能由导体对外排出电荷。若导体外壳与大地等绝缘,此时导体上也能静电带电。另外,湿度对静电产生的作用也很大,湿度为10%~20%时产生的静电比湿度为70%~90%时要强8-40倍。
3 静电的利用和危害
利用静电感应、高压静电场的气体放电等效应和原理,实现多种加工工艺和加工设备。在电力、机械、轻工、纺织、航空航天以及高技术领域有着广泛的应用。人们利用静电吸尘的原理制造出吸尘器。它是利用静电场的作用, 使气体
静电与静电防护措施探究
【摘 要】本文简要介绍静电的产生条件、静电放电基本原理、静电的危害、静电防护等,多方面探究静电与静电防护的一些问题。
【关键词】静电;静电防护;实验室
1 静电的概念
静电,顾名思义,就是指的静止的、不流动的电荷。我们知道物质都是由原子构成的。原子分为原子核和核外电子,电子环绕原子核做高速圆周运动。原子核带正电,核外电子带负电。在一般情况下,原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷数量相等。所以对外不显电性。但在受到外力作用时,这种平衡有可能被打破,此时电子脱离原子核束缚而显负电性,而原子因为失去电子显正电性。当这种只带一个极性的电荷积聚在某个物体上时就形成静电。电荷有正、负两种电荷。那么静电现象也就分为正静电和负静电。随着静电的增加,静电在其周围形成静电场,当静电电场的能量增加到一定范围后,就能击穿其介质而对外放电。比如是我们日常见到火花放电现象,人体容易带上静电,当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。冬天空气干燥的夜晚当人脱下化纤一类衣服时,能看到火花和听到响声,这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因。
2 静电的产生
静电主要是由以下几种方式产生,1)摩擦,因不同材料的物体接触后再分离,由于不同原子核对电子的束缚能力不同,当两种不同材料物质接触或者摩擦时,外围电子将转移到束缚能力大的一方,导致一材料带正电,另一材料带负电。
2)传导,因为在导体而言,电子能在他的表面自由移动。当与带电体接触时,电子会从发生电荷转移,导致两者电荷平衡,从而形成静电现象。3)感应,这里的感应是指邻近电场的感应,对于导体,电子在导电材料表面自由移动,若将该导体放置在另一个静电场中,由于同性电荷相互排斥,异性电荷相互吸引,正、负离子就会发生转移,该导体因静电场感应导致正、负电荷不平衡而形成带电。
一般情况下,电导率越小的非导体越容易产生静电,此时产生的静电荷不容易排出。其泄露时间能达到秒、时、日数量级。而对于导体,即使产生静电也能由导体对外排出电荷。若导体外壳与大地等绝缘,此时导体上也能静电带电。另外,湿度对静电产生的作用也很大,湿度为10%~20%时产生的静电比湿度为70%~90%时要强8-40倍。
3 静电的利用和危害
利用静电感应、高压静电场的气体放电等效应和原理,实现多种加工工艺和加工设备。在电力、机械、轻工、纺织、航空航天以及高技术领域有着广泛的应用。人们利用静电吸尘的原理制造出吸尘器。它是利用静电场的作用, 使气体