當前位置:成語大全網 - 古籍善本 - 靜電的概念

靜電的概念

靜電的概念

靜電是物體表面的靜電荷過多或不足。靜電是壹種電能,留在物體表面:靜電是局部範圍內正負電荷不平衡的結果;靜電是由電子或離子的轉移形成的。

靜電現象為人們所熟悉。天氣幹燥時,用塑料梳子梳頭時,會產生放電聲。用皮毛摩擦的筆桿能吸引小紙片(電荷密度達到106c/m2時);脫合成纖維衣服時發出劈啪聲;夜間也能看到火花(空氣擊穿場強30kv/cm);熒光燈、電視屏幕、錄音機等磁頭容易附著灰塵,是日常生活中經常經歷的靜電現象。

靜電是對電學最基本的認識,也是電學入門的第壹個概念。早在公元前六世紀,古希臘人就發現摩擦琥珀等幾種東西具有吸引輕小物體的能力,也就是人們所說的摩擦起電現象。1600左右,英國人吉爾伯特發現,許多普通物質摩擦後會產生吸引力。他用拉丁文把這種效應命名為Viseisctica,到了1650,沃爾特?查爾頓開始使用現在人們使用的英語電的名稱。用人工的方法讓琥珀和硫磺摩擦產生靜電,從學術的角度開始研究靜電的性質,可以追溯到16世紀。但是自從發明了電池和發電機之後,人們對電的研究逐漸離開了靜電的方向,直到19世紀,隨著纖維工業的發展,靜電引發生產災難,才引起了人們的興趣和關註。

事實上,當兩個不同的物體相互接觸時,它們之間存在電位差,這種電位差稱為接觸電位。由於接觸電勢,電子會從壹個物體“跑到”另壹個物體,所以每個物體原有的電平衡被破壞。推電子的帶正電荷,得到電子的帶負電荷。後來,人們發現同種電荷具有相互排斥、不同種電荷相互吸引的物理特性。因為接受勢只存在於相互接觸的分子之間,所以兩個物體產生的電子的運動很小。摩擦的作用是大大增加物體之間的接觸面積,同時分子的熱運動也突然加劇,因而電效應非常明顯。因為絕緣體不能導電,所以它們更容易帶電。總之,所謂帶電現象,是電子重新分布導致的物理現象。

意大利自然哲學教授Alessandro Voltal745-1827在1796年發表了摩擦電序列。如果這壹序列中的任何兩種物質相互摩擦,位於前面位置的物質總是帶正電,位於後面位置的物質總是帶負電。如+鋅鉛錫鐵銅銀金石墨壹。後來出現了許多帶電序列理論,為靜電起電的實際應用開辟了道路。同時,安培、歐姆、亨利、法拉第、冷慈等許多天才科學家為電學理論的豐富和建立做出了突出貢獻,使人類對電學的認識和研究向前邁進了壹大步。但是各種理論的出現也使得關於靜電產生機理的爭論延續至今。

靜電現象是電荷產生和消失過程中產生的電現象的總稱。靜電具有以下特征:

1.從防靜電危害的角度來看,當材料的體積電阻率超過1010ω時。m,材料消散靜電的能力明顯減弱。從消除靜電的角度出發,材料的體積電阻率不應高於1010ω·m;

2.壹般工業生產中,靜電具有電位高、功率小、電流小、作用時間短的特點,設備或人體上的靜電電位可達數萬伏甚至數十萬伏;正常工作條件下往往達到幾百伏到幾千伏;這比市場上220V、380V的低電壓高很多,但積累的靜電量很低,通常在納庫侖(nC,10-9C)量級。靜電電流多為微安級(μA,10-6A),作用時間多為微秒級(μS,10-6S)。

3.與流動的電相比,靜電受環境條件尤其是濕度的影響較大,重現性差,靜電測量中存在很多瞬態現象。靜電和世界上任何事物壹樣具有雙重性:既能造福人類,如靜電復印、靜電繪畫、靜電除塵等應用技術;也會帶來很多危害,比如石化、電子、電工領域。就電子元器件的生產和電子設備的組裝調試而言,接觸、摩擦帶電、人體帶電、接地問題都會造成很大的損失。摩擦起電和人體靜電是電子和微電子行業的兩大危害。隨著電子工業的快速發展,靜電的危害日益暴露出來,並逐漸引起人們的重視。