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      静电的概念及产生

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      静电的概念及产生

      1.静电的概念

      静电即由于电荷和电场的存在而产生的一种现象,它并非是静止不动的电,而是缓慢移动的电荷,其磁效应可以忽略。

      静电有以下几种现象。

      (l)静电力学现象:静电引力如静电吸尘、静电植绒和静电复印机等,静电排斥力如纸张布卷绕不规则、整形不佳和混合不良等。

      (2)静电感应现象:静电噪音、机器损耗,以及继电器与电子元件误工作、自控失灵和电路不良等必须加静电屏蔽,我们常见的油轮和油罐汽车上会带有一根铁链连接地面就是用于静电放电。

      (3)静电放电现象:静电噪音、放电僻啪声、雷鸣电闪,以及天空乌云与地面正负电荷放电等,它可以导致电子元器件PN结击穿和自动开关误操作等。

      2.静电的产生

        物质的基本组成是分子和原子,尽管原子的种类不同,但是它们总含有带正电的原子核与外壳层带负电的电子。正常情况下正负电荷总量相等,呈现电中性。当物体处在不同外界环境下或受到外来因素的作用(如加热、光照、冲击、摩擦和电磁场)时,外壳层电子状态、电荷电量、电子运动轨道及所处能级将发生改变,从而引起相应的放电现象。

         任何物体匕的静电主要都是由于摩擦或感应两个过程产生的,这是一种普通的物理过

      程,尤其是干燥环境下的气体或者高纯水高速流动过物体表面都会使之带上电荷。一般情

      况下,无机材料(如石棉、玻璃及云母等)更易带正电荷;有机高分子材料(如聚四氟乙

      烯、聚乙烯、聚丙烯树脂及聚亚胺酷等)易带负电荷。表7一3所示为物体摩擦带电情况。

      表7一3物体摩擦带电情况

      总之,静电产生不仅取决于材质内部的分子和原子结构,而且在相当程度上还与外界因素有关。当人在室内走动(尤其是穿塑料鞋在地板上滑行)、拖动或搬动物体、翻书、使用电风扇、使用空调、撕开胶带,以及手或袖子在桌面上移动时都可引起静电放电效应。表7一4所示为人在室内做出动作时所带的静电。

      表7一4人在室内做出动作时所带的静电

      从物质结构来看,静电易发生在非导体表面,这是因为非导体(如介质材料、绝缘体及高阻半导体这些材料)在外因作用下容易产生极化电荷或感应电荷。这部分电荷不像导体上的电子一样可以自由运动,它是在正负电荷相互吸引状态下存在的,难以在物体表面移动。当表面有一定电荷积累就会产生表面电势,表面电荷只有通过空气中的离子中和或靠物体表面漏电流而慢慢地消失。只要物体所处环境潮湿或表面有一定的湿度,就可以增强表层的电导率,这样才能使表面静电较快消失。

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