静电是什么?
通俗地讲,静电就是物体表面不足或者过剩的相对静止的电荷。
静电是一种电能,它留存于物体的表面,是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果。
物体由原子构成,原子由原子核和核外电子组成,原子就像太阳系一样,中间是太阳(原子核),外面是包括地球在内的卫星(核外电子),在各自的轨道上围着太阳环绕。原子核由质子和中子组成,中子不带电,质子带正电,核外电子带负电。
正常情况下,核内质子和核外电子数量是一致的,物体表现成中性不带电状态。
原子核比较稳定,一般不变,而核外电子活跃,容易失去和得到电子。当原子核得到一些多余的电子,电子数量就会比核内质子数量多,物体就表现出带负电状态;当原子核失去一些电子,电子数量就会比核内质子数量少,物体表现出带正电状态。
什么情况下容易产生静电呢?
接触分离起电
不同物体得到和失去电子的能力不一样,当两种具有不同的电化学势的材料接触时,电子将从电化学势高的材料向电化学势低的材料转移。常见的静电产生方式如下:
摩擦起电
生活中,使用梳子梳头发,梳子和头发来回摩擦,会产生很大的静电,头皮能很明显的感受到(冬天塑料梳子梳干头发更明显)。
剥离起电
新买的大屏液晶电视机,撕去表面的那层保护膜的时候,手上的汗毛会因为静电竖立起来。
传导起电
因接触到带电物体,不能释放出去,势能被改变,产生静电,如一些金属的测试充电板。
感应起电
当靠近一个强带电体时,物体表面会因为电场作用产生静电。
还有一些特殊的静电产生,如热电、光电、压电等。
静电的特点
静电的电压一般很高,静电压随便达到几千到上万伏的,而人体的安全电压才36V,这已经超过不知多少倍了,是不是瞬间感到害怕?
其实不用怕,静电的电压虽然高,但释放的时间非常短,都是皮秒微秒算的。
根据电能公式,W=UIT=电压乘以电流乘以时间来算,静电压非常高,但人体电阻很大,所以电流很小,再乘以0.00001秒的作用时间,电能就会很低很低,还没完全感受到它的能量,就已经耗尽了。
所以,生活中低于2000伏静电压很难感受得到。当然,静电对人体还是有危害的,超过1W伏的静电压就会让人有刺痛感,比如自然界的雷电也是静电,却非常危险;而一般的静电对人体危害较小。
生活中静电危害主要体现在引起火灾、静电击穿微电子元器件、吸附尘埃上面。
静电和生活中的用电特性对比:
静电 | 直、交流 | |
现象 | 静止的电荷 | 流动的电荷 |
电压 | 高电位,可高达几千伏甚至十万伏 | 工业用电380V,民用电220V |
放电时间 | 瞬间放电(微妙~皮秒) | 持续放电 |
能量 | 通常情况下能量很小 | 能量大 |
人体感觉 | 不易感觉(通常在2000V以上才能被感觉到) | 36V以上的电压即可对人体构成威胁 |
通过本文,对静电知识是否了解一点呢?想获得更多关于静电和防静电知识,请关注我们的知乎号或微信公众号~