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静电的产生和物理现象

静电是经过接触(*主要的接触方式为摩擦、挤压)、电荷迁移、双电荷层形成和电荷分离等过程而产生的。

物质都是由分子组成,分子是由原子组成,原子中有带负电的电子和带正电荷的质子。正常情况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现不出带电现象。但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子侵入其它的原子。前者因缺少电子数而带有正电现象,称为阳离子。后者因增加电子数而呈带负电现象,称为阴离子。

相对于观察者为静止的带电体所产生的电场,称为静电场。静电和静电场有三种重要的作用和物理现象,即力的作用、放电现象和静电感应现象。

1.力的作用:静电作用力仅对毛发、纸片、尘埃、纤维、粉尘等非常轻的物体显示静电力学现象,而对重物察觉不到。

2.放电现象(ESD):当物体所带电荷在空间产生的电场强度超过介质的击穿电场强度时,便会出现发光、破裂声响等静电放电现象。静电放电按其发光形态大致可分为电晕放电、刷形放电、火花放电及能观察到沿带电物体表面发光的表面放电四类。其中,火花放电和表面放电的放电能量较大,应引起重视。

物体带电量Q与电位V的关系为:

V=Q/C

式中:C——带电体的静电电容,C=εC0。C0——真空电容;ε——带电体的介电常数。

表面电位VS≤10KV,才能防止静电电击。VS≤0.1KV,可防止产生表面放电。燃烧、爆炸环境的*低点火能量为数十微焦时,VS≤1KV才**,点火能量为数百微焦时,VS≤5KV才**。

3.静电感应现象

所谓静电感应指的是完全不带电的导体,只要置于某带电体附近并与大地绝缘,也会出现吸附尘埃等力学现象和伴有发光等放电现象。

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