生活中的靜電現(xiàn)象與應(yīng)用

張凌明

靜電是自然界中普遍存在的物理現(xiàn)象，它既可以為人類所利用，造福人類，也可以給人類造成麻煩，甚至危害，任何物質(zhì)都是由原子組合而成，而原子的基本結(jié)構(gòu)為質(zhì)子、中子及電子，質(zhì)子帶正電，中子不帶電，電子帶負(fù)電，在正常狀況下，一個(gè)原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)數(shù)量相同，正負(fù)電平衡，所以對外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象，但是由于外界作用如摩擦或以其他能量，如動(dòng)能、勢能、熱能、化學(xué)能等各種的形式作用會(huì)使原子的正負(fù)電不平衡，在日常生活中所說的摩擦起電實(shí)質(zhì)上就是一種不斷接觸與分離的過程，有些情況下不摩擦也能產(chǎn)生靜電，如感應(yīng)起電，熱電和壓電起電、亥姆霍茲層、噴射起電等，任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體只要接觸后分離就能產(chǎn)生靜電，流動(dòng)的空氣當(dāng)然能產(chǎn)生靜電，為什么流動(dòng)空氣會(huì)產(chǎn)生靜電呢？因?yàn)榭諝庖彩怯稍咏M合而成，流動(dòng)的同時(shí)摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，所以可以這么說，在人們生活的任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都有可能產(chǎn)生靜電，要完全消除靜電幾乎不可能，但可以采取一些措施控制靜電使其不產(chǎn)生危害。

有很多種物體在運(yùn)動(dòng)中，都可生成兩邊的端點(diǎn)帶有正負(fù)電荷的電場效應(yīng)，當(dāng)電荷量聚集達(dá)到數(shù)萬伏的高壓時(shí)，它就會(huì)向四周的其他物體產(chǎn)生電荷放電，這就是物體的摩擦起電狀態(tài)，在日常生活中，我們用梳子梳頭的時(shí)候頭發(fā)與梳子摩擦而產(chǎn)生靜電，可以看見頭發(fā)跟著梳子飄，毛發(fā)在高壓靜電場力的作用下形成射線狀，我們在冬天夜晚脫毛衣的時(shí)候，也常常會(huì)發(fā)現(xiàn)一種閃光效應(yīng)和“噼噼啪啪”聲響，這就是因?yàn)橐路Σ炼a(chǎn)生的靜電放電現(xiàn)象，有時(shí)候我們?nèi)ッ患|西的時(shí)候，突然被電到了一下，也是因?yàn)殪o電，如我們在觸摸“貓或狗”的皮毛時(shí)，你會(huì)受到微量的“電擊”；如我們步行一段路，用鑰匙去開門的時(shí)候或摸門把手的時(shí)候觸及金屬物后放電，烘衣服產(chǎn)生靜電，用烘衣機(jī)烘衣服時(shí)，衣服在干熱的空氣中摩擦造成衣服上帶有靜電，穿時(shí)還會(huì)有黏在身上不舒服的感覺。

靜電可以被人們利用，如利用靜電在物體上噴涂液體或固體涂料，即靜電噴涂，它的原理是設(shè)法使精細(xì)的液滴飛離噴嘴時(shí)帶上同種電荷，彼此排斥，并在電場力的作用下飛向工作電極的工件，這樣就能比較均勻地沉積于工件表面。

如靜電除塵是氣體除塵方法的一種，含塵氣體經(jīng)過高壓靜電場時(shí)被電分離，塵粒與負(fù)離子結(jié)合帶上負(fù)電后，趨向陽極表面放電而沉積，靜電除塵空氣凈化器利用高壓直流電場使空氣中的氣體分子電離，產(chǎn)生大量電子和離子，在電場力的作用下向兩極移動(dòng)，在移動(dòng)過程中碰到氣流中的粉塵顆粒和細(xì)菌使其荷電，荷電顆粒在電場力作用下與氣流分向相反的極板做運(yùn)動(dòng)，在電場作用下，空氣中的自由離子要向兩極移動(dòng)，電壓愈高、電場強(qiáng)度愈大，離子的運(yùn)動(dòng)速度愈快，由于離子的運(yùn)動(dòng)，極間形成了電流，開始時(shí)，空氣中的自由離子少，電流較小，電壓升高到一定數(shù)值后，放電極附近的離子獲得了較高的能量和速度，它們撞擊空氣中的中性原子時(shí)，中性原子會(huì)分解成正、負(fù)離子，這種現(xiàn)象稱為空氣電離，空氣電離后，由于連鎖反應(yīng)，在極間運(yùn)動(dòng)的離子數(shù)大大增加，表現(xiàn)為極間的電流（稱之為電暈電流）急劇增加，空氣成了導(dǎo)體，高強(qiáng)電壓捕獲附帶細(xì)菌顆粒，瞬間導(dǎo)電擊穿由蛋白質(zhì)組成的細(xì)胞壁，達(dá)到殺滅細(xì)菌吸附除塵。

激光打印機(jī)，靜電對于激光打印機(jī)的工作時(shí)非常重要的，它是利用正、負(fù)電荷互相吸引的原理制成的，主要工作過程如下：1.計(jì)算機(jī)傳送指令給激光打印機(jī)的微處理器，微處理器依照指令控制光源的目標(biāo)和持續(xù)時(shí)間，2.在打印機(jī)內(nèi)部，有一個(gè)表面覆蓋了一層光敏半導(dǎo)體硒的圓柱體，稱為“硒鼓”，在不受光照時(shí)，硒是絕緣體，當(dāng)硒鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)，被噴射電子，帶上負(fù)電荷，3.根據(jù)微處理器接收到的指令，光射到硒鼓的部分表面，被光照到的部分，硒變成導(dǎo)體，電荷被導(dǎo)走，不再帶電，由此，在硒鼓上留下了帶負(fù)電的“靜電潛像”，4.在硒鼓滾動(dòng)的過程中，“靜電潛像”吸引不帶電的墨粉，墨粉中含有碳粒，硒鼓上帶的電荷越多，印出的黑色越濃，5.打印紙?jiān)谝粋€(gè)電極的作用下攜帶正電荷，受到硒鼓滾壓后“吸走”了鼓上的墨粉（即圖象）。

靜電有時(shí)也給人類生活和生產(chǎn)帶來很多危害和麻煩，以下從兩個(gè)方面進(jìn)行說明：

常見的靜電危害

1.雷雨云的雷鳴閃電，全球大約每秒鐘有100余次雷電，可造成人畜傷亡、擊毀樹木房屋、造成停電事故、造成飛行事故、引起森林大火、干擾無線電通信等，每年都給造成巨大損失。

2.在存放易燃易爆品或產(chǎn)生粉塵、油霧較多的生產(chǎn)場所，靜電火花極易點(diǎn)燃這些易燃物質(zhì)，引起爆炸和火災(zāi)，甚至在外科手術(shù)臺(tái)上也曾出現(xiàn)過靜電火花引發(fā)的乙醚爆炸事件。

3.靜電放電可能引起電子設(shè)備的故障，造成電磁干擾，靜電放電還可能導(dǎo)致火箭和衛(wèi)星發(fā)射失敗，干擾航天飛行器的運(yùn)行。

4.靜電放電可以擊穿集成電路和精密的電子元件，或者促使元件老化，降低生產(chǎn)成品率，在電子計(jì)算機(jī)的機(jī)房中，人體帶電可能妨礙電子計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行。

工業(yè)中的靜電危害

1.電子工業(yè)：吸附灰塵，造成集成電路和半導(dǎo)體元件的污染，降低成品率。

2.膠片和塑料工業(yè)：使膠片或薄膜收卷不齊；膠片、cD塑盤沾染灰塵，影響品質(zhì)。

3.造紙印刷工業(yè)：紙張收卷不齊，套印不準(zhǔn)，吸污嚴(yán)重，甚至紙張黏結(jié)，影響生產(chǎn)。

4.紡織工業(yè)：造成根絲飄動(dòng)、纏花斷頭、紗線糾結(jié)等危害。

知道了靜電產(chǎn)生的原理，我們可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行預(yù)防，最簡單又最可靠的辦法是用導(dǎo)線把設(shè)備接地，這樣可以把電荷引入大地，避免靜電積累，例如我們經(jīng)?？吹接凸捃嚨奈膊客弦粭l鐵鏈，這就是車的接地線，例如開車前可以先洗個(gè)手消除人體靜電，少開循環(huán)空調(diào)，少用化纖用品，用稀釋后的甘油把車身擦一遍，可讓車輛保持一段時(shí)間的無靜電。