生活中的靜電現(xiàn)象與應(yīng)用

丁崇文

摘 要：日常生活中，靜電現(xiàn)象的發(fā)生非常頻繁，作為自然界一種非常常見的物理現(xiàn)象，靜電在帶給我們生活困擾的同時(shí)，也由于人們對其的合理應(yīng)用，發(fā)揮積極的影響。文章將首先分析靜電現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，并列舉多種生活中常出現(xiàn)的靜電現(xiàn)象，對其危害以及防護(hù)措施進(jìn)行分析，最后對靜電現(xiàn)象在人類生產(chǎn)生活中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：靜電現(xiàn)象；危害；防護(hù)

中圖分類號：G634.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）18-0232-02

靜電現(xiàn)象是自然界中最為常見的物理現(xiàn)象之一，生活中無處不在，其在給人類帶來麻煩與危害的同時(shí)，也能被人類所利用，提高人類生活生產(chǎn)中的效率。因此，我們要對其規(guī)律進(jìn)行深入探索，才能取其所長，避其所短，利用靜電現(xiàn)象造福人類。

1 靜電現(xiàn)象產(chǎn)生的原因

所謂靜電，指的是不同物體之間由于相互摩擦所產(chǎn)生的靜止電荷，且對于物體是絕緣體還是導(dǎo)體，并無限制。自然界中所有物質(zhì)都是原子所構(gòu)成的，原子則是由帶正電荷的原子核與包圍原子核做高速運(yùn)動且?guī)ж?fù)電荷的核外電子組成，由于正負(fù)電荷相互吸引且電荷數(shù)相同，因此電子才會一直包圍著原子核做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。由于原子核與核外電子正負(fù)電荷抵消，因此原子本身并不帶電，只有當(dāng)不同物體之間發(fā)生摩擦，其中吸電能力強(qiáng)的物體則會從吸電能力較弱的物體身上獲得額外的電子，此時(shí)吸電能力強(qiáng)的物質(zhì)則會出現(xiàn)電子所帶的負(fù)電荷多于原子核的正電荷，物體則會帶負(fù)電；同理可知，被吸走電子的物體會帶正電，這也就是靜電現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

2 生活中的靜電現(xiàn)象及其危害與防護(hù)

2.1 生活中常見的靜電現(xiàn)象

日常生活中有太多的靜電現(xiàn)象，無時(shí)無刻不在發(fā)生。比如：生活中用梳子梳頭時(shí)，會發(fā)現(xiàn)頭發(fā)跟隨梳子一起漂浮，由于頭發(fā)與梳子的摩擦而產(chǎn)生的靜電現(xiàn)象，頭發(fā)在高壓靜電場力的作用下，會呈現(xiàn)射線狀；冬天夜晚脫毛衣時(shí)，我們常常會看到小小的閃光且聽到噼啪聲音，是由于脫衣服時(shí)出現(xiàn)摩擦而產(chǎn)生的靜電放電現(xiàn)象；我們在觸摸某一件物品時(shí)，偶爾會有被觸電的感覺，是由于靜電的作用；當(dāng)我們跑步或走過一段路后，拿起鑰匙或伸手摸門把的瞬間，會感受到來自金屬物的刺痛感；用烘衣機(jī)將衣服烘干時(shí)，衣服在干熱空氣中摩擦也會產(chǎn)生靜電現(xiàn)象而帶有靜電，穿在身上會有黏著感。以上種種都是生活中常見的靜電現(xiàn)象。

2.2 靜電現(xiàn)象給人們生活帶來的危害

靜電現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)生活中給人們帶來的不利影響主要表現(xiàn)如下幾點(diǎn)：

（1）火災(zāi)與爆炸。比如在化學(xué)物品存儲庫、汽油庫等易燃易爆炸的地方，由于人體靜電火花所導(dǎo)致的火災(zāi)與爆炸事故時(shí)有發(fā)生。

（2）妨礙生產(chǎn)。通常來講，靜電的電壓雖然較高，但電流非常小，遠(yuǎn)沒有達(dá)到對人體有損傷的地步，但瞬間的酥麻感，還是會導(dǎo)致神經(jīng)焦慮，間接降低了人們的工作效率，妨礙生產(chǎn)。此外，對于一些高空作業(yè)的人，在遭到靜電電擊時(shí)，那一瞬間的麻木會讓人行動遲緩，甚至?xí)斐筛呖盏涞膰?yán)重事故。

（3）干擾人的情緒。人體神經(jīng)元是通過電信號傳遞的方式完成信息傳遞的，但由于靜電現(xiàn)象會堆積大量的靜電荷而干擾神經(jīng)元的信號傳遞，因此會對人們的生理機(jī)能造成一定的影響，干擾情緒。

（4）對人體機(jī)能造成傷害。靜電現(xiàn)象會對人體本身的正常電位差造成影響，進(jìn)而會給各個(gè)身體器官的生理功能帶來影響，特別是人體心臟部分，有數(shù)據(jù)表明，靜電現(xiàn)象頻發(fā)的冬季，將近有1/3的患者心臟病病發(fā)都與靜電現(xiàn)象有關(guān)。此外，靜電放電過程中，帶來的電磁輻射也會給人體造成一定程度上的傷害。

2.3 生活中靜電現(xiàn)象的防護(hù)對策

由于日常生活中靜電現(xiàn)象會帶來一定的負(fù)面危害，因此我們應(yīng)采取一定的對策進(jìn)行防護(hù)，具體方法有：①接地。大地是一個(gè)大型導(dǎo)體，將靜電場中的導(dǎo)體用導(dǎo)線與大地相連接，可使得大地的電荷與導(dǎo)體的電荷有效中和，相互抵消，從而起到防護(hù)作用。②增加空氣濕度。當(dāng)外面的濕度升高時(shí)，部分親水性的絕緣材料便會呈現(xiàn)出傳導(dǎo)電荷的性能，避免電荷的堆積，因此適當(dāng)增加室內(nèi)空氣中的濕度，通常讓相對濕度超過50%，靜電則難以堆積，有效地防止靜電現(xiàn)象的產(chǎn)生。③使用靜電消除器。專業(yè)的靜電消除器能電離帶電體周圍的空氣，然后利用電離后的電荷去中和帶電體的靜電荷，從而相互抵消，避免靜電現(xiàn)象的發(fā)生。

3 靜電的巧妙應(yīng)用

3.1 靜電除塵

靜電除塵的基本工作原理為電荷的異性相吸、同性排斥原理，主要是利用靜電力去吸附空氣中的帶電粉塵并將其沉降下來，從而實(shí)現(xiàn)除塵目的[1]。

現(xiàn)如今的除塵裝置從煙氣中抽出煙塵或塵埃的比例高達(dá)99%，其基本工作原理為：如圖1將輸送管中心的金屬絲和管壁與高壓電源的兩極相連接，進(jìn)而在管中形成一個(gè)指向金屬絲的電場。由于金屬絲的直徑非常小，所以金屬絲周圍的電場去會有強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)電暈放電，讓進(jìn)入輸送管的煙氣分離出正、負(fù)離子與電子。當(dāng)向管壁加速運(yùn)動的負(fù)離子與塵埃相遇時(shí)，則會吸附在塵埃上面，從而讓大多數(shù)的塵埃帶負(fù)電，且在電場的作用下向管壁做加速運(yùn)動，全部堆積在帶有正電荷的管道內(nèi)壁上，最后用震動或水洗的方法將堆積的塵埃收集至管底，凈氣從出口排放，也就實(shí)現(xiàn)了除塵的目的。

3.2 靜電植絨

市面上有各種精美圖案的紡織品，其中很多圖案都是通過靜電植絨的方法生產(chǎn)出來的。其工作原理：機(jī)器底部是一塊存放加工絨毛的金屬網(wǎng)，將其接通高壓電源的正極。金屬板與金屬網(wǎng)之間會形成強(qiáng)電場，首先用粘合膠在紡織品上描繪出想要的圖案，然后將紡織品擺放在金屬板上，通過卷軸的滾動經(jīng)過強(qiáng)電場。此時(shí)金屬網(wǎng)中的絨毛由于帶負(fù)電，會因?yàn)橥韵喑鈺袈洌瑫r(shí)在強(qiáng)電場的作用下，掉落在紡織品上，被粘合膠粘住，而沒有被粘住的絨毛，會由于原來的負(fù)電荷被中和而帶上正電荷，進(jìn)而有一次被排斥，重新回到金屬網(wǎng)上，經(jīng)過這道程序后，原本涂抹粘合膠的地方也就因植絨而描繪出了精美的圖案[2]。

3.3 靜電篩選

由于靜電現(xiàn)象會產(chǎn)生電場，進(jìn)而利用電場對帶電粒子的作用去實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)的分離、提純與分級等目的。如圖2所示，磷酸鹽礦石被壓碎后，由于壓碎后的礦石仍是磷酸鹽與石英顆粒的混合物，所以要進(jìn)一步分離操作。然后在通過輸送器的過程中通過振動方式讓磷酸鹽與石英因摩擦而帶電，由于摩擦后的磷酸鹽與石英帶有不同電荷，前者帶正電，后者帶負(fù)電，兩者在經(jīng)過兩塊平行放置的帶電板時(shí)，則會在靜電場的作用力下，由于同性排斥、異性相吸的原理被瞬間分離。

3.4 靜電復(fù)印

感光材料在沒有光照的情況下，電阻值會增大，基本等同于絕緣體的性質(zhì)；在有光照的情況下，電阻值變小，又會呈現(xiàn)出導(dǎo)體的性質(zhì)。利用該特性，靜電復(fù)印裝置首先利用高電壓去分離空氣中的分子，電離后的正離子則會朝向絕緣感光鼓運(yùn)動，使得絕緣感光鼓的表層均勻帶上正電荷。然后將需要復(fù)印的文稿投射到感光鼓的表面，使已經(jīng)帶正電荷的感光鼓充分曝光，進(jìn)而讓光照區(qū)域的電荷完全消失，而沒有光照的區(qū)域則保持原來的電荷不變，因此也就讓感光鼓的表面電位會根據(jù)圖像的變化而呈現(xiàn)出相應(yīng)變化的靜電潛像。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，實(shí)際生活中會運(yùn)用到各種類型的現(xiàn)代化辦公設(shè)備，通過提高對生活中靜電現(xiàn)象起因的正確認(rèn)識，且掌握一定的方法去消除靜電現(xiàn)象給生活帶來的危害，再加上靜電現(xiàn)象在某些領(lǐng)域的良好應(yīng)用，會給我們的日常生活與工作帶來更多的積極影響。

參考文獻(xiàn)

[1]張小蓬.淺談生活中的靜電現(xiàn)象與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，（36）：296.

[2]王曉鳳.關(guān)于兩個(gè)靜電現(xiàn)象的初等解釋[J].邢臺學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，（4）：174-176.endprint