靜電的產(chǎn)生、危害和利用

鄭子朔

摘 要：靜電是人們很熟悉的一種現(xiàn)象，但是許多人對靜電的印象、知識停留在脫化纖衣服時會產(chǎn)生電火花這樣的概念上，實際上靜電不僅僅是這樣，它有許多的應(yīng)用，如果處理不當(dāng)，也可能造成重大的危害。本文將簡要介紹靜電的產(chǎn)生、危害和人們對它的利用。

關(guān)鍵詞：靜電 危害防護 應(yīng)用技術(shù)

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）05-0-01

日常生活中，靜電隨處可見，門把手、梳頭、脫衣服都能夠聽到靜電啪啪的響聲，如果在黑暗的環(huán)境中，還能夠看到火花，這就是人們對靜電的一般印象。但是靜電不僅僅是這么簡單的現(xiàn)象，它利用的好是人類的好幫手，利用不當(dāng)就是瘋狂的野獸。

一、靜電的產(chǎn)生

靜電產(chǎn)生的原因是多方面的，具體有以下幾種：1.摩擦起電。具體表現(xiàn)為脫化纖類的衣服時，黑暗中可以觀察到電火花。其原理是兩種不同物質(zhì)緊密接觸且有相對運動的時候，會產(chǎn)生電荷的轉(zhuǎn)移，從而使它們各自表面出現(xiàn)異種電荷。2.靜電感應(yīng)。由于電場的存在，導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生了電荷的定向運動，導(dǎo)致導(dǎo)體表面的電荷積聚。3.電離起電。當(dāng)物體處于強電場中的時候，分子和原子可能發(fā)生電離，在電場力的作用下，正負離子做定向運動積聚，形成靜電。

靜電是很奇妙的，普通人可能意識不到，人們身上帶的靜電電壓可能高達數(shù)萬伏。為什么會有如此高的電壓呢？電容、電壓和電量有這樣的關(guān)系。而電容與極間距離d有關(guān)。當(dāng)物體緊密接觸時，如間距為2.5×10-8厘米，此時接觸電位差很小，當(dāng)兩極距離增大到0.1厘米時，距離增大為原來的40萬倍，電容縮小為原來的40萬分之一，這樣即使原來的電位差只有0.01伏，此時也有4000伏了[1]。因此數(shù)萬伏的靜電電壓是不足為奇的。電壓雖高，電流極小，總能量很小，不會致命，但是有研究表明電壓過高也會對人的心理和生理造成一定的影響。

二、靜電的危害

靜電的危害主要來源于帶電體的相互作用。如飛機在高空中與空氣、水汽、灰塵不斷摩擦，使飛機的機體帶電，如果不能及時的清除，會對飛機上的無線電系統(tǒng)的正常使用造成嚴重的干擾。印刷場中，紙頁之間的靜電會使紙頁粘合在一起，印刷時造成極大的不便。制藥行業(yè)中，靜電吸引塵埃，會使藥品的純度達不到標準。生活中，各種顯示器表面極其容易吸引灰塵和油污，形成一層薄膜，顯示的清晰度和亮度都會受到影響。

靜電放電會產(chǎn)生電火花，非常容易引燃易燃物體引起爆炸事件。手術(shù)臺上，靜電火花可以引燃麻醉劑，傷害醫(yī)生護士和病人。煤礦下，靜電可能引起瓦斯爆炸，導(dǎo)致工人受傷，嚴重的可能導(dǎo)致礦井垮塌。進行粉體的運輸，需要嚴格進行防靜電的措施。粉體在空氣輸送、皮帶傳送、或過篩過程中會受到很多摩擦，一個小小的火花也能造成巨大的損失。

防治靜電應(yīng)該注意以下幾點：1.接地。接地是消除靜電最基本的辦法，被廣泛的應(yīng)用于各種地方，飛機著陸時的輪胎能夠快速將飛機上的靜電導(dǎo)入大地，大型家用電器使用的三項插頭中也有一條是接地的。但是接地要注意連接線需要足夠牢固，并且保持足夠的機械強度，不然可能會產(chǎn)生火花；2.防止人體帶靜電。當(dāng)感覺到經(jīng)常發(fā)生人體帶電現(xiàn)象的時候，應(yīng)該注意提升空氣的濕度。除此之外，可以穿非化纖的衣服，穿防靜電鞋或是導(dǎo)電橡膠鞋，孕婦和幼兒應(yīng)該特別注意防止靜電；3.防雷電破壞。雷電是氣流與云層中水滴摩擦產(chǎn)生的高壓靜電放電而形成的，高壓帶電云層經(jīng)過建筑物附近時，會急劇放電，產(chǎn)生閃光與雷鳴，能夠在瞬間釋放出巨大的能量，產(chǎn)生強大的破壞力。雷電發(fā)生的時候，人要盡量呆在室內(nèi)，關(guān)閉電器，避免出現(xiàn)在雷電容易到達的場所，如大樹下、孤立的亭子、山頂和空曠的地方。

三、靜電的利用

1.靜電復(fù)印

靜電復(fù)印是利用感光鼓材料在暗處時電阻大，呈絕緣體，在光照時電阻小，呈導(dǎo)體的特性進行工作。它先利用高壓使空氣分子電離，正離子向絕緣感光鼓運動，使其表面均勻攜帶一層正電荷。然后利用光學(xué)系統(tǒng)將文稿投射在感光鼓表面，對已充電的感光鼓進行曝光，使用全光照射區(qū)表面的電荷因放電而消失；無光照的區(qū)域（原稿的線條和墨跡部分）電荷依然保持，從而在感光鼓上形成表面點位隨圖像明暗變化而起伏的靜電潛像，再利用靜電潛像對磁性墨粉進行控制實現(xiàn)文稿復(fù)制[2]。

2.靜電除塵

利用強大的靜電場電離空氣，空氣被電離形成正離子和電子，空氣中的塵埃遇到電子之后帶負電，會在電場的作用下向正極移動，在正極處積聚。經(jīng)過發(fā)展現(xiàn)在也有使用負極集塵的方式。靜電除塵適用于空氣中塵埃比較細小的環(huán)境，主要用于收集以煤作為燃料的工廠煙氣中的煤塵和粉塵。

3.靜電噴涂

靜電噴涂主要分為高壓靜電噴涂和摩擦靜電噴涂等。高壓靜電噴涂由一套比較復(fù)雜的系統(tǒng)來確保噴嘴部分保持足夠的電壓。正常工作的時候，接通的低壓電源經(jīng)過層層升高轉(zhuǎn)換成為高壓電，在噴嘴部分的電暈放電電極或是環(huán)狀電極上使周圍的空氣離子化。粉末涂料由壓縮空氣輸送到噴嘴，在此時霧化噴出，穿過電場時帶上負電。在壓縮空氣和電場力的共同作用下飛向工件的表面，形成均勻的涂膜。高壓靜電噴涂的利用率極高，可以達到80-90%。摩擦靜電噴涂的主要原理是兩種不同的非導(dǎo)體在相互摩擦的時候產(chǎn)生相反的電荷，使涂料帶上靜電荷。噴槍內(nèi)壁使用聚四氟乙烯（PTFE）作為摩擦材料，當(dāng)涂料進入噴槍內(nèi)壁時，由于劇烈的摩擦，涂料粒子帶上正電，在氣流的推力下飛向工件，吸附在工件表面，經(jīng)過烘烤固化。兩種方式的不同之處在于高壓靜電噴涂需要加上電壓，而且兩者的涂料攜帶的電荷種類不同。

4.靜電植絨

將具有一定導(dǎo)電性的絨毛放在高壓電場中，涂有黏合劑的需要植絨的物體放在零電位或接地條件下，絨毛受到吸引，垂直植入黏合劑涂層的表面，形成一層豎立的絨毛載體產(chǎn)品[3]。這就是靜電植絨的工作原理。

靜電是一種常見的現(xiàn)象，但是不代表人們對它有足夠的了解。長時間攜帶靜電可能導(dǎo)致人體的pH值升高，鈣排泄量增高，但是身體帶電也會對某些皮膚病有治療作用?？偟膩碚f，增進對靜電的理解，可以提升人們的生活品質(zhì)。

參考文獻

[1]張志友. 靜電的特點及對策[J]. 遼寧教育行政學(xué)院學(xué)報，2009，（02）：136.

[2]任紅蕪. 靜電的利弊及防護[J]. 科技信息，2009，（25）：483.

[3]竇美霞. 淺談靜電的應(yīng)用技術(shù)及危害防護[J]. 職業(yè)，2017，（20）：114.