靜電的應(yīng)用及危害

黃才發(fā)

空氣干燥的冬季，漆黑的夜晚，我們脫尼龍、毛料衣服時，會發(fā)出火花和“噼里啪啦”的響聲;用塑料梳子梳頭發(fā)，彼此間相互吸引，難分難舍，且越梳頭發(fā)越蓬松;有時伸手去拉金屬門把手時，有被電擊的感覺;油罐車拖在地上的鐵鏈，通信電纜外面包的鉛皮起什么作用？雷電如何形成的？你知道靜電復(fù)印、靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨的道理嗎？這些都跟靜電有關(guān)。

靜電是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷或者說不流動的電荷。當(dāng)電荷聚集在某個物體上或表面時就形成了靜電。靜電無處不在，它存在于我們周圍的一切物質(zhì)之中，包括人類在內(nèi)的生物和非生物。為什么平時我們感覺不到這些物體帶電？原來物質(zhì)同時帶有兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷，正負(fù)電荷數(shù)目一樣多，抵消，呈中性不帶電狀態(tài)。通過摩擦、感應(yīng)、接觸等方式讓電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移出現(xiàn)多余的電荷使物質(zhì)帶上電，帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)。絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電。比如用塑料梳子梳頭發(fā)，原本梳子、頭發(fā)均中性不帶電，通過兩者間摩擦，頭發(fā)中的電子跑到梳子上，頭發(fā)帶上正電，梳子帶上負(fù)電，異種電荷相互吸引，所以頭發(fā)隨梳子飄起來。頭發(fā)都帶正電，同種電荷相互排斥，導(dǎo)致頭發(fā)越梳越蓬松。

靜電現(xiàn)象作為自然界中非常常見的物理現(xiàn)象，在生活中處處可以觀察到。隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，靜電的應(yīng)用更為廣泛。 靜電復(fù)印機可大大提高復(fù)制速度;用靜電可以選礦和選種;靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電防腐、靜電冷卻、靜電除垢、靜電印花、靜電涂敷（如油、油漆）、靜電分離、靜電加料器、靜電火箭發(fā)動機等在各個領(lǐng)域大顯神通，造福人類。靜電噴涂是利用噴槍噴出的油漆微粒帶正電，因相互排斥而散開，形成霧狀，被噴涂的物體帶負(fù)電，對霧狀油漆產(chǎn)生吸引力，把油漆吸到表面。靜電植絨是使絨毛帶電，植在涂有粘著劑的紡織物上，形成像刺繡似的紡織品。靜電除塵可以消除煙氣中的煤粉，除去有害微粒，凈化環(huán)境，或者回收物資，如回收水泥粉塵。除塵器由金屬管和懸在管中的金屬絲組成，分別接高壓電源的正極與負(fù)極，管、絲之間形成強電場，金屬絲附近的空氣分子被強電場電離，成為電子和正離子。電子向著正極金屬管運動的過程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負(fù)電，吸附到正極金屬管上，最后在重力的作用下落入漏斗中，達(dá)到除塵目的。靜電復(fù)印可以快捷、方便地把圖文資料復(fù)印到紙上，其中心部件是硒鼓。復(fù)印每一頁材料都要經(jīng)過充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印等幾個步驟。充電使硒鼓表面帶正電荷，曝光利用光學(xué)系統(tǒng)將原稿上字跡的像成在硒鼓上，帶正電荷，硒鼓上留下字跡的“靜電潛像”。顯影是帶負(fù)電的墨粉被帶正電的“靜電潛像”吸引，吸附在“靜電潛像”上，顯出墨粉組成的字跡。轉(zhuǎn)印是帶正電的白紙將帶負(fù)電的墨粉吸引到白紙上。紙送入定影區(qū)，墨粉在高溫下熔化，浸入紙中，形成牢固的字跡。

萬物有利則有弊， 靜電給人們帶來好處的同時，也存在著一定危害，因而我們也要對其采取必要的防護。靜電會使人感到疲勞、煩躁、失眠、頭痛。在地毯上行走的人，與地毯摩擦帶靜電，若電荷足夠多，當(dāng)他伸手去拉金屬門把手時，手與金屬之間會產(chǎn)生火花放電，有被電擊的感覺，因此在制造地毯時，夾雜一些不銹鋼絲導(dǎo)電纖維以消除靜電。雷電是大自然中云層累積的正負(fù)電荷劇烈中和產(chǎn)生的電光、雷聲、熱量。避雷針作用是將雷電電流通過自身的接地導(dǎo)體傳向地面，保護建筑物、高大樹木等避免雷擊。油罐車在運輸過程中油與罐壁、空氣摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，靜電積累到一定程度正負(fù)電荷中和放電會產(chǎn)生電火花，引起爆炸。油罐車靠拖在地上的鐵鏈把靜電導(dǎo)入地下以避免電荷積累造成危害?；旒徱路铣Ｒ姸植灰着牡舻幕覊m，可能因靜電火花點燃某些易燃物體而發(fā)生爆炸等，因而生活中需要靜電屏蔽。屏蔽是對兩個空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離，以控制電場、磁場、電磁波由一個區(qū)域?qū)α硪粋€區(qū)域的感應(yīng)和輻射，即用屏蔽體將元部件、組合件、電纜等或整個系統(tǒng)的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴散或用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。

下面我們來做有關(guān)靜電的小實驗

[器材]

紙屑、薄面巾紙、吸管、棉襖毛領(lǐng)、綢布傘套、玻璃管、塑料瓶、絲線、金屬罐、塑料板、剪刀、雙面膠、一次性塑料杯

1[跳動的紙屑]

新拆一根吸管不吸引紙屑，把它用毛領(lǐng)摩擦，發(fā)現(xiàn)吸引紙屑，有些吸附上的紙屑又跳動離開吸管，吸管靠近薄面巾紙，它被神奇吸引。

2[內(nèi)外有別]

金屬罐內(nèi)外壁均用雙面膠粘上絲線，毛領(lǐng)摩擦過的吸管靠近（沒接觸）金屬罐，發(fā)現(xiàn)外壁絲線被吸引飄起來，而內(nèi)壁絲線紋絲不動。一次性塑料杯內(nèi)壁粘上絲線，摩擦過的吸管靠近塑料杯，發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁絲線被吸附過來。

3[旋轉(zhuǎn)的吸管]

第一根新吸管平放至塑料瓶蓋上靜止，第二根新吸管靠近它，沒反應(yīng)。把兩根新吸管用毛領(lǐng)摩擦，一根平放至瓶蓋上靜止，第二根靠近它并沒接觸，發(fā)現(xiàn)平放吸管被排斥著旋轉(zhuǎn)起來。把第二根吸管改為綢布摩擦過的玻璃管，靠近平放吸管，發(fā)現(xiàn)它被吸引著旋轉(zhuǎn)起來。把玻璃管與平放吸管充分接觸后，再重復(fù)實驗，發(fā)現(xiàn)玻璃管靠近甚至接觸平放吸管，它也不動。