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 静电是电荷在物质系统中的不平衡分布产生的现象。用毛皮摩擦琥珀、丝绸摩擦玻璃棒等方法均能使物体带电。物体带电后,电荷会保持在物体上,除非被其他物体移走,所以称之为“静电”。静电与电流不同,后者是电荷在导体中的定向移动产生的电学现象。带电物体往往具有吸引轻小物体(比如纸屑)的性质。
 
 静电是电荷在物质系统中的不平衡分布产生的现象。用毛皮摩擦琥珀、丝绸摩擦玻璃棒等方法均能使物体带电。物体带电后,电荷会保持在物体上,除非被其他物体移走,所以称之为“静电”。静电与电流不同,后者是电荷在导体中的定向移动产生的电学现象。带电物体往往具有吸引轻小物体(比如纸屑)的性质。
  

於 2020年3月3日 (二) 16:05 的修訂

靜電是電荷在物質系統中的不平衡分布產生的現象。用毛皮摩擦琥珀、絲綢摩擦玻璃棒等方法均能使物體帶電。物體帶電後,電荷會保持在物體上,除非被其他物體移走,所以稱之為「靜電」。靜電與電流不同,後者是電荷在導體中的定向移動產生的電學現象。帶電物體往往具有吸引輕小物體(比如紙屑)的性質。

起電

使物體帶上電荷叫做「起電」[2]。組成物質的原子由帶正電的原子核和帶負電的電子組成。正常情況下,物體中正負電荷電量相等,對外不顯示出電性,即不帶電。在一定的外部作用下(比如摩擦),物體得到或失去一定數量的電子,使物體內部正負電荷電量不相等,物體就會對外呈現電性,即帶電[3]。物體帶電後,可以使用靜電驗電器檢驗電荷的種類和多少。

摩擦起電

用摩擦的方法使物體帶電叫做摩擦起電[2]。兩種不同物質相互摩擦時,電子在物體之間發生轉移,是摩擦起電的實質。兩種物質接觸時,由於兩者的電子逸出功不同,電子會從低逸出功的物質流向高逸出功的物質。這是由於兩物體接觸點電勢相同,高逸出功的物質對應電子能量更低。失去電子的物質逐漸帶上正電,得到電子的物質逐漸帶上負電,最終正負電荷建立的反向電場與使電子流動的效應抵消,電子的轉移停止。[4]

正負電荷的定義是由摩擦起電產生的。用絲綢摩擦過的玻璃棒上所帶的電荷是正電荷[注 1],用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷是負電荷。這種命名法由本傑明·富蘭克林首先提出,一直沿用到現在[5]。至於摩擦起電過程中電子的流向,仍沒有很好的理論能夠給予合理的解釋。

放電

靜電積累之後,由於不同物體電勢不同,電荷通過瞬間電流發生轉移的過程稱為放電。冬季手和金屬之間的火花、閃電等現象都屬於放電。

物體由於積累靜電而攜帶的能量取決於電荷量大小、物體的大小、物體的電容以及周圍介質的相對介電常數。為了估算放電對精密儀器的影響,人體通常由一個電容為100pF,電壓4000到35000伏特的電容器代替,以此進行研究。當人們觸摸物體時,這些能量在不到1毫秒的時間內釋放出來[10]。雖然釋放的能量很小(大約為0.001焦耳的數量級),但仍能對敏感的儀器造成損害。更大的物體能儲存更多的能量,甚至能對人體造成直接危害,或者產生足以點燃可燃氣體或粉塵的電火花。

靜電的消除和預防

消除靜電的最簡單方法就是使用空氣加濕器,提高空氣的相對濕度可以增強空氣的導電性,有利於物體上的靜電經過空氣被導走。使用離子發生器也能達到相同的效果。[25]

對靜電放電敏感的物體可以使用抗靜電劑,使它們的表面變得容易導電,從而防止靜電積累。[26]

許多半導體設備對靜電很敏感,這些電路元件通常需要用防靜電包裝(例如由金屬網製成)來進行保護。在對含有敏感元件的電路進行操作時,人們也會穿戴防靜電裝置。

視頻

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