第6章雷電電和靜電第三節靜靜電的產生及及危害1靜電基本概念念什么是靜電？？處于相對穩定定狀態的電荷荷相對穩定是指指相對于觀察察者而言，物物質所帶電荷荷處于靜止或或緩慢變化，，故其引起的的磁場效應可可以忽略不計計什么是靜電危危害？由于某種靜電電現象的作用用或影響而存存在著人員傷傷亡、財產損損失或環境（（系統）受到到破壞的狀態態與條件，統統稱為靜電危危害2常見的靜電現現象干燥的冬季，，脫毛衣或化化纖衣服時的的“噼啪”聲聲從沙發站起，，摸金屬物時時的針刺感用塑料梳子梳梳頭時，頭發發會被梳子吸吸起來穿的衣服有時時候吸附在人人的腿上3一、靜電的產產生靜電是由于物物體經過摩擦擦、接觸、剝剝離等機械作作用后產生的的外在表征結結果任何兩種物質質緊密接觸后后再分離，都都可能產生靜靜電。摩擦產產生靜電的實實質是通過摩摩擦擴大了接接觸分離的規規模，使靜電電易于產生靜電是如何產產生的？摩擦、剝離、、接觸、流體體噴出、流體體流動、流體體振動（攪拌拌）、液體內內的沉降等，，都可能顯示示帶電現象4靜電產生過程程物體接觸，電電子穿過交界界面相互擴散散。由于不同同原子得失電電子能力和外外層電子能級級不同，會使使其間發生電電子的轉移，，形成等量異異號的偶電荷荷層。呈現于于界面之間的的電位差稱為為接觸電位差差當突然分離時時，偶電荷層層發生畸變，，局部電場強強度劇烈增加加，極板間電電荷倒流發生生中和，而非非導體材料表表面積存電荷荷，形成帶電電現象5靜電的起電方方式（1）接觸—分離起電（2）感應起電（3）破裂起電（4）剝離起電（5）電荷遷移電解、壓電、、熱電等也可可能產生起電電6固體靜電固體靜電可用用偶電荷層和接接觸電位差解釋接觸電位差極極為有限，但但固體靜電電電位可高達數數萬伏以上，，為什么？電容的變化7緊密接觸時，，d非常小，大約約25*10-8cm，若分開1cm時，d增大400萬倍，如果接接觸電位差0.01V，則分開時電電壓U可達40000V+8人體靜電人體靜電主要要由摩擦、接觸—分離和感應產生例如：穿著化化纖服裝的人人從合成革面面椅子上起立立時，衣服與與椅面的摩擦擦和接觸——分離，人體靜靜電可達10000V以上人是導體，在在靜電場中可可能感應起電電成為帶電體體，甚至放電電9粉體靜電粉體物料被研研磨、攪拌、、篩分或出于于高速運動時時，由于粉體體顆粒之間，，粉體顆粒與與管道壁、容容器壁或其他他器具之間的的碰撞、摩擦，或粉體破斷都能產生危險險的靜電在化纖、藥品品、食品、橡橡膠制品等制制造行業廣泛泛存在，是其其生產系統發發生燃燒、爆爆炸事故的重重要原因10液體靜電流動、過濾、、攪拌、噴霧霧、噴射、飛飛濺、沖刷、、灌注和劇烈烈晃動等過程程中，由于靜靜電荷的產生生速度高于靜靜電荷的泄露露速度，從而而積聚靜電荷荷，產生靜電電液體帶電的幾幾種方式沖流起電沉降帶電噴霧起電濺潑起電11液體與固體時時，接觸面上上出現偶電荷荷層，緊貼于于固體表面的的離子層稱為為固定電荷層；與固定電荷荷層相鄰，能能夠隨液體流流動的異號離離子層稱為滑移電荷層。。當液體流動時時，帶走了偶偶電荷層上滑滑移電荷層的的電荷，形成成液體帶電懸浮在液體中中的固體微粒粒由于密度差差異發生沉降降，在不同物物質交界面上上形成的偶電電荷層發生正正負電荷分離離，使固體微微粒和液體分分別帶上等量量異號電荷沖流起電沉降起電12液體類物質從從管口、噴嘴嘴和管道龜裂裂處等高速噴噴出時，由于于液體與噴口口發生摩擦，，也由于液體體的飛濺和與與附近物體及及空氣發生沖沖撞，以及由由于這些噴射射在空間的液液體類物質擴擴散和分離，，形成許多微微小液滴，使使偶電荷層分分離而帶電液體的非浸浸潤性微小小液滴濺落落在物體表表面，界面面上形成偶偶電荷層，，由于液體體的慣性滾滾動而發生生偶電荷層層分離，使使液滴與物物體表面分分別帶上異異號電荷噴霧起電濺潑起電13氣體靜電電離氣體分子或或原子受光光作用或高高速電子撞撞擊，以及及高溫氣體體分子互相相碰撞，電電子獲得足足夠能量，，脫離原子子核的束縛縛，使分子子或原子稱稱為帶正電電荷的離子子吸附鹵素、氧元元素等具有有易于捕捉捉電子的性性質，獲得得電子時，，成為帶負負電荷的離離子普通空氣中中，每立方方厘米每秒秒鐘10個分子電離離，每立方方厘米約有有100-1000個帶電粒子子14純凈氣體通通常不帶電電，高速流流動或噴出出也不會產產生靜電。。那為什么么空氣能產產生靜電呢呢？氣體往往含含有灰塵、、鐵末、液液滴等固體體或液體顆顆粒，正是是這些顆粒粒的碰撞、、摩擦、分分裂等過程程中產生了了靜電噴霧起電粉體起電15既然很容易易就產生靜靜電，那么么為什么并并非時時都都能感受到到靜電呢？？例如：水從從水龍頭噴噴出時，水水與水龍頭頭摩擦能產產生靜電，，但是為什什么我們用用手觸摸水水龍頭時，，感知不到到靜電存在在呢？靜電消散中和泄露通過空氣發發生通過帶電體體本身及其相連的其其他物體二、靜電的的消散16緩慢中和：帶電體與與空氣中自自然存在的的帶電離子子發生緩慢慢中和靜電放電：帶電體周周圍場強超超過周圍介介質的絕緣緣擊穿強度度時，介質質產生電離離而使帶電電體上的電電荷部分或或全部消失失的現象。。是一種迅迅速中和靜電放電傳播型刷形放電電暈放電刷形放電火花放電二、靜電的的消散—中和17電暈放電發生在不均均勻、場強強很高的電電場中的輝輝光放電主要發生在在帶電體尖端端附近或其其他曲率半半徑很小處處附近的局部區域域內特點：電極周圍有有微弱的淡淡藍色電暈暈層不形成放電電通道電流很小，，能量密度度不高引燃、引爆爆能力很小小18刷形放電發生于帶電電量大的絕緣體與導體之間空空氣介質中的一種放放電形式特點：有放電通道道，不集中中，呈分枝枝狀伴有聲光引燃、引爆爆能力中等等由于絕緣體體束縛電荷荷能力強，，所以其表表面容易出出現刷形放放電19傳播型刷形形放電高速起電場場所及靜電電非導體背背面襯有接接地導體時時，薄膜兩兩面帶有異異性電荷，，當有導體體靠近薄膜膜時，則發發生放電，，非導體表表面上一定定范圍內的的大量電荷荷經過鄰近近電離了的的氣體迅速速流向初始始放電點，，形成放電電特點：放電能量大大引燃、引爆爆能力強20火花放電發生于分隔隔兩電極間間的空氣或或其他電介介質材料突突然被擊穿穿，使電流流急劇上升升，電壓急急劇下降，，引起帶有有瞬間閃光光并有集中中通道的短短暫放電現現象特點：釋放能量集集中引燃、引爆爆能力很強強21靜電的消散散—泄露帶電體上的的電荷通過過自身或其其他物體等等途徑流向向大地傳導導而使其部部分或全部部消失的過過程22受濕度影響響很大濕度增加，，表面吸附附水分子形形成水膜，，溶解空氣氣中的CO2和絕緣體析析出的電介介質，使絕絕緣體表面面電阻大為為降低，加加速靜電泄泄漏，抑制制靜電荷積積累一些高分子子材料，表表面吸附水水蒸氣的同同時，還發發生水分擴擴散至物體體結構內部部的吸濕作作用，吸濕濕性越大，，靜電受濕濕度影響就就越大靜電的消散散—泄露23三、靜電的的影響因素素(1)材質和雜質質材料的電阻阻率液體：一定定范圍內，，靜電隨電電阻率增加加而增加；；超過某一一范圍后，，隨電阻率率的增加，，靜電下降降。原因：：電阻率很很低時，泄泄露較強不不易積累靜靜電；電阻阻率大到一一定值后，，由于分子子極性很弱弱不易產生生靜電靜電導體靜電亞導體靜電非導體固體材料電阻率逐漸增大靜電泄露逐漸下降24雜質一般情況下下，雜質有有增加靜電電的趨勢表面受到雜雜質污染，，特別是有有機物的污污染，或被被氧化腐蝕蝕，會