靜電的應用及危害

黃才發

空氣干燥的冬季，漆黑的夜晚，我們脫尼龍、毛料衣服時，會發出火花和“噼里啪啦”的響聲;用塑料梳子梳頭發，彼此間相互吸引，難分難舍，且越梳頭發越蓬松;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。

靜電是一種處于靜止狀態的電荷或者說不流動的電荷。當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之中，包括人類在內的生物和非生物。為什么平時我們感覺不到這些物體帶電？原來物質同時帶有兩種電荷：正電荷和負電荷，正負電荷數目一樣多，抵消，呈中性不帶電狀態。通過摩擦、感應、接觸等方式讓電荷發生轉移出現多余的電荷使物質帶上電，帶電體具有吸引輕小物體的性質。絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電。比如用塑料梳子梳頭發，原本梳子、頭發均中性不帶電，通過兩者間摩擦，頭發中的電子跑到梳子上，頭發帶上正電，梳子帶上負電，異種電荷相互吸引，所以頭發隨梳子飄起來。頭發都帶正電，同種電荷相互排斥，導致頭發越梳越蓬松。

靜電現象作為自然界中非常常見的物理現象，在生活中處處可以觀察到。隨著現代科技的高速發展，靜電的應用更為廣泛。 靜電復印機可大大提高復制速度;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、靜電火箭發動機等在各個領域大顯神通，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，被噴涂的物體帶負電，對霧狀油漆產生吸引力，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，達到除塵目的。靜電復印可以快捷、方便地把圖文資料復印到紙上，其中心部件是硒鼓。復印每一頁材料都要經過充電、曝光、顯影、轉印等幾個步驟。充電使硒鼓表面帶正電荷，曝光利用光學系統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。轉印是帶正電的白紙將帶負電的墨粉吸引到白紙上。紙送入定影區，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，當他伸手去拉金屬門把手時，手與金屬之間會產生火花放電，有被電擊的感覺，因此在制造地毯時，夾雜一些不銹鋼絲導電纖維以消除靜電。雷電是大自然中云層累積的正負電荷劇烈中和產生的電光、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、空氣摩擦會產生靜電，靜電積累到一定程度正負電荷中和放電會產生電火花，引起爆炸。油罐車靠拖在地上的鐵鏈把靜電導入地下以避免電荷積累造成危害。混紡衣服上常見而又不易拍掉的灰塵，可能因靜電火花點燃某些易燃物體而發生爆炸等，因而生活中需要靜電屏蔽。屏蔽是對兩個空間區域之間進行金屬的隔離，以控制電場、磁場、電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射，即用屏蔽體將元部件、組合件、電纜等或整個系統的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴散或用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。

下面我們來做有關靜電的小實驗

[器材]

紙屑、薄面巾紙、吸管、棉襖毛領、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，把它用毛領摩擦，發現吸引紙屑，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[內外有別]

金屬罐內外壁均用雙面膠粘上絲線，毛領摩擦過的吸管靠近（沒接觸）金屬罐，發現外壁絲線被吸引飄起來，而內壁絲線紋絲不動。一次性塑料杯內壁粘上絲線，摩擦過的吸管靠近塑料杯，發現內壁絲線被吸附過來。

3[旋轉的吸管]

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。把兩根新吸管用毛領摩擦，一根平放至瓶蓋上靜止，第二根靠近它并沒接觸，發現平放吸管被排斥著旋轉起來。把第二根吸管改為綢布摩擦過的玻璃管，靠近平放吸管，發現它被吸引著旋轉起來。把玻璃管與平放吸管充分接觸后，再重復實驗，發現玻璃管靠近甚至接觸平放吸管，它也不動。