静电的应用及危害

黄才发

空气干燥的冬季，漆黑的夜晚，我们脱尼龙、毛料衣服时，会发出火花和“噼里啪啦”的响声;用塑料梳子梳头发，彼此间相互吸引，难分难舍，且越梳头发越蓬松;有时伸手去拉金属门把手时，有被电击的感觉;油罐车拖在地上的铁链，通信电缆外面包的铅皮起什么作用？雷电如何形成的？你知道静电复印、静电除尘、静电喷涂、静电植绒的道理吗？这些都跟静电有关。

静电是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电。静电无处不在，它存在于我们周围的一切物质之中，包括人类在内的生物和非生物。为什么平时我们感觉不到这些物体带电？原来物质同时带有两种电荷：正电荷和负电荷，正负电荷数目一样多，抵消，呈中性不带电状态。通过摩擦、感应、接触等方式让电荷发生转移出现多余的电荷使物质带上电，带电体具有吸引轻小物体的性质。丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。比如用塑料梳子梳头发，原本梳子、头发均中性不带电，通过两者间摩擦，头发中的电子跑到梳子上，头发带上正电，梳子带上负电，异种电荷相互吸引，所以头发随梳子飘起来。头发都带正电，同种电荷相互排斥，导致头发越梳越蓬松。

静电现象作为自然界中非常常見的物理现象，在生活中处处可以观察到。随着现代科技的高速发展，静电的应用更为广泛。 静电复印机可大大提高复制速度;用静电可以选矿和选种;静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电防腐、静电冷却、静电除垢、静电印花、静电涂敷（如油、油漆）、静电分离、静电加料器、静电火箭发动机等在各个领域大显神通，造福人类。静电喷涂是利用喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生吸引力，把油漆吸到表面。静电植绒是使绒毛带电，植在涂有粘着剂的纺织物上，形成像刺绣似的纺织品。静电除尘可以消除烟气中的煤粉，除去有害微粒，净化环境，或者回收物资，如回收水泥粉尘。除尘器由金属管和悬在管中的金属丝组成，分别接高压电源的正极与负极，管、丝之间形成强电场，金属丝附近的空气分子被强电场电离，成为电子和正离子。电子向着正极金属管运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极金属管上，最后在重力的作用下落入漏斗中，达到除尘目的。静电复印可以快捷、方便地把图文资料复印到纸上，其中心部件是硒鼓。复印每一页材料都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤。充电使硒鼓表面带正电荷，曝光利用光学系统将原稿上字迹的像成在硒鼓上，带正电荷，硒鼓上留下字迹的“静电潜像”。显影是带负电的墨粉被带正电的“静电潜像”吸引，吸附在“静电潜像”上，显出墨粉组成的字迹。转印是带正电的白纸将带负电的墨粉吸引到白纸上。纸送入定影区，墨粉在高温下熔化，浸入纸中，形成牢固的字迹。

万物有利则有弊， 静电给人们带来好处的同时，也存在着一定危害，因而我们也要对其采取必要的防护。静电会使人感到疲劳、烦躁、失眠、头痛。在地毯上行走的人，与地毯摩擦带静电，若电荷足够多，当他伸手去拉金属门把手时，手与金属之间会产生火花放电，有被电击的感觉，因此在制造地毯时，夹杂一些不锈钢丝导电纤维以消除静电。雷电是大自然中云层累积的正负电荷剧烈中和产生的电光、雷声、热量。避雷针作用是将雷电电流通过自身的接地导体传向地面，保护建筑物、高大树木等避免雷击。油罐车在运输过程中油与罐壁、空气摩擦会产生静电，静电积累到一定程度正负电荷中和放电会产生电火花，引起爆炸。油罐车靠拖在地上的铁链把静电导入地下以避免电荷积累造成危害。混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘，可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸等，因而生活中需要静电屏蔽。屏蔽是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场、电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射，即用屏蔽体将元部件、组合件、电缆等或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散或用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。

下面我们来做有关静电的小实验

[器材]

纸屑、薄面巾纸、吸管、棉袄毛领、绸布伞套、玻璃管、塑料瓶、丝线、金属罐、塑料板、剪刀、双面胶、一次性塑料杯

1[跳动的纸屑]

新拆一根吸管不吸引纸屑，把它用毛领摩擦，发现吸引纸屑，有些吸附上的纸屑又跳动离开吸管，吸管靠近薄面巾纸，它被神奇吸引。

2[内外有别]

金属罐内外壁均用双面胶粘上丝线，毛领摩擦过的吸管靠近（没接触）金属罐，发现外壁丝线被吸引飘起来，而内壁丝线纹丝不动。一次性塑料杯内壁粘上丝线，摩擦过的吸管靠近塑料杯，发现内壁丝线被吸附过来。

3[旋转的吸管]

第一根新吸管平放至塑料瓶盖上静止，第二根新吸管靠近它，没反应。把两根新吸管用毛领摩擦，一根平放至瓶盖上静止，第二根靠近它并没接触，发现平放吸管被排斥着旋转起来。把第二根吸管改为绸布摩擦过的玻璃管，靠近平放吸管，发现它被吸引着旋转起来。把玻璃管与平放吸管充分接触后，再重复实验，发现玻璃管靠近甚至接触平放吸管，它也不动。