静电产生的原理和方式(你了解静电的物理原理吗)
您是否曾经因碰过门把手而感到惊吓,或者在特别寒冷干燥的日子里看到头发变得卷曲?如果您有任何这些经验,说明您遇到了静电,它描述在一个位置中电荷的积累(正电荷或负电荷),也称为“静电力”。
【静电知识点】
- 当电荷聚集在一个地方时,就会产生静电。
- 物体总电荷通常为零,因此积累电荷需要将电子从一个对象转移到另一个对象。
- 有几种转移电子并建立电荷的方式:摩擦(摩擦电效应),传导和感应。
静电的原因
电荷(定义为正电荷或负电荷)是一种物质的特性,可引起两种电荷吸引或排斥。当两种电荷相同时(正电荷或负电荷),它们将互相排斥。当它们不同时(一个正面和一个负面),它们将吸引。
当电荷聚集在一个地方时,就会产生静电。通常,物体既不带正电也不带负电,它们的总电荷为零。积累电荷需要将电子从一个物体转移到另一个物体。
从表面除去带负电的电子将使该表面带正电,而向表面添加电子将使该表面带负电。因此,如果电子从物体A转移到物体B,则物体A将带正电,物体B将带负电。
摩擦充电(摩擦电效应)
摩擦电效应 是指当电荷(电子)通过摩擦在一起时从一个物体转移到另一个物体。例如,当您在冬天穿袜子穿在地毯上时,可能会产生摩擦电效应。
当两个物体都是电绝缘时,往往会发生摩擦起电效应,这意味着电子无法自由流动。当两个物体摩擦在一起然后分开时,一个物体的表面获得了正电荷,而另一物体的表面则获得了负电荷。分离后的两个物体的电荷可以从摩擦起电排序中预测出来,该摩擦起电顺序中的材料按其倾向于带正电或负电的顺序列出。
因为电子不能自由移动,所以除非将两个表面暴露于导电材料,否则这两个表面可以保持很长时间。如果用金属这样的导电材料去接触带电表面,电子将能够自由移动,表面上的电荷会被去除。
这就是为什么在因静电而卷曲的头发上加水会去除静电的原因。包含溶解离子的水(例如自来水或雨水的情况)是导电的,并且将清除积累在头发上的电荷。
通过传导和感应充电
传导是指当物体相互接触时电子的转移。例如,带正电的表面在接触中性充电的物体时可以获取电子,从而使第二个物体变为带正电,而第一个物体的带正电荷变得比以前少。
感应不涉及电子的转移,也不涉及直接接触。相反,它使用的原理是“类似的电荷会排斥而相反的电荷会吸引”。感应发生在两个电导体上,因为它们允许电荷自由移动。
这是感应充电的例子。想象一下,两个金属物体A和B彼此接触放置。带负电的物体放置在物体A的左侧,这排斥了物体A左侧的电子,并使电子移动到物体B。然后当A,B两个物体分离后,电荷将自身重新分布在整个物体上,总体上使对象A带正电,而对象B带负电。
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