图片说明稳态时正负电平衡
图片来自于KEYENCE基恩斯网站
图片说明两者间因为接触表面电子转移从而带电
图片来自于KEYENCE基恩斯网站
与其他物质碰触后发生电子转移 左边带正电右边带负电
此失去平衡的状态就称作「静电」。
静电有带正电的「正静电」与带负电的「负静电」。
带有「静电」的物体将呈现电荷平衡不佳的状态,
而电荷平衡不佳的物体会趋向于恢复原本平衡的状态。
如何平衡-放电
带正电的物体与带负电的物体如果相互靠近,带负电一方的负电会想回到带正电的那一方。
这是为了想要取得平衡所致。
一旦两者极度接近时,负电会回到带正电的一端。称为「放电」。
在「物体」与「物体」之间将会有电流流动。
图片说明带静电的两者在接触瞬间做出电荷释放
图片来自于KEYENCE基恩斯网站
一个常见的例子:
电梯按钮带有负电,相反的,这时候的自己带有正电(人体具备容易带正电的特性)。若在此状态下按了电梯的按钮,负电将会流向自己的手,引发电中和的现象,这是因为静电而引起的放电。在触电(身体碰触到电)的状态下,人类会感觉到疼痛。
放电可大可小
依照累积的电量不同而产生一定的风险
冬季手和金属之间的火花、雷雨天气的闪电等现象都属于放电。
图片来自于www.ics.ee.nctu.edu.tw
蓄积的能量与交换速度取决于:
- 电荷量大小
- 物体的大小
- 物体的电容
- 周围介质的相对介电常数。
而人体通常可以等量为一个100~398Pf,电压4000到35000伏特的电容器,当人们触摸物体时,这些能量将在不到1毫秒的时间内释放出来。
虽然释放的能量很小(大约为0.001焦耳的数量级),但仍能对敏感的仪器造成损害。
更大的物体量能储存更多的能量,甚至能对人体造成直接危害,或者产生足以点燃可燃气体或粉尘的电火花。
极端环境的静电累积特例:
- 由于太空环境中湿度非常低,会有大量的静电积累起来,对航天仪器造成危害。
- 登上月球的宇航员在极度干燥的地面行走之后接触航天器时也会发生强烈的放电,会对精密仪器造成影响