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靜電的物理現(xiàn)象及其危害

發(fā)布時間:2016-06-25

帶電物體在其附近空間產(chǎn)生靜電作用,這種由帶電體產(chǎn)生靜電作用的附近空間,稱為靜電作用場。由于靜電場的存在,在帶電體附近便呈現(xiàn)出各種靜電現(xiàn)象,如靜電力學現(xiàn)象、靜電放電現(xiàn)象以及靜電感應(yīng)現(xiàn)象等。并且,由于這些物理現(xiàn)象又將引起各種靜電危害與事故。

  (1) 靜電力學現(xiàn)象及其引起的危害

  帶靜電物體在其附近空間產(chǎn)生的電場具有電能,從而使其他物體具有被吸引或被排斥的作用力。靜電場的作用力僅及磁鐵作用力的萬分之一大小。因此,靜電的力學現(xiàn)象只對于毛發(fā)、紙片、塵埃等輕小物體起作用,而對重物卻不起作用。

  在生產(chǎn)過程中,由于靜電的力學作用將導致粉末堵塞篩網(wǎng),或粉末粘附在輸送管道和管道轉(zhuǎn)彎處而造成輸送不暢。而且靜電斥力還使粉塵飛散,收集困難。在紡織生產(chǎn)中,靜電力會使線紗纏繞、漂絲、繞線不緊,甚至造成線紗混亂而使織機停車。在印刷中,由于靜電力作用而使紙張吸附而造成不能翻頁或套印不準,或因油墨帶電而使印刷不勻。在醫(yī)院,電子器件生產(chǎn)車間和計量容器里,因靜電力而吸附灰塵,造成污染、產(chǎn)品質(zhì)量不良和計量誤差等各種故障和危害。

(2) 靜電放電現(xiàn)象及其引起的危害

  在生產(chǎn)過程中,當物體的靜電積聚到一定程度,或其電位高于周圍介質(zhì)的擊穿場強時,就會發(fā)生靜電放電現(xiàn)象。這種靜電放電現(xiàn)象是電場能量引起帶電體周圍空間的氣體發(fā)生電離而產(chǎn)生的能量釋放過程,即靜電能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮、光能和聲能的過程。

  根據(jù)靜電放電的發(fā)光形態(tài),靜電放電可以分為電暈放電、刷形放電、火花放電以及沿帶電體表面發(fā)光的表面放電。

  電暈放電一般發(fā)生在相距較遠,且表面有尖凸的不同電極間。放電時使局部空氣電離,其放電能量較小。

  刷形放電多發(fā)生在絕緣體上。放電時電極間的空氣被擊穿,形成具有許多分支的放電通道。這種放電能量略大于電暈放電能量。

  火花放電多發(fā)生在金屬物體之間。放電時電極間的空氣被擊穿,形成了很集中的放電通道。此種放電能量釋放快且集中,因此其引燃的危險性最大。

  導體放電時,其上電荷一次全部消失,即靜電場所儲存的能量一次集中釋放,因此有較大危險性。絕緣體放電時,其上電荷不能一次放電全部消失,其靜電場所儲存的能量也不能一次集中釋放,因此危險性較小。但是,當爆燃性混合物的最小引燃能量很小時,絕緣體上的靜電放電火花也能引起混合物燃燒或爆炸。而且,正是由于絕緣體上的電荷不能在一次放電中全部釋放,因此使得帶電絕緣體具有多次放電的危險性。

  靜電放電可導致生產(chǎn)故障,可使半導體元件遭受破壞,并使使用這些元件的電子裝置等發(fā)生誤動作并出現(xiàn)故障;靜電噪聲可引起信息誤差;可引起火災(zāi)和爆炸;以及對人體產(chǎn)生靜電電擊,引起皮炎或皮膚燒傷等傷害。

  (3) 靜電感應(yīng)現(xiàn)象及其引起的危害

  靜電感應(yīng)是在靜電場影響下,引起物體上電荷重新分布的現(xiàn)象。這個表面上的感應(yīng)電荷有正負兩種,而整個物體中的正負電荷則處于平衡狀態(tài),因此其總帶電量為零。但由于表面正負電荷完全分離而存在,因此它和表面帶有靜電是相同的,并由此也將出現(xiàn)上述的靜電力學現(xiàn)象和靜電放電現(xiàn)象。而由于這些靜電現(xiàn)象的存在,又將引起如前所述的一系列靜電危害和事故。被絕緣的良導體如受到靜電感應(yīng)是非常危險的。為此,為了防止液體、粉體輸送作業(yè)中使用的軟管帶、薄膜、繞線骨架、旋轉(zhuǎn)機的轉(zhuǎn)子等受到靜電感應(yīng),都必須進行靜電接地。

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