电荷与静电

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引言

带电粒子的运动是电能的来源。从带电粒子的动能或势能获得的能量就是电能。带电粒子是指带有电荷的原子、分子或离子。带电粒子之间的吸引或排斥力遵循库仑定律。电是重要的能量形式。当带电粒子之间的吸引力发生扰动时，原子就会获得或失去电子。这些自由电子是电能的载体。电是电荷的运动。

什么是静电荷？

通常，材料是由电中性的原子构成的，因为质子和电子的数量相等。当两种材料靠近并相互接触时，它们会共享电子。也就是说，一种材料的电子会转移到另一种材料，从而在它们之间形成电荷分离。这会导致电荷不平衡。材料内部或材料之间的电荷不平衡称为静电。当气球与布料摩擦时，由于电子进入气球，气球会带负电。因此，气球会粘在墙上。这是由于气球上感应的静电荷造成的。

什么是电流？

只有具有自由电子的材料才能产生电流。在电流中，由于电荷载流子的流动而做功，这等于所施加的力。这里，一种能量转化为另一种能量。例如，电流用于驱动风扇等。电分为两种：交流电和直流电。在交流电中，电流在两个方向上流动。直流电则只在一个方向上流动。如果电子之间的键合较弱，则称为导体。如果电子之间的键合较强，则称为绝缘体。

接触静电的生物学影响是什么？

在产生静电的过程中会产生火花放电。这可能会对人类造成影响。静电对人体的危害很大。它可能导致人体生理或卫生问题。有时，静电的影响可能会使头发或皮肤毛囊竖立。

如何避免静电？

• 与地毯或其他材料接触的鞋类可能会产生静电，并可能让人感到电击。橡胶是一种绝缘体，如果与地毯摩擦，可能会产生电击，为避免这种情况，最好穿皮鞋而不是橡胶鞋。

• 羊毛在与织物摩擦时也会产生静电，因为它是一种导体。因此，最好穿棉袜而不是羊毛袜。

• 选择合适的衣物对于避免静电很重要。因为某些织物在摩擦时会产生静电。

• 防静电腕带是避免静电的非常好的方法。虽然选择合适的衣物和鞋类很重要，但使用防静电腕带是克服静电的最明智方法。

• 烘干机片也是避免静电的有效方法。

• 外出前滋润皮肤有助于避免在公共场合发生静电电击。

静电的特征

• 静电产生恒定的电场。

• 材料正负电荷的不平衡会导致静电。

• 它可以在导体和绝缘体中都发生。

• 在静电中，电流不是连续的。

• 水分会影响静电。因此，静电通常在干燥季节发生。

• 导致静电的电荷处于静止状态。

• 闪电是大气中的空气与云层摩擦产生的静电形式。除了闪电之外，静电不会产生较高的电流。

• 静电的速度或多或少等于光速。它能达到数千伏特。

静电和电流的区别

静电	电流
材料表面带电粒子的分离会导致静电。	带电粒子的流动会导致电流。
导体和绝缘体都会产生静电。	电流只可能在导体中产生。
带负电的粒子从一种材料转移到另一种材料会导致静电。	电子的运动会导致电流。
在静电过程中不会产生磁场。	电场产生电流。因此，会产生感应磁场。
静电场只持续很短时间。	电流持续时间较长。
静电可以使用金箔验电器测量。	电流使用模拟表和数字表测量。
闪电和由于气球与头发摩擦而产生的静电荷是一些静电的例子。

结论

带电粒子的流动是电能的来源。静电是由带电粒子的分离引起的。本文讨论了有关静电荷和静电的事实。还讨论了接触带电粒子的生物学影响以及如何避免静电。还讨论了静电的特征以及静电和电流之间的区别。

常见问题

Q1. 电力的来源有哪些？

A1. 电力的来源主要有三种，如下所示。

• 化石燃料是一种天然存在的产生电力的材料。

• 核能是一种由放射性元素产生的不可再生资源。

• 可再生资源，如生物质能、地热能、水力能、太阳能和风能。

Q2. 什么会导致静电？

A2. 两种材料之间的摩擦接触、高能辐射、热量变化和强电场是导致静电的原因。

Q3. 请列举一些会导致静电的材料组合。

A3. 某些材料的组合会产生静电。例如，皮肤和聚酯服装、梳头和皮毛以及有机玻璃棒等组合会导致静电。

Q4. 什么是摩擦起电效应？

A4. 当不同类型的材料相互接触时，会发生电子的共享。在它们分离后，其中一种材料会变得带电，这被称为接触起电。摩擦起电效应是接触起电的一种形式。

Q5. 如今静电有哪些用途？

A5. 静电如今有着广泛的应用。它们被用于超级电容器、压电材料、激光打印机、复印机、晶体麦克风以及静电喷漆和沉淀器。空气清新剂也使用静电。警用泰瑟枪、电围栏、回旋加速器等加速器、电视中的阴极射线管以及示波器也都使用静电。