随着冬季的来临,你有没有在夜晚脱衣服时,伴随着 “噼里啪啦” 的声响,还能看到一闪一闪的火花,头发也会不受控制地向上竖起。更让人 “酸爽” 的是,不经意间触碰到水龙头、门把手,就会被突如其来的电流 “电” 一下。
这看似不起眼的静电,究竟从何而来?为何在冬季如此频繁地出现?又会对我们的生活和生产带来怎样的影响呢?今天,就让我们一起深入探究这个既有趣又恼人的静电话题。
01静电,从专业角度来讲,是指物体表面存在的静止电荷。
根据美国材料与试验协会(ASTM)在《关于静电的标准术语》中的定义,静电是 “处于相对静止状态的电荷,或存在于物体表面的过剩电荷” 。
我们知道,物质由原子组成,而原子又包含带正电的质子、带负电的电子以及不带电的中子。在正常情况下,物体内的正电荷和负电荷数量相等,处于电中性状态。
然而,在某些特殊情况下,物体内部的电荷分布会发生变化,导致正电荷或负电荷过剩,从而使物体带上静电。
导致静电产生的原因有很多,其中最常见的就是摩擦起电。当两个不同材质的物体相互摩擦时,电子会从一个物体转移到另一个物体上,从而使两个物体分别带上不同性质的电荷。
例如,用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒会失去电子而带上正电荷,丝绸则会得到电子而带上负电荷;相反,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒会带上负电荷,毛皮则带上正电荷。
在我们的日常生活中,类似的摩擦现象无处不在,如走路时鞋子与地面的摩擦、穿衣时衣物之间的摩擦等,都有可能导致电荷分布不均匀,进而使人体或物体带上静电。
除了摩擦起电,感应起电也是静电产生的重要原因之一。
当一个带电体靠近一个不带电的导体时,由于电荷间的相互作用,会使导体内部的电荷重新分布,从而在导体的两端出现等量异种电荷。例如,当我们靠近电视机、电脑显示器等带有静电的家电设备时,人体就可能通过感应的方式带上静电。
我们通常所说的静电现象,不仅仅是电荷的积累过程,更重要的是静电释放的瞬间。
当带有静电的物体与其他导体接触时,电荷会迅速从高电位向低电位流动,形成瞬间的大电流,这就是我们所感受到的 “触电” 现象。
在黑暗的环境中,还能看到放电产生的电火花。
那么,为什么冬季静电现象会比其他季节更加频繁和明显呢?
这主要与冬季的气候条件有关。冬季气候干燥,空气湿度较低。有研究表明,相对湿度在 40% - 60% 之间时,静电产生的概率和强度都会相对较低。当相对湿度低于 30% 时,物体表面的静电就很难通过空气中的水分传导出去,从而导致电荷在物体表面不断积累。
而在夏季,空气湿度较高,静电能够及时通过潮湿的空气消散,所以我们很少能察觉到静电的存在。
虽然静电在日常生活中给我们带来的大多是一些小困扰,但在某些特定领域,静电的危害不容小觑。在工业生产中,静电释放可能会对电子元器件造成严重损坏。电子元器件通常非常精密,对静电非常敏感,即使是微弱的静电放电也可能导致元器件的性能下降甚至完全损坏。据统计,在电子制造行业,约有 30% 的电子元件故障是由静电引起的。
此外,静电释放产生的电火花还可能引发火灾和爆炸等严重事故。
在加油站、化工厂、面粉厂等易燃易爆场所,空气中弥漫着大量的可燃气体、粉尘等,一旦静电放电产生的电火花点燃这些可燃物质,后果将不堪设想。
例如,在加油站,加油枪与汽车油箱口之间的摩擦可能会产生静电,如果不及时消除,就有可能引发火灾。因此,为了防止静电带来的危害,在这些场所都采取了一系列严格的防静电措施。
在工业生产中,为了防止静电对生产过程和产品质量造成影响,通常会采取多种防静电措施。
例如,工作人员需要穿戴防静电服、防静电帽和防静电鞋,这些服装和鞋子的材质具有良好的导电性,能够将人体产生的静电及时导走。同时,还会佩戴防静电手环,通过导线将人体与大地相连,确保人体始终处于零电位状态。
此外,生产车间的地面通常会采用防静电地板,设备也会进行接地处理,以保证静电能够迅速导入大地。
在日常生活中,我们也可以采取一些简单有效的方法来减少静电的产生和危害。
比如,在触摸金属物品之前,可以先摸一下墙壁或地面,通过这种方式将身上的静电释放掉。
在家里可以使用加湿器,增加室内空气湿度,这样有助于静电的消散。
另外,选择纯棉材质的衣物也能减少静电的产生,因为纯棉材质的衣物不容易摩擦起电。
总之,静电虽然看似是一个微不足道的现象,但在我们的生活和生产中却有着不容忽视的影响。通过了解静电的产生原因、危害以及预防措施,我们可以更好地应对静电带来的困扰,让我们的生活更加安全、舒适。
在这个寒冷的冬季,不妨试试这些防静电的小妙招,与静电 “说拜拜”。
文本来源@妈咪说MommyTalk 的视频内容