一、靜電的定義與特點(diǎn)

1、定義

   靜電即相對靜止的電荷，是物體表面過剩或不足的靜電荷；是物體表面正負(fù)電荷發(fā)生分離的一種物理現(xiàn)象。

2、靜電的基本物理特性

①相互吸引或排斥；

②與大地有電位差；

③會產(chǎn)生放電電流。

3、靜電的特點(diǎn)

①高電位：設(shè)備或人體上的靜電位可達(dá)數(shù)萬至數(shù)十萬伏，操作時常達(dá)數(shù)百至數(shù)千伏（人通常對3kv以下靜電不易感覺到）。

②低電量：通常為毫庫侖（mC,10-3C）、微庫侖級（μC,10-6C）。

③小電流：多為微安級（μA,10-6A）。

④作用時間短：微秒級（μS, 10-6S)。

⑤受環(huán)境影響大：特別是濕度的影響，濕度上升則靜電積累減少，靜電壓下降。

二、靜電產(chǎn)生的原因

1微觀原因（內(nèi)因）

    根據(jù)原子物理理論，電中性時物質(zhì)處于電平衡狀態(tài)。由于不同物質(zhì)的原子的接觸產(chǎn)生電子的得失，使物質(zhì)失去平衡，產(chǎn)生靜電現(xiàn)象。

    物質(zhì)是由分子組成，分子是由原子組成，原子是帶有負(fù)電荷的電子和帶有正電荷的質(zhì)子組成。在正常情況下，一個原子的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)相同，正負(fù)平衡，所以對外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。

    當(dāng)兩個不同的物體相互接觸時，就會使得一個物體失去電荷，電子轉(zhuǎn)移到另一物體，使其帶正電；而另一個得到一些剩余電子的物體帶負(fù)電。若在分離的過程中，電荷難以中和，電荷就會積累，使物體帶上靜電。即一物體與其他物體接觸分離就會帶上靜電。

2宏觀原因（外因）

①物體間摩擦生熱，激發(fā)電子轉(zhuǎn)移。

②物體間的接觸和分離產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移。

③電磁感應(yīng)造成物體表面電荷的不平衡。

④摩擦和電磁感應(yīng)的綜合效應(yīng)。

三、靜電起電定義及方式

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1靜電起電定義：

  靜電起電包括正負(fù)電荷發(fā)生的一切過程。如：通過固體與固體表面，固體與液體表面之間的接觸、摩擦、碰撞，固體或液體表面的破裂等機(jī)械作用產(chǎn)生的正負(fù)電荷分離。也包括氣體的離子化，噴射帶電以及粉塵、雪花和暴風(fēng)雨中的帶電現(xiàn)象。

2靜電起電方式：

①摩擦起電：電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體（電子得失）；

②接觸起電：實(shí)際上是電荷發(fā)生了轉(zhuǎn)移。一個帶電的物體與一個不帶電的導(dǎo)體接觸，使導(dǎo)體帶上同種電性的電荷過程（比例分配）；

*異種電荷接觸，先中和后平分。

規(guī)律：兩個完全相同的導(dǎo)體接觸，均分剩余電量。

③感應(yīng)起電：當(dāng)一個帶電體靠近導(dǎo)體時，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號電荷，遠(yuǎn)離的一端帶同號電荷，這種現(xiàn)象稱為靜電感應(yīng)。如下圖：

                 

規(guī)律：近端感應(yīng)異種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷。

*起電方式還包括：熱電、壓電、沖流、冷凍、電解、溫差等。

*靜電產(chǎn)生的物理過程：

接觸、分離和感應(yīng) → 電荷轉(zhuǎn)移 → 偶電層形成 → 電荷分離 → 靜電產(chǎn)生

*起電的本質(zhì)：

無論是哪種起電方式，其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開，使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷。

3影響材料起靜電的因素：

①材料本身起靜電性能，物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是決定靜電帶電序列的主要因素，直接影響起電符號和帶電量的大小：

  ⅰ：物質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)組成。

  ⅱ：物質(zhì)表面的化學(xué)組成（如污染、氧化、吸附等）。

  ⅲ：分子結(jié)構(gòu)，取向性（拉伸改變分子取向使帶電狀態(tài)發(fā)生變化），結(jié)晶性。

  ⅳ：物體形狀，大小，空間位置（決定物體帶電電量的極限值）。

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②接觸的緊密程度，壓力，摩擦的速度：

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    摩擦，壓力等因素不是靜電起電的必要條件，單純的“接觸--分離”會使物體帶電，但摩擦等因素可以增強(qiáng)起電效應(yīng)。

③環(huán)境的溫、濕度：

   △環(huán)境溫濕度的變化，會引起物質(zhì)表面及其周圍介質(zhì)電導(dǎo)率的變化，從而使物體上所帶電荷通過物體表面和周圍介質(zhì)泄露的快慢程度發(fā)生變化，影響物體靜電帶電的電量。

   △環(huán)境濕度RH＞80%時，任何物體所帶靜電電量都很小；而RH＜30%且溫度較低時，物體因靜電起電的電量可以很大；RH＞40%時，靜電量急劇下降；RH＞60%時，靜電量趨于穩(wěn)定。