《高电压工程》静电篇_256906807

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1、参考文献•罗宏昌，毕载俊，伍学正·《静电实用技术手册》，上海科学普及出版社，上海：1990年12月1高电压工程之静电篇清华大学电机系周远翔2静电篇一、静电起电二、静电测量三、静电危害与防护四、静电应用3一、静电起电111.1静电起电的基本概念1.1.1物质的功函数1.1.2材料的接触与分离带电1.2静电起电现象1.2.1气固、液固、固固起电1221.2.2人体带电4111.1静电起电的基本概念☆静电现象经常能够看到，比较普遍的是：摩擦起电金属接触也感应起电能带电！电晕放电引起的电荷注入还有压电、热电和电解带电等等*静电起电非常容易发生，甚

2、至连金属之间相互接触和分离也能够引起静电带电51111.1.1物质的功函数功函数概念：所谓功函数是指电子克服物质的束缚而越出该物质所需的最小能量功函数单位：以电子伏特(eV)来表示1eV=1.6×10-19J功函数数值范围：各种物质，包括金属、半导体和金属氧化物、高分子固体的功函数的范围大约是3～6eV61.1.2材料的接触与分离带电由于不同的物质具有不同的功函数。在没有外界电场或带电质点的作用下，这些不同功函数的介质相互接触或分离也可以引起静电两种不同的固体，或固体和液体、固体和气体接触后在接触面会形成偶电层，产生接触电位差，由此引起

3、各种方式的带电现象，如固体与固体、气体与固体、液体与固体的接触和分离的带电7例金属与金属接触带电+-当两种金属接触距离达到+-或小于25×10-8cm时，也+-可在两金属接触面处引起+-偶电层，产生接触电位差。+-偶电层的电位差和电荷密相互接触的金属块度关系如右所示式中的φ和φ是两种金V1212属的功函数。而d、e分别e是间距和电子的带电量，0()真空介电常数ε120ed8摩擦带电与静电序列静电序列概念：表征不同物富盖特、福勒(Fukada、质之间摩擦时相互之间对电Fl)Fowler)荷的相对吸附能力1958年测得静电序列

4、带电极性：序列中任意两种（+）云母物质摩擦时，位于上面的物丙烯质带正电，位于下面的物质琥珀带负电聚苯乙烯聚乙烯聚四氟乙烯9断裂带电材料因机械破裂使带电粒子分开，断裂后的两半各带上等量异号电荷+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-++--+-++--+-断裂带电示意图10剥离起电当相互密切结合的物体剥离时，会引起电荷分离，引起分离物体双方带电的现象，+称为剥离起电+剥离带电根据不同的接触面+++积、接触面粘着力和剥离速+++度而产生不同静电量。剥离--------速度不同可产生不同

5、的静电量，高时可达10-7C剥离起电示意图11压电带电-11×10某些材料在机械力作6.0用下产生电荷的效应)2m454.5石英晶体在1×105N/m2的压强下，承(C/c3.0化受压力的两个表面上1.5出现正负电荷，产生电极约0.5V的电位差0.0020406080苎麻加压力和除去压2力均出现电荷压强(kg/cm)苎麻的电极化特性12热电带电若使显示压电效应的晶体（例如电石的晶体）加热，则一端带正电，另一端带负电。冷却时与加热时的带电符号相反，这种现象称为热电现象电解带电概念：固体与液体（电解质溶液）接触时，固体离子将向溶液扩散，

6、在固体和电解质溶液的界面上将有电流流过。随着这一过程的进行，界面上出现偶电层，形成电位差。固体表面的电解：固体相接触时，由于固体表面吸附很薄的水膜或其它液体，因而在固体与固体相接触的间隙之间，也有这样的薄膜，并在这里发生电解现象。当薄膜厚度为100×10-9m时最容易发生电解。在这种电解带电中，由于液体薄膜大大降低固体的表面电阻率，使固体接触分离时界面两侧电荷几乎全部泄漏而不带电带电极性：在电解带电中，无水酸同金属接触时带负电，而无水碱同金属接触时带正电。同理，强酸性材料容易带负电，强碱性材料容易带正电电解偶电层：电解偶电层液体厚度约为（1

7、0～60）×10-10m、电位差约（0.01～0.1）V、电荷密度约0.2C/m0.2C/m213121.2静电起电现象1.2.1气固、液固、固固起电在生产实际中，有各种各样产生静电的可能，典型的可以归纳带电主体和相互作用起电形式为：带电主体：气体、液体、固体起电形式：气体与固体液体与固体固体与固体14气体物质的带电喷雾带电：当高压气体喷出时，如果管内有液体存在，由于与管道内壁和喷嘴内壁面接触，在其界面容易引起电荷的移动，当液体的气流与壁面剥离时，同样会产生电荷分离，作为带电液滴分散于气流中喷射而产生带电单纯的气体，在通常条件下

8、不会引起带电气体中存在悬浮液体微粒时，高压喷出液-气混合物时会引起带电，属于喷雾带电气体中存在悬浮固体微粒时，高压喷出气体会引起带电