靜電產(chǎn)生與靜電效應(yīng)
靜電產(chǎn)生與靜電效應(yīng)
通常任何物體所帶有的正負(fù)電荷是等量的,當(dāng)與其它物體摩擦、接觸,并由于機(jī)械作用分離時,因兩種物體摩擦起電序列不同,在一種物體上積聚正電荷,另一種物體則積聚負(fù)電荷,在各物體上產(chǎn)生靜電,并在外部形成靜電場。兩種物質(zhì)互相摩擦是產(chǎn)生靜電的一種方式,但不是唯一方式。像噴涂作業(yè)水滴吸附空氣中的負(fù)離子促成其表面雙電層的形成,也可產(chǎn)生靜電?,F(xiàn)代科學(xué)研究的結(jié)果表明,電效應(yīng)、壓電效應(yīng)、導(dǎo)體(或電介質(zhì))的靜電感應(yīng)都可產(chǎn)生靜電。 靜電荷所產(chǎn)生的靜電場有下列三種物理效應(yīng)對電子工業(yè)影響甚大。
(1) 靜電荷產(chǎn)生的電場力 物體產(chǎn)生靜電后,在其周圍形成靜電場。位于靜電場中的任何其它帶電體都會受到電場力排斥或吸引。按庫侖法則電場力可用下
式表示:
F=Kq1q2/r2
K=1/4πε (1-1)
F——電場力(牛頓)
q1q2——分別為兩帶電體所具有的電荷量(庫侖)
r——兩帶電體之間距離(米)
ε——電容率(8.85×10-12)
當(dāng)兩種物體所帶電荷極性不同時,物體之間產(chǎn)生吸引。電荷極性相同時,之間產(chǎn)生排斥。實驗表明,一般絕緣體或電介質(zhì)產(chǎn)生靜電后,每平方厘米靜電力僅為幾至數(shù)百毫克力。這樣小的力對重物則毫無作用,但對重量僅為幾毫克或更低的毛發(fā)、紙片、塵埃、纖維的吸附作用則非常明顯。
(2) 靜電放電(ESD) 當(dāng)某些電介質(zhì)、導(dǎo)體帶上靜電荷后,盡管所帶電荷量不多,但由于自身對大地分布電容非常小,使得靜電電位較高。當(dāng)垂直于帶電物體表面的靜電電位大約2000伏時,可向空氣放電。對于人體靜電放電,通過實驗可以得知最小放電能量也可以達(dá)到3.12×10-4焦?fàn)?。瞬間的放電電流峰值可以達(dá)幾安培以上。
(3) 靜電感應(yīng) 當(dāng)導(dǎo)體和電介質(zhì)置于靜電場中,在其上感應(yīng)出正或負(fù)靜電荷。靜電感應(yīng)電位可達(dá)數(shù)千伏以上。這樣高的靜電壓能對電子儀器造成不良影響。