❶ 急求大学物理实验报告 用模拟法测绘静电场 磁效应测量实验
用模拟法描绘静电场
静电场是由电荷分布决定的。给定区域内的电荷分布和介质分布及边界条件,可根据麦克斯韦议程组和边界条件来求得电场分布。但大多数情况下求出解析解,因此,要靠数字解法求出或实验方法测出电场分布。
【实验目的】
1.学会用模拟法描绘和研究静电场的分布状况。
2.掌握了解模拟法应用的条件和方法。
3.加深对电场强度及电势等基本概念的理解。
【实验仪器】
导电液体式电场描绘仪,同轴电极,平行板电极,白纸(自备)
【实验原理】
直接测量静电场是很困难的,因为仪表(或其探测头)放入静电场中会使被测电场发生一定变化。如果用静电式仪表测量,由于场中无电流流过,不起作用。因此,在实验中采用恒定电流场来模拟静电场。即通过测绘点定电流场的分布来测绘对应的静电场分布。
模拟法的要求是:仿造一个场(称为模拟场),使它的分布和静电场的分布完全一样,当用探针去探测曲势分布时,不会使电场分布发生畸变,这样就可以间接测出静电场。
用模拟法测量静电场的方法之一是用电流场代替静电场。由电磁学理论可知电解质(或水液)中稳恒电流的电流场与电介质(或真空)中的静电场具有相似性。在电流场的无源区域中,电流密度矢量和静电场中的电场强度矢量所遵从的物理规律具有相同的数学形式,所以这两种场具有相似性。在相似的场源分布和相似的边界条件下,它们的解的表达式具有相同的数学模型。如果把连接电源的两个电极放在不良导体如稀薄溶液(或水液)中,在溶液中将产生电流场。电流场中有许多电位彼此相等的点,测出这些电位相等的点,描绘成面就是等位面。这些面也是静电场中的等位面。通常电场分布是在三维空间中,但在水液中进行模拟实验时,测出的电场是在一个水平面内的分布。这样等位面就变成了等位线,根据电力线与等位线正交的关系,即可画出电力线。这些电力线上每一点切线方向就是该点电场强度的方向。这就可以用等位线和电力线形象地表示静电场的分布了。
检测电流中各等位点时,不影响电流线的分布,测量支路不能从电流场中取出电流,因此,必须使用高内阻电压就能消除这种影响。当电极接上交流电压时,产生交流电场的瞬时值是随时间变化的,但交流电压的有效值与直流电压是等效的(见附录),所以在交流电场中用交流电压表测量有效值的等位线与直流电场中测量同值的等位线,其效果和位置完全相同。
模拟法的应用条件是“模拟场“的基本规律或所满足的数学议程要与被模拟的场完全一样,这种模拟为数学模拟。恒定电流场和静电场满足相似的偏微分方程,只要带电体(即电极)的形状和大小,它们之间的相对位置以及边界条件一样。那么这两个场的分布就是一样的。
根据静电场与恒定电流场的对应关系,上述静电场可以用下面的恒定电流场来模拟:两长直同轴圆柱形导体,内圆柱半径为a,外圆筒内半径为b,其间充以电容率为 的均匀电介质,内外圆柱保持电势差V0=VA—VB。只要我们测出模拟恒定电流场的分布,则可得出被模拟静电场的分布。
不用形状的电极,可以模拟不同形状的静电场,如平行板电极,可以模拟平行板电容器中的静电场。
图a 图b
如图a所示为一个同轴圆柱电极,内电极半径为a,外电极半径为b,内电极电势Va,外电极电势Vb=0,在两极间距轴心r处的电势为:
,
由高斯定理知半径为r的圆柱面上的电场是:
式中λ是圆柱面单位长度上的电量,ε是两极间介电常数,由两式可得
当r=b时, ,则 ,代入上式有:
此式即为同轴圆柱电极间静电场中的电势分布公式。
若在同轴圆柱电极间充填均匀不良导体,在该电极间将形成稳定的电流场。同上道理,也可推导出稳定电流场中的电势分布公式为
比较两个公式不难看出,它们都满足高斯定理的拉普拉斯方程,其电势分布是相同的。而稳定电流场不会因为探针的引入导致电场畸变,所以完全可用电极尺寸相同,边界条件一样的稳定电流场来模拟静电场进行探测,从而间接描绘出静电场的分布状况。
【实验内容及步骤】
1.按线路图连接线路(图b为同轴圆柱电极)。
2.用水准仪调平水槽架底座。在水槽内注入一定量的水,在水槽架上层压好白纸,用于记录测绘点;接通电源,电压调至10V,其值由数字电压表置“输出”时读出,探针置于水槽外。
3.将探针与内电极紧密接触,电压显示为10V,其值由数字电压表置“检测”时读出。若电压显示为0V,则改变电源电压输出极性。
4.让探针在两极间慢慢移动,依次测出电压分别为7.0V、5.0V、3.0V、1.0V的等势线,每一个等势线8个测量点。
5.用探针沿外电极内、外侧分别取三个和一个记录点,用于确定电极的圆心和外电极的厚度;记录内电极直径和外电极内直径。
6.用平行板电极换下同轴圆柱电极重复(2、3)两个步骤,分别沿7.5V、5.0V、2.5V三个等势线各记录8个测量点(均匀分布),并做出确定电极位置的测量点。
7.在平行板电极测量纸上用不同符号标注出各等势线上的测量点和等势线数值,画出电极,绘出实验等势线和电场线。
8.在同轴圆柱电极记录纸上,用几何方法确定圆心,画出内、外电极,用不同符号标注出各等势线上的测量点和等势线数值,绘出理论等势线(根据公式计算)和电场线。
9.量出同轴圆柱电极记录纸上等势线各测量点到圆心的距离,求出平均值。在半对数坐标纸上绘出Vr/Va~lnr理论曲线,标出对应的实验测量点 ,画出实验曲线。
【实验教学指导要点】
1.模拟场除满足与被侧场有相似地数学方程和边界条件外,还要求水槽底座一定要水平,溶液导电率远小于电极且处处均匀,电源必须是一定频率的交流电,以防止电介质的极化。
2.水槽中装入的水不可漫过电极上表面。
3.导线的连接一定要牢固,避免因接触电阻而导致输出电压达不到要求。
4.描绘电场线应始于高电势电极的外表面,终止于低电势电极的内表面,且处处与等势线垂直。电场线的密度反映了电场强度的大小。
5. 上层记录纸上打点时,不要用力过猛,轻轻按即可,以免移动电极,带来误差。
6. 做实验时,要确定圆心;要确定电极位置;除此之外,还要描出两极板之间的区域外向外延伸的边缘效应。
7. 作图时,不仅要画出等势线,还应画出电场线(起于正电荷,止于负电荷)。
a
b
同轴圆柱电极电场分布
平行板电极电场分布
10.0V
7.5V
5.0V
2.5V
0.0V
8. 在半对数坐标纸上作图时,要把理论直线和实验直线同时作出。
Vr /Va~ln r曲线
Vr /Va
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.3 0.4 0.6 0.8 1 2 3 4 5 6 7 89 r (cm)
此图用半对数坐标纸进行绘制,纵向为均匀分布,横向为对数分布。图中理论曲线为过(ln a, 1)和(ln b, 0),线上四点为实际测量点。
9. 在电极间加上直流电压时所形成的电场是不随时间变化的,是稳定的。如果在电极间加交流电压,电场将随时间而变,场面稳定。但考虑到直电极间加上不同值的直流电压时,场中相对的电势值一定的等势线或面的几何形状和位置都不变。既接交流电压时,可看作在电极上块速变换不同值的直流电压(包括极性)。因此,在交流电场中测定的相对电势线和直流电场中测定的同值相对电势等势线,其开头和位置都完全相同。但必须指出这里的完全相同是有条件的。我们所选的交流电的频率不能高,否则会出现电极间点电势不是目前增减的效应。我们选用的是50HZ的交流电,场中的电极和不良条件互相杨成电容的影响可以忽略不计。完全符合条件。
【实验随即提问】
1.提问:本实验对静电场的测绘采用的是什么方法?为什么要用此方法?
回答:采用的是模拟法测绘静电场。因为直接测量静电场的分布,需用探针对空间各点逐点进行测量。当把探针放入静电场后,由于静电感应,探针上会产生感应电荷,则会改变原电极的电荷分布,从而引起原电场的畸变。显然直接测量不可行,所以采用模拟法来进行测绘。
2.提问:模拟法分为哪两种模拟,其应用的条件是什么?本实验采用的是哪一种模拟?
回答:模拟法分为物理模拟和数学模拟。物理模拟的应用条件为物理相似和几何相似,即模型和原型都遵从同样的物理规律;模型的几何尺寸与原型的几何尺寸成比例的放大或缩小。数学模拟应用的条件为模型与原型在物理实质上可以完全不同,但它们都遵从相同的数学规律,即满足相似的数学方程,还要带电体(即电极)的形状和大小,它们之间的相对位置以及边界条件一样。用恒定电流场模拟静电场采用的是数学模拟。
3.提问:为什么不良导体内的电场分布与真空中的静电场分布相同?
回答:因为在不良导体内没有电流通过时,其中任一宏观体积元中的正负电荷数量相等,没有净电荷,呈电中性。当有直流电流通过时,单位时间内流出体积元的电荷被流入的同号电荷所代替,体积元内正负电荷数量还是相等,因而整个体积内呈电中性。换言之,真空中的静电场是由电极上的电荷产生的,而在有恒定电流通过的不良导体中,电场也是由电极上的电荷产生的。不同的是静电场中电极上的电荷静止不动,而恒流场中电极上的电荷一边流失,一边由电源随时补充,在动态平衡状态下保持电荷的数量不变。所以,两种状况下电场的分布是相同的。
4.提问:用恒定电流场模拟静电场的实验条件是什么?
回答:实验条件首先要求不良导体在两极间区域内其电导率是常数,并保持其厚度不变;其次要求测量电势的仪表中基本上无电流通过。从本质上讲就是要保证测量时,恒定电流场的电位分布在极间区域内和边界上不会因测量操作而发生改变。
5.提问:实验中如何做测量点?
回答:⑴ 同轴柱形电极沿半径做测量点。
首先沿与实验者垂直的两个半径做测量点,沿半径由高电势向低电势(由中心电极向外电极)依次做四个测量点;再反方向沿另一个半径线做四个测量点;其次沿水平方向的两个半径做测量点,最后再做左斜和右斜的四个半径线,其布局如同一个“米”形。这样做测量点的优点在于不会遗漏测量点,同时也可使同一条等势线上的测量点均匀分布。做完所有等势线上测量点后,还需沿外电极外沿做三个测量点,以确定电极的圆心。
⑵ 平行板电极沿等势线做测量点,由高电势向低电势依次做出等势线。
沿等势线做测量点时,不可只局限于电极两端之间的区域内,一定要向外延伸扩展。因为实验中的平行板电极是有限长的,在电极两端电场存在边缘效应,所以,在测量中沿等势线先在中间做四个测量点,其次在电极两端各做一个测量点,然后向两端外延约1厘米再各做一个测量点,最后,再沿两个电极板的四个角各做一个测量点,确定电极的位置。
6.提问:如何绘制电场分布图?
回答:⑴ 同轴柱形电极:
首先根据外电极外沿的三个测量点,用几何作图法确定圆心,由测出的半径a、b,画出完整的同轴柱形电极。由公式算出各等势线的理论半径值,按理论半径值画出等势线。用同一种符号标出同一等势线上的八个测量点,并注明等势线的量值。再依据电场线与等势线处处正交的特性,画出电场线,标出其方向(由公式E=-dU/dr知,电场的方向是由高电势指向低电势)。
因为在静电平衡状态下,导体内部电场为零,电荷分布于导体表面。所以电场线始于中心电极的外表面,终止于外电极的内表面。
最后写出图名(同轴柱形电极电场分布图)。
⑵ 平行板电极
根据确定电极位置的测量点画出两电极板,分别用光滑曲线连接同一电势的八个测量点,画出等势线,用同一种符号将测量点标出,并注明等势线量值。与同轴电极一样,画出电场线及其方向。在画电场线时,要特别注意靠近极板两端电场的边缘效应。写出图名(平行板电极电场分布图)。
7.提问:如何为什么对柱形电极要用单对数坐标纸作图?怎样用单对数坐标纸作图?
回答:由极间电势的公式 知, 仅仅只是坐标r的函数,所以用单对数坐标纸可以表现出 与r的线性关系,且作图比较便捷。
单对数坐标纸(又称半对数坐标纸)在制作时已将某个轴向取好对数,从坐标纸上看刻度值,一个轴向是均匀分布,而另一个轴向则是对数分布。在做同轴柱形电极“ ~ 理论曲线”图时,在坐标纸上以均匀分布刻度为纵轴取名 ,以对数分布刻度为横轴取名r(cm),以点(lna,1)和点(lnb,0)为端点,画出理论直线。然后,分别量出各等势线上八个测量点的实际半径记录于数据表中,并算出各等势线实际平均半径值,在坐标纸上描出平均值点,观察其是否落在理论直线上。
8.提问:能否模拟平行轴电线或带有等量异号电荷的平行长直圆柱体的电场?为什么?
回答:能。由电磁学理论可知电解质(或水液)中稳恒电流的电流场与电介质(或真空)中的静电场具有相似性。在电流场的无源区域中,电流密度矢量和静电场中的电场强度矢量所遵从的物理规律具有相同的数学形式,所以这两种场具有相似性。在相似的场源分布和相似的边界条件下,它们的解的表达式具有相同的数学模型。如果把连接电源的两个电极放在不良导体如稀薄溶液(或水液)中,在溶液中将产生电流场。电流场中有许多电位彼此相等的点,测出这些电位相等的点,描绘成面就是等位面。这些面也是静电场中的等位面。通常电场分布是在三维空间中,但在水液中进行模拟实验时,测出的电场是在一个水平面内的分布。这样等位面就变成了等位线,根据电力线与等位线正交的关系,即可画出电力线。这些电力线上每一点切线方向就是该点电场强度的方向。这就可以用等位线和电力线形象地表示静电场的分布了。
9. 提问:请给出模拟平面板与其中垂面上长直带电圆柱体的电场的主要步骤?
回答:(1).按线路图连接线路。
(2).用水准仪调平水槽架底座。在水槽内注入一定量的水,在水槽架上层压好白纸,用于记录测绘点;接通电源,电压调至10V,其值由数字电压表置“输出”时读出,探针置于水槽外。
(3).将探针与内电极紧密接触,电压显示为10V,其值由数字电压表置“检测”时读出。若电压显示为0V,则改变电源电压输出极性。
(4).让探针在两极间慢慢移动,依次测出电压分别为7.5V、5.0V、2.5V的等势线,每一个等势线8个测量点。
(5).用探针沿带电圆柱体电极外侧取三个记录点,用探针沿带电平面板电极外侧取四个记录点,用于确定电极的圆心和电极的厚度。
(6). 在测量纸上用不同符号标注出各等势线上的测量点和等势线数值,画出电极,绘出实验等势线和电场线。
❷ 防雷防静电检测报告从哪儿出
防雷中心已经逐来渐退出防雷检测自,据说以后会以监管为主,当然他们也成立了一些相应的部门,如深圳为深圳市气象公共安全技术支持中心、广东省为:广东省气象防灾技术服务中心,社会上也有一些质量技术监督局发的CMA资质证书(非消防类含的防雷检测和实验室的防雷装置检测,他们检测依据不同)如:中山中悦、中山中衡、广州普天、深圳普天等
❸ 静电场模拟实验报告
function elab1
[x,y]=meshgrid(-2:.2:2);
D1=sqrt((x+1).^2+y.^2).^3+eps;
D2=sqrt((x-1).^2+y.^2).^3+eps;
Ex=(x+1)./D1+(x-1)./D2;
Ey=y./D1+y./D2;
E=sqrt(Ex.^2+Ey.^2)+eps;
Ex=Ex./E;Ey=Ey./E;
quiver(x,y,Ex,Ey)
❹ 静电消除的三种原理是什么
消除静电只有一种原理:用同数量的异种电荷进行中和。
冬天到了,这是个回摸么电么的季节。答
一个降低伤害的有效方式,裸手拿金属物(如钥匙)去触碰接如暖气片,金属栏杆等,可以达到彻底放电的目的,而又避免静电伤害。(金属物的作用就是避雷针)
❺ 静电产生的原理及如何防止静电带来的危害
摩擦会产生静电
静电的危害很多,它的第一种危害来源于带电体的互相作用。在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电,如果不采取措施,将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作,使飞机变成聋子和瞎子;在印刷厂里,纸页之间的静电会使纸页粘合在一起,难以分开,给印刷带来麻烦;在制药厂里。 由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的纯度;在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污,形成一层尘埃的薄膜,使图像的清晰程度和亮度降低;就在混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘,也是静电捣的鬼。静电的第二大危害,是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。漆黑的夜晚,我们脱尼龙、毛料衣服时,会发出火花和“叭叭”的响声,这对人体基本无害。但在手术台上,除电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和病人;在煤矿,则会引起瓦斯爆炸,会导致工人死伤,矿井报废。
总之,静电危害起因于用电力和静电火花,静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸。人们常说,防患于未然,防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量,改造起电强烈的工艺环节,采用起电较少的设备材料等。最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地,这样可以把电荷引人大地,避免静电积累。细心的乘客大概会发现;在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷,飞机着陆时,为了防止乘客下飞时被电击,飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线; 以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。我们还经常看到油罐车的尾部拖一条铁链,这就是车的接地线。适当增加工作环境的湿度,让电荷随时放出,也可以有效地消除静电。潮湿的天气里不容易做好静电试验,就是这个道理。科研人员研究的抗静电剂,则能很好地消除绝缘体内部的静电。
然而,任何事物都有两面性。对于静电这一隐蔽的捣蛋鬼。 只要摸透了它的脾气,扬长避短,也能让它为人类服务。比如, 静电印花、静电喷涂、静电植绒、静电除尘和港电分选技术等, 已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电也开始在淡化海水,喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手,甚至在字宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。
❻ 静电产生的主要原因是什么
静电是一种处于静止状态的电荷。在干燥和多风的秋天,在日常生活中,人们常常会碰到这种现象:晚上脱衣服睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,静电会让人感到疼痛。下面就让我为大家介绍静电产生的主要原因,希望对大家有帮助。
静电产生的原因
我们知道,物质都是由分子组成,分子是由原子组成,原子中有带负电的电子和带正电的质子组成。在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子而进入其他的原子,使原子因缺少电子数而带有正电现象,另外的原子因增加电子数而呈带负电现象。这种物体表面所带过剩或不足的相对静止不动电荷,称之为静电。引起静电的方式通常有固体起电、感应起电、摩擦起电、人体带电等等。
人体带电主要有三种形式。一是接触分离带电,即人在活动中衣服之间,与外界物质之间的摩擦,鞋与地面接触分离。二是感应带电;三是吸附带电,当人体在具有带电微粒空间活动时,由于带电微粒被人体所吸附,使人体带电。某些外界因素对静电产生的影响非常大,最主要的要数人体和湿度了。
人为因素
由于人在不停地运动,人的身体很容易带上静电荷;人的皮肤、头发和身体这样的绝缘材料会储存相当大数量的静电荷;由于人在操作,会将人体的静电传输(发射)电荷到元器件或设备上。
低湿度(空气干燥)
湿度对静电的积累和消散的影响很大,湿度较低时,静电电位高;湿度较高时,静电电位低。这主要因为湿度较高时,绝缘材料表面吸附了水分子(有时还有导电杂质)而降低了绝缘,便于静电泄漏。不同物质受湿度影响不同,吸湿性大的,容易被水份润湿,受湿度影响较大;吸湿性小,受湿度影响也小。如玻璃表面,易被水润湿,而石蜡、聚四氟乙烯等不易被水润湿的物质,受湿度的影响较小。
静电的介绍静电并不是静止的电,是宏观上暂时停留在某处的电。人在地毯或沙发上立起时,人体电压也可高1万多伏,而橡胶和塑料薄膜行业的静电更是可高达10多万伏。
物质都是由分子构成,分子是由原子构成,原子由带正电荷的原子核和带负电荷的电子构成。在正常状况下,一个原子的正负电荷数量相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象。但是电子受原子核吸引,环绕于原子核周围做高速运动,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子A而侵入其他的原子B,A原子因减少电子数而带有正电现象,称为阳离子;B原子因增加电子数而呈带负电现象,称为阴离子。造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能等)在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电。当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电,而另一个物体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和,电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与 其它 物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电,在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。这是因为气体也是由分子、原子组成,当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。我们都知道摩擦起电而很少听说接触起电。实质上摩擦起电是一种接触又分离的造成正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程。因此摩擦起电实质上是接触分离起电。在日常生活,各类物体都可能由于移动或摩擦而产生静电[1]。另一种常见的起电是感应起电。当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电。
静电的危害静电的危害很多,它的第一种危害来源于带电体的互相作用。在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电,如果不采取 措施 ,将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作,使飞机变成聋子和瞎子;在印刷厂里,纸页之间的静电会使纸页粘合在一起,难以分开,给印刷带来麻烦;在制药厂里。由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的纯度;在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污,形成一层尘埃的薄膜,使图像的清晰程度和亮度降低;就在混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘,也是静电捣的鬼。静电的第二大危害,是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。漆黑的夜晚,人们脱尼龙、毛料衣服时,会发出火花和“叭叭”的响声,这对人体基本无害。但在手术台上,电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和病人;在煤矿,则会引起瓦斯爆炸,会导致工人死伤,矿井报废。
总之,静电危害起因于用电力和静电火花,静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸。人们常说,防患于未然,防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量,改造起电强烈的工艺环节,采用起电较少的设备材料等。最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地,这样可以把电荷引人大地,避免静电积累。细心的乘客大概会发现;在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷,飞机着陆时,为了防止乘客下飞时被电击,飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线;以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。
我们还经常看到油罐车的尾部拖一条铁链,这就是车的接地线。适当增加工作环境的湿度,让电荷随时放出,也可以有效地消除静电。潮湿的天气里不容易做好静电试验,就是这个道理。科研人员研究的抗静电剂,则能很好地消除绝缘体内部的静电。然而,任何事物都有两面性。对于静电这一隐蔽的捣蛋鬼。只要摸透了它的脾气,扬长避短,也能让它为人类服务。比如,静电印花、静电喷涂、静电植绒、静电除尘和港电分选技术等,已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电也开始在淡化海水,喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手,甚至在字宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。
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❼ 静电学实验如何防止漏电
静电学试验防止漏电从静电的产生、电荷的泄漏和消除带点的电荷三方面来做:
1、实验室仪器设备抑制静电的产生:由于静电的发生源是物体之间的摩擦或分离作用等,因此要尽可能抑制这些作用。例:在液体管路输送、粉尘物空气输送或者塑料的挤压等作业中,最好的方法是降低速度。实际上这样会影响作业效率。石油类的安全流速在1m/s以下。静电由于物质的不同而带电量或极性不同。因此可行的措施是避免使用容易带电的绝缘物,而使用通过组合难易产生静电的材料。
2、实验室仪器设备促使发生电荷的泄露:在灾害对策中,简单的方法是进行接地。该方法是通过金属导体使发生电荷迅速消失到大地中。但采用这种方法,如果带电体是导体可以简单地消除,而塑料或化纤类、石油类等绝缘物,由于带电部分的电荷难以移动,效果不大。
3、实验室仪器设备消除带电的电荷:在即使抑制电荷发生、促使电荷泄漏,仍然带静电的情况下,应该积极地消除带有的静电。对此可使用除静电器,目前有各种除静电器在开发和销售。目前开发的除静电装置是利用离子进行除电。按离子的生成方式分类有自放电式除电器、电压附加式除电器、放射性同位素式除电器三种。
❽ 生活中的静电现象的实验有哪些
外出回家脱掉外套后去洗手,手刚一碰到金属龙头,啪的一声,你被电到了,本能的把手缩了回来
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开车外出,手刚一接触门把手,啪的一声,你又被电到了……
生活中的物理:静电现象
这样的情景相信大家都遇到过,原来这都是静电放电引起的。
静电是怎样产生的呢?原来两个物体相互摩擦后快速分开,就会带上正负电荷,这就是静电。静电有几个特点即高电位、小电流、放电时间短,**分布密集,特别是人身体带上静电时电压甚至能达到一万伏特,不过由于放电电流小,时间又短,对人的危害不大,只是感到很难受,甚至有的人会因此患上静电恐惧症。
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生活中的物理:静电现象
随着冬季的到来,空气干燥,静电现象更是明显,既然静电这么可怕,那么冬季怎样防静电呢?一般说来需要从“防”和“放”两个方面来做。
先来说“防”:
室内尽量使用加湿器,保持所处环境有一定的湿度,这样即使身体产生了静电,也比较容易快速的泄露掉;有条件的话尽量穿纯棉的衣服,即使摩擦也不容易起静电;尽量使用木质或牛角梳子梳头,可有效避免静电的产生;对皮肤干燥容易起静电的人,要注意皮肤保湿,尽量用高保湿的化妆品;有条件的话可以使用专业的防静电装置,例如防静电钥匙扣,防静电手环,防静电喷雾剂等。
生活中的物理:静电现象
木梳子
生活中的物理:静电现象
防静电手套
生活中的物理:静电现象
防静电镊子
再来说“放”
“ 放”就是利用静电电压高的特点将其快速导掉。由于静电分布有个特点就是表面越尖的地方静电荷分布越密集,**放电时人的电击感非常强烈,因此可以有针对性的采取措施。例如开门时摸门把手前先用手摸一下墙壁,将体内静电导掉;开车门时先用整个手掌触摸车体表面,再开车门,能增大接触面积,有效减轻电击程度;或者在开门前手握钥匙使用钥匙先接触金属部分,利用**放电原理把静电放掉。
❾ 静电的产生是什么
正常情况下,物体中正负电荷电量相等,对外不显示出电性,即不带电。在一定的外部作用下(比如摩擦),物体得到或失去一定数量的电子,使物体内部正负电荷电量不相等,物体就会对外呈现电性,即带电。物体带电后,可以使用静电验电器检验电荷的种类和多少。
当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电,而电荷分为正电荷和负电荷两种,也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。
当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电,当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电,但无论是正静电还是负静电,当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移,就是我们日常见到火花放电现象。
例如北方冬天天气干燥,人体容易带上静电,当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。人会有触电的针刺感,夜间能看到火花,这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因。(有基本物理知识我们就知道橡胶棒与毛皮摩擦,橡胶棒带负电,毛皮带正电)。
静电并不是静止的电,是宏观上暂时停留在某处的电。人在地毯或沙发上立起时,人体电压也可高1万多伏,而橡胶和塑料薄膜表面的静电更是可高达10多万伏。
静电的消除和预防
消除静电的最简单方法就是使用空气加湿器,提高空气的相对湿度可以增强空气的导电性,有利于物体上的静电经过空气被导走。使用离子发生器也能达到相同的效果。
对静电放电敏感的物体可以使用抗静电剂,使它们的表面变得容易导电,从而防止静电积累。
许多半导体设备对静电很敏感,这些电路元件通常需要用防静电包装(例如由金属网制成)来进行保护。在对含有敏感元件的电路进行操作时,人们也会穿戴防静电装置。