资源简介

(共27张PPT)
9.4 静电的防止与利用
CATALOGUE
目 录
01
静电现象的本质
02
静电的危害与防护
03
静电屏蔽原理
04
静电的实际应用
05
典型场景分析
06
实验演示环节
01
静电现象的本质
电荷守恒定律
电荷不能被创造或消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变。
电荷守恒定律定义
在静电现象中，电荷守恒定律依然成立。例如，当两个物体摩擦时，其中一个物体会失去电子带正电，另一个物体会得到电子带负电，但总的电荷量保持不变。
静电现象中的电荷守恒
静电产生的三种方式（摩擦/感应/接触）
摩擦起电
接触起电
感应起电
当两个不同材质的物体相互摩擦时，其中一个物体会失去电子带正电，另一个物体会得到电子带负电。这是最常见的静电产生方式。
当一个带电体靠近一个不带电的物体时，由于电荷间的相互作用，不带电的物体会在靠近带电体的一侧感应出与带电体相反的电荷，而在远离带电体的一侧感应出与带电体相同的电荷。
当一个带电体与另一个不带电的物体接触时，带电体的电荷会传递给不带电的物体，使其带上与带电体相同的电荷。这种方式通常发生在带电体电荷量较大的情况下。
静电的基本特性（高电压/低电量/强电场）
高电压
静电通常具有较高的电压，但电量较小。因为静电是在局部范围内产生的，电荷密度较高，所以电压也较高。但总的电荷量通常很小，因此电量不大。
低电量
强电场
静电的电量通常很低，不足以对人体造成伤害。但在某些特殊情况下，如电荷积累到一定程度时，也可能产生电击现象。
由于静电的电荷密度较高，因此在静电周围会产生较强的电场。这种电场可能会干扰电子设备的正常工作，甚至导致设备损坏。同时，强电场还可能对人体健康产生不良影响。
1
2
3
02
静电的危害与防护
工业生产中的静电危害
爆炸和火灾
在易燃易爆环境中，静电放电火花可引发爆炸和火灾，造成人员伤亡和财产损失。
01
产品质量下降
静电会吸附空气中的尘埃和细菌，导致产品质量下降，如电子产品、纺织品等。
02
设备损坏
静电放电可能导致设备电路故障、元件损坏，甚至引发整个系统瘫痪。
03
电子设备的静电破坏
电子设备对静电放电非常敏感，可能导致设备损坏、数据丢失或操作失常。
静电放电
静电干扰可能导致电子设备出现误操作、性能下降或信号失真等问题。
干扰和噪声
长期遭受静电破坏，电子设备的寿命会大大缩短，需要更换或维修。
缩短设备寿命
人体静电防护措施
接地
穿戴防静电衣物
保持室内湿度
使用防静电工具
通过接地将人体静电导入大地，减少静电积累和放电的可能性。例如，在接触电子设备前，先触摸接地金属物体。
穿戴防静电衣物、鞋袜等，以减少静电在人体上的积累和放电。
增加室内湿度，使空气变得湿润，减少静电产生和积累。例如，使用加湿器、洒水等。
使用防静电手环、防静电喷雾等工具，帮助人体释放静电，避免静电放电。
03
静电屏蔽原理
静电平衡状态特征
电势相等
整个导体是一个等势体，导体表面是等势面，不存在电势差。
03
导体内部电场强度为零，外部电场线垂直导体表面且电场强度随距离增加而减小。
02
电场强度
电荷分布
电荷只分布在导体外表面，内部没有净电荷，处于静电平衡状态。
01
空腔导体内部不受外部电场影响，空腔内场强处处为零。
导体空腔的屏蔽效应
外部电场对空腔内部影响
空腔内部电荷产生的电场在空腔导体外部被中和，不影响外部电场分布。
空腔内部电荷对外部影响
利用导体空腔的屏蔽效应可以保护内部元件免受电场干扰。
屏蔽作用
将外部带电体靠近法拉第笼，观察笼内外电势差及笼内电场强度变化。
实验方法
法拉第笼内部电势与外部电势相等，笼内电场强度为零，验证法拉第笼的静电屏蔽效果。
验证结果
高压带电作业人员的防护服、电子设备金属外壳等都是利用法拉第笼原理进行静电屏蔽。
应用实例
法拉第笼原理验证
04
静电的实际应用
静电除尘技术
含尘气体经过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。
静电除尘原理
静电除尘器类型
静电除尘的应用
按气流方向分为立式静电除尘器和卧式静电除尘器；按沉淀极形式分为板式静电除尘器和管式静电除尘器。
在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒，如炼钢厂除尘、水泥厂除尘等。
静电喷涂工艺
静电喷涂的应用
预涂卷材可应用于建筑用内外墙板，而且在家电、汽车、金属家具等行业有着广阔的前景。
03
涂装效率高、涂膜均匀、附着力强、易于实现自动化生产等。
02
静电喷涂特点
静电喷涂原理
利用静电场使涂料微粒带电，在相互排斥力作用下，涂料微粒形成雾状，吸附于被涂物的表面。
01
静电复印机原理
静电复印机工作原理
通过光电效应将图像投影到半导体表面形成静电潜像，利用带电墨粉转印至纸张并加热定影。
01
静电复印机优点
复印速度快、图像清晰、操作简便、成本低等。
02
静电复印机缺点
对环境湿度敏感、易产生臭氧等有害物质、复印过程中易产生静电等。
03
05
典型场景分析
加油站静电释放器
静电危害
加油站的空气中常混杂有易燃气体和蒸气，静电可能引发火灾或爆炸。
02
04
03
01
释放器的设计和安装
必须保证释放器与储油罐等金属构件的电气连接，并定期检查和维护。
静电释放器的作用
通过尖端放电的原理，将静电导入地下，降低静电积累。
操作规程
员工在加油前应先触摸静电释放器，以确保身体静电的释放。
高压电场中的金属鸟笼
静电屏蔽
金属鸟笼能够屏蔽外部电场对内部的影响，保护内部设备和人员安全。
鸟笼效应
金属鸟笼能够防止电荷在内部积累，确保内部电场为零。
鸟笼的选择和制作
材料应具有高导电性，结构应保证电荷的平衡分布。
使用注意事项
金属鸟笼应接地，避免与其他金属物体接触，以免形成放电通路。
精密仪器防静电包装
6px
6px
6px
静电可能导致精密仪器故障、损坏或性能降低。
静电对精密仪器的危害
应选用防静电材料，如导电塑料、金属薄膜等。
包装材料的选择
防止静电产生和积累，保护精密仪器免受静电危害。
防静电包装的作用
01
03
02
将精密仪器放入防静电袋或防静电泡沫中，然后放入防静电盒中，并贴上防静电标签。
包装方法
04
06
实验演示环节
静电感应演示实验
实验目的
实验材料
实验步骤
实验现象
演示静电感应现象，展示在外电场作用下导体中电荷重新分布的过程。
带电体（如带电气球）、导体（如金属球或金属棒）、验电器等。
将带电体靠近导体，观察导体内部电荷重新分布的现象。
导体上靠近带电体的部分出现与带电体相反的电荷，远离带电体的部分出现与带电体相同的电荷。
验电器箔片实验
实验目的
验证静电感应现象中电荷的重新分布，以及展示验电器的使用方法。
01
实验材料
验电器、带电体（如带电气球或静电发电机）。
02
实验步骤
将带电体接触验电器的金属球，观察验电器箔片的变化。
03
实验现象
验电器箔片因带电而张开，形成一定角度，展示电荷在箔片上的分布。
04
验证静电屏蔽的效果，展示静电屏蔽在实际应用中的作用。
静电屏蔽罩、验电器、带电体（如带电气球或静电发电机）。
将带电体放入静电屏蔽罩内，观察验电器对罩内外电荷的检测结果。
静电屏蔽罩内的带电体对罩外验电器无影响，验电器箔片不张开，证明静电屏蔽效果良好。
静电屏蔽效果验证
实验目的
实验材料
实验步骤
实验现象
THANKS
感谢观看

展开更多......

收起↑