靜電的應用和危害

日期：2025-04-17 23:11

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摘要：

靜電的應用和危害

所謂靜電，嚴格地說，是指電荷不發生移動，但通常情況下，靜電應用也包含電流放電（如電暈放電）的應用，在實際生活中得到了廣泛的應用，下面簡要敘述幾種靜電的應用和危害。

1 靜電的應用

(1) 靜電集塵。是指用電氣的方法去除氣體中浮游的微小塵埃，集塵電極接地，放電電極上施加直流電壓（-40～-200kV）并形成電暈放電。含塵氣體由集塵電極下方進入放電區，粉塵會帶上負極性電荷。荷負電的塵埃在電場作用下被集塵電極吸附，由此可去除氣流中的粉塵。另外，放電電極為負極時，電極間放電電壓比放電電極為正極性時要高，因此可采用較高的電場強度。但是，對于室內空氣凈化用小型集塵器，為了不產生有害的臭氧，通常采用正電暈放電。近年來，高性能，經濟的電氣集塵器已得到開發應用，如現在在火力發電廠中普遍裝設了電除塵裝置，為防止大氣污染作出了突出貢獻。

(2) 靜電噴涂。利用電氣集塵的原理，可以高效的噴涂。例如，使涂料微粒化，并使其帶上負電荷，而被涂的金屬物體接地，噴出的粒子會沿著電力線移動，使涂料牢固地附著在物體的表面。靜電涂料具有：①涂料浪費少；②可均勻牢固的噴涂；③可流水作業，而且可利用傳送帶進行大規模生產等優點，被廣泛用于汽車、家電產品以及電動機等的噴涂。

(3) 靜電攝影。靜電攝影是用靜電記錄圖像的，方法多種多樣，下面說明其中一種方法，首先將蒸發鍍有硒膜的金屬極板置于暗室，利用電暈放電使其帶上正電荷。然后使其曝光，光照射到部分的硒膜會失去正電荷，在硒膜上撒上帶負電的著色劑（著色離子），硒膜上殘余有正電荷的部分會附著著色劑，將帶正電荷的紙貼在該面，在復制到著色劑的圖案后，進行加熱，即可使著色劑定影，靜電攝影也稱為電子攝影，被廣泛用于復印機中。

(4) 靜電選別。利用靜電力，從導電率不同的兩類粒子組成的混合物中分離出各成分稱為靜電選別。例如，將混合粒子放在金屬板上，利用電暈放電使粒子帶電后。將金屬板傾斜．此時，由于導電性好的粒子失去較多電荷，與金屬板間的附著力降低，因而迅速從金屬板上滑落，由此可進行粒子選別，如農業生產中應用的靜電選種。靜電選別已應用于礦石選別。食品加工過程中異物的除去以及茶葉選別等方面。

(5) 直流高壓的產生。范德格拉夫靜電發生器就是利用電暈放電使高壓球帶電而產生直流高壓的，可以做泄漏電流試驗等絕緣檢查試驗，廣泛應用于生產電力設備廠家和電力系統等部門。

(6) 高壓測量。靜電電壓表，脈沖電壓記錄儀都是利用靜電現象對高壓進行測量的裝置，廣泛應用于電力的高壓試驗等領域。

(7) 燃料氣體的點火。利用微小電流放電可以對氣體熱水器、氣體爐灶等進行點火，放電脈沖電壓峰值為幾萬伏（放電能量約1mJ），而汽車的點火等也是利用微小的電流放電，使發動機汽缸內燃料氣體爆炸而獲得動力，燃料氣體點火時脈沖電壓的峰值為10～100kＶ。

2 靜電危害的對策

兩物體接觸后分離會帶電（如相互摩擦后分離）．絕緣物體或不接地導體帶電后，電荷泄漏很少，因而可以長時間保持帶電。如果反復接觸、分離，則帶電量不斷增加，會產生如下危害。

(1) 庫侖力引起的危害。庫侖力會造成照相機等精密儀器以及半導體器件的制造過程中附著微塵，還會造成紡織廠內紗線的糾結以及紡織品的糾纏。

(2) 放電引起的危害。包括可燃性氣體的發火爆炸，變壓器油流動帶電造成變壓器絕緣擊穿，飛機的通信故障，放電時的電磁噪音會造成計算機誤操作，攝影膠片，半導體器件等在制造過程中的暴光和損壞，人體遭電擊等等。

(3) 靜電危害的防護主要是抑制靜電的產生與積聚，具體方法如下：

·限制薄膜的卷取速度以及石油等絕緣物體的輸送速度。

·防止液滴等噴出和飛散（船艙清洗時水流噴射曾引起多起油船爆炸事故）。

·物體移動后，靜置一段時間，使電荷得到釋放。

·增加濕度，或使用防靜電劑，保持帶電體具有一定的導電性，促進電荷的泄漏。

·導電體間的放電電流比絕緣物體間的放電電流大，易引起可燃性物體的爆炸，因此，導體應可靠接地。

·使帶電物體再帶上相反的電荷，從而中和全部電荷，這稱為消電。消電利用的是針電極電暈放電，在爆炸危險存在的場合，可采用放射性源消除電荷。

(4) 變壓器油流動帶電。變壓器內部絕緣油流動時，由于摩擦，變壓器油會帶上正電，而固體絕緣會帶上負電。要求強制冷卻的大容量變壓器容易出現這種流動帶電問題，油流動速度過高時，會出現絕緣擊穿事故。為了防止出現油流帶電，可以增加油路截面積，降低油流速度。根據具體情況，還可以采用防帶電劑。

(5) 飛機的通信事故飛機在上空與水滴等粒子碰撞時，通常會帶負電，電荷積累，電位達到100kV左右時，機體的**會出現強烈的電暈放電，輻射電磁波。輻射的電磁波會嚴重干擾飛機的通信系統和飛機信號。為了避免電暈放電所造成的通信故障，在飛機機翼的后部安裝多根尖針電極，尖針電極在很低電位時就會出現微弱的電暈放電，從而瀉放電荷。

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