靜電(Electrostatic)就是物體表面過剩或不足的靜止電荷。靜電是一種電能,它留存于物體表面:靜電是正電荷和負電荷在局部范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果:靜電是通過電子或離子的轉(zhuǎn)移而形成的。
靜電現(xiàn)象已為人們所熟悉,當天氣干燥時用塑料梳子梳頭時會產(chǎn)生放電聲;用毛皮磨擦后的鋼筆桿可吸引小紙屑(當電荷密度達到106C/m2);脫下合成纖維衣服時產(chǎn)生的劈啪聲;夜間還可以看到火花(空氣的擊穿場強為30KV/cm);日光燈、電視機屏幕、錄音機磁頭等易附著灰塵現(xiàn)象,這都是日常生活中經(jīng)常體驗到靜電現(xiàn)象。
靜電本來是人們對于電的濟基本認識,也是電學(xué)入門的弟一概念。早在公元前六世紀,古希臘人就發(fā)現(xiàn)磨擦過的琥珀及其他幾種東西具有吸引輕小物體的能力,這就是人們所說的磨擦起電現(xiàn)象。1600年前后,英國人吉爾伯特(Gilbert)發(fā)現(xiàn)許多普通物質(zhì)在磨擦之后都具有吸引力,他用拉丁語把這種作用命名為Viseisctica,到1650年活爾特?查爾頓才開始使用現(xiàn)在人們所使用的英語Electricity這個名稱。利用人工的方法使琥珀和硫磺磨擦產(chǎn)生靜電,開始以學(xué)術(shù)的角度去研究靜電靜電的性質(zhì),可追溯到16世紀,但是自從發(fā)明了電池和發(fā)電機之后,人們對電的研究便逐漸的離開了靜電的方向,直到19世紀伴隨著纖維工業(yè)的發(fā)展中靜電引起的生產(chǎn)災(zāi)害,靜電才又引起了人們的興趣和關(guān)心。
事實上,兩個不同的物體若彼此互相接觸時,在這兩者之間就存在著一個電位差,這個電位差稱為接觸電位。由于有了接觸電位,電子就會從一種物體“跑”向另一種物體,因而在每一種物體的體身原有的電性平衡就遭到了破壞。推動電子的一方帶上了正電荷,得到電子的一方則帶上了負電荷。后來人們又發(fā)現(xiàn)了同種電荷具有相互排斥、異種電荷相互吸引的物理特性。由于接受電位只存在于相互接觸的分子之間,因此兩物體所產(chǎn)生的電子移動是很少的,磨擦的作用在于使物體間的接觸面積大大增加了,同時使分子的熱運動也驟然加劇,因而引起的電效果也就非常明顯。因為絕緣體不能導(dǎo)電,所以絕緣體就更容易顯現(xiàn)出帶電現(xiàn)象。總之,所謂帶電現(xiàn)象是由于電子的重新分配所產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象。
意大利自然哲學(xué)教授伏打(AlessandroVoltal745-1827)在1796年發(fā)表了磨擦帶電序列,在該序列事的物質(zhì)中如果使其中的任何兩種物質(zhì)相互磨擦,那么在帶電序列中位置靠前的總是帶正電,位置靠后的總是帶負電。如+ZnPb Sn Fe Cu AgAu石墨一。后來還出現(xiàn)了許多帶電序列學(xué)說,為靜電起電的實際應(yīng)用開辟了道路。與此同時,許多天才的科學(xué)家,如安培、歐姆、亨利、法拉弟及楞次等都為電學(xué)理論的豐富和建立做出了杰出貢獻,使人類對電的認識和研究前進了一大步,但是各種學(xué)說的出現(xiàn),也使對靜電產(chǎn)生機理的的爭論持續(xù)到今天。
靜電現(xiàn)象是電荷的產(chǎn)生和消失過程中產(chǎn)生的電現(xiàn)象的總稱。靜電具有以下特點:
1、從防靜電危害的角度考慮,當材料的體積電阻率超過1010Ω.m時,材料耗散靜電的能力明顯減弱。從消除靜電角度考慮,材料的體積電阻率不應(yīng)高于1010Ω.m;
2、在一般工業(yè)生產(chǎn)中,靜電具有高電位、低電量、小電流和作用時間短的特點,設(shè)備或人體上的靜電位濟高可達數(shù)萬伏以至數(shù)十萬伏;在正常操作條件下也常達數(shù)百伏至數(shù)千伏;這要比市用低電壓220V,380V高得多,但積累的靜電量卻很低,通常為毫微庫侖(nC,10-9C)級;靜電電流多為微安(μA,10-6A)級,作用時間多為微秒(μS,10-6S)級。
3、靜電較之流電,受環(huán)境條件特別是濕度的影響比較大,靜電測量時復(fù)現(xiàn)性差,瞬態(tài)現(xiàn)象多。靜電同世上任何事物一樣具有雙重性:即既能為人類造福,如靜電復(fù)印、靜電噴漆、靜電除塵等應(yīng)用技術(shù);也會帶來許多危害,如石化、電子及電工等領(lǐng)域。就電子元器件的生產(chǎn)及電子設(shè)備的裝聯(lián)、調(diào)試作業(yè)而言,因接觸、磨擦起電、人體電荷與接地問題就能造成很大損失。磨擦起電和人體靜電乃是電子、微電子工業(yè)中之兩大危害源。隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展,靜電危害正在日益表露出來并逐漸受到人們的重視。