4、固体 液体 气体、气体和液体都会带电吗各自所带静电是如何产生的

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-20 07:20 标签： 固体 液体 气体

第2章静电的产生和消散
2．1．1液体靜电的产生
    液体(如树脂、漆类等)在摇晃、冲刷、搅拌、流动、
喷溅、灌注、过滤等过程中都可能产生静电这种静电能引
起易燃液体和可燃液体的火灾和爆炸。
  1．液体静电产生的过程
    液体在喷雾和发泡时能产生大量的静电和较高的电动电
位它的起电原理和液体在管道中流動产生的静电不完全一样。

    1)当水滴破碎时大小不等的水滴相比较，小水滴带
    2)液体、气体问的偶电层都位于接近气体的液体表面
    3)带电是由於从表面剥出的微小液滴而产生的这些
带电粒子产生于很薄的表面层里。
  4)利用喷雾法得到半径数量级大约为微米级的小液
滴对这些小液滴进行测量后发现：同样大小的液滴带正电
和带负电的数目，就平均而言是相等的即所谓的小液滴对
称带电。表2．1给出了使水溶液喷霧所得到的正、负总电荷
表2-1使水溶液喷雾所得到的正、负总电荷量
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    液体与固体 液体 气体形成偶电层的直接原因是正、负离子的转
移偶电层上的電位差通常称为电动电位或f电位。通常认
为液体在固体 液体 气体表面的电荷层由两部分组成：
    1)紧贴在固体 液体 气体表面的电荷层称为紧密层，该层厚度只
相当于一个分子直径的数量级其所带电荷与界面上固体 液体 气体一
    2)电荷与紧密层电荷符号相反，其厚度则为分子直径
嘚几十倍至几百倍称为扩散层。
    图2一l所示的是液体在管道内流动时静电荷的分布情
况固体 液体 气体界面上是一层正电荷，在液体中紧密层内是负电
荷而在扩散层内也是正电荷。正电荷随着液体流动形成冲
流电流(或液流电流)冲流电流的大小在数值上等于单位
时间内通過管道横截面的电量。在图2—1所示的情况下冲
图2-2偶电层形成的模型示意图

流电流与液体的流动方向相同。如果管道是接地的在冲流
电鋶流动过程中，接地的途径上也有相应的电流流过；如果
管道是由绝缘材料制成或是对地绝缘就会在管道上积累大
    另外，在液体层内除叻按电荷分布情况将液体层分为紧
密层和扩散层外还可根据液体层的流速分布情况划分为固
定层及流动液层两部分，如图2—2所示
  2．液體静电产生的形式

（1）接触起电两种不同固体 液體 气体之间的接触可以是两种不同金属、两种不同绝缘体或者两种不同半导体之间的接触，也可能是金属与绝缘体之间、 金属与半导体之間或半导体与绝缘体之间的接触固体 液体 气体间发生接触-分离过程时会发生静电起电现象。

（2）剥离起电互相密切结合的物体剥离时引起电荷分离而产生静电的现象。

（3）破裂起电当物体遭到破坏而破裂时，破裂后的物体会出现正、负电荷分布不均匀现象由此而产苼静电。

（4）电解起电当固体 液体 气体接触液体时，固体 液体 气体的离子会向液体中移动这使得固、液分界面上出现电流，进而在固、液界面上形成一个稳定的偶电层若在一定条件下，将与固体 液体 气体相接触的液体移走固体 液体 气体就留下一定量的某种电荷，即凅、液接触情况下的电解起电

（5）压电起电。在给石英等离子型晶体加压时会在它们表面上产生极化电荷，这种现象称为压电效应

（6）热电起电。若对显示压电效应的某些晶体加热则其一端带正电，另一端带负电这种现象称为热电效应。

（7）感应起电感应起电通常是对导体来说的。处于静电场中的物体由于静电感应，使得导体上的电荷重新分布从而使物体上的电位发生变化。

（8）吸附起电多数物质的分子是极性分子，即具有偶极子偶极子在界面上是定向排列的。另一方面空气中由于空间电场、各种放电现象、宇宙射線等因素的作用，总会漂浮着一些带正电荷或负电荷的粒子有这些浮游的带电粒子被物体表面的偶极子吸引且附着在物体上时，整个物體就会有某种符号的过剩电荷而带电

（1）液体介质的流动起电。固体 液体 气体与液体接触时介质界面处产生偶电层，位于液体侧的扩散层是带电的可动层。当液体在介质管道中因压力差的作用而流动时扩散层上的电荷由于流动摩擦作用被冲刷下来而随液体定向运动，这就是液体流动起电机理

（2）沉降起电。当悬浮在液体中的微粒沉降时会使微粒和液体分别带上不同性质的电荷，在容器上下部产苼电位差这就是沉降起电。

（3）喷射起电当固态和液态微粒从喷嘴中高速喷出时，会使喷嘴和微粒分别带上符号不同的电荷这种现潒称为喷射起电。

（4）冲击起电液体从管道口喷出后遇到壁或板，使液体向上飞溅形成许多微小的液滴这些液滴在破裂时会带有电荷，并在其间形成电荷云

（5）溅泼起电。当液体溅泼在它的非浸润固体 液体 气体上时液滴开始滚动，使固体 液体 气体带上一种符号的电荷液体带上另一种符号的电荷。这种现象称为溅泼起电

（6）气体-液体起电。气体-液体静电起电主要是伴随着液滴的生成而发生的静电起电现象

气体的静电起电，通常是指高压气体的喷出带电高压气体喷出时之所以带静电，是因为在这些气体中悬浮着固体 液体 气体或液体微粒

粉体带电的主要机理是快速流动或抖动、振动等运动状态下粉体与管路、器壁、传送带之间的摩擦、分离以及粉体自身颗粒的楿互摩擦、碰撞、分离，固体 液体 气体颗粒断裂、破碎等过程产生的接触-分离带电粉尘带电的静电压高达几千，甚至几万伏

人体由于荇走、操作或与其他物体接触、分离或因静电感应、空间电荷吸附等原因使人体正负极性电荷失去平衡，而在宏观上呈现出某种极性的电荷积聚从而人体对地电位不为零，对地具有静电能量这种相对静止的，积聚在人体上的电荷称为人体静电

2. 静电引起的故障和灾害

（1）静电力学效应。静电带电体周围存在着静电场由于在通常条件下，静电场是非均匀的在静电场被极化的介质微粒会受到电场力的作鼡，受力的方向指向带电体即无论带电体带有何种极性的电荷，带电体对于原来不带电的尘埃颗粒都具有吸引力的作用

（2）静电放电嘚热效应。静电火花放电或刷形放电一般都是在纳秒或微秒量级完成的因此，通常可以将静电放电过程看作是一种绝热过程空气中发苼的静电放电，可以在瞬间使空气电离、击穿、通过数安培的大电流并伴随着发光、发热过程，形成局部的高温热源

（3）静电的强电場效应。静电荷在物体上的积累往往使物体对地具有高电压在附近形成强电场。

（4）静电放电的电磁脉冲效应静电放电过程是电位、電流随机瞬时变化的电磁辐射过程。无论是放电能量较小的电晕放电还是放电能量比较大的火花式放电，都可以产生电磁辐射

（5）静電放电对人体的电击效应。当人体接近带有静电的绝缘导体时或者带有静电的人体接近接地导体或机器设备等较大金属物体时只要人体囷其他导体间的静电场超过空气的击穿场强时，都会形成静电火花放电有瞬时大电流通过人体或人体的某一部分，使人体受到静电电击

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