留学群

目录

冬天为什么会产生静电

字典 |

2017-02-22 14:26

|

【 liuxuequn.com - 实用资料 】

  【冬天为什么会产生静电】

  冬天静电多的主要原因是相对湿度低,所以摩擦产生的净电荷无法导走;而人体电容值低,人体和附近导体间容易产生高电压和高电场强度,从而击穿空气。冬天室内外的温差会进一步降低相对湿度,让静电现象更明显。

  为什么干燥的天气静电多?

  为什么冬天静电多?很多人会不假思索地回答:因为冬天更干燥。可见,干燥的时候静电多已经成为生活经验了。我们通常说的干燥与湿润,在科学上与相对湿度有关。空气中能容纳的最多水汽用饱和水汽密度表示,所谓相对湿度,指的是空气中实际水汽密度与饱和水汽密度的比值。当相对湿度越接近100%,我们会觉得空气中湿漉漉的;当相对湿度接近0%时,我们会觉得空气非常干燥。相对湿度比空气中实际水汽密度更能反映汗水离开皮肤的难易程度。

  如下图所示,相对湿度大于55%之后,物体不容易积累高电压,就不容易产生静电现象。相对湿度对静电产生的影响表现在三个方面:1.相对湿度影响体表的导电能力,从而影响积蓄的净电荷离开人体的速度;2.相对湿度影响空气的导电能力,从而影响积蓄的净电荷离开人体的速度;3.高相对湿度增强水在物体表面的吸附,从而两种不同物体摩擦不容易产生净电荷的分布。

  纸的表面电阻在相对湿度80%时约为5E9欧姆(见下图);一个实验给出相对湿度80%时,大气电阻率是1E14欧姆・米量级(Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 123, 1295 1997,尽管该文介绍反常的电导和湿度的关系,但是测量到的数量级可以参考)。虽然这两个数据的物理量和单位不一样,考虑到纸的尺寸(厚度约1E-4米,长宽比近似为1),也可以判断出这两个数据代表了相近的导电能力。另一个研究发现,在一种小尺寸样品中,将相对湿度由90%减少到10%时,同样的摩擦所积累的电荷增加了20%(Nano Energy 2, 604 2013)。

  一方面,不管是相对湿度增加了体表导电能力还是增加了空气导电能力,总之相对湿度高时,摩擦产生的电荷很容易被导走,不容易积蓄出足以击穿空气的电压。另一方面,物体表面因相对湿度大而增加水汽吸附时,摩擦不容易起电,就从另一个角度减少了静电现象的产生。因此,干燥的天气静电多。

  为什么北方比南方静电多,干燥的冬天比干燥的夏天静电多?

  南方人到北方时,常会被提醒北方静电多,有人把它归结于冬天北方干冷,南方湿冷。事实上,相对湿度即使一样,北方还是比南方静电多。因为我国只有北方集体供暖,所以北方的室内外温差大于南方,这是北方比南方静电多的一个重要原因。

  相对湿度决定了静电现象是否频繁出现。温度越高,饱和水汽密度值越大(如下图所示);如果室内外的空气水汽密度相同,那么室内温度高于室外,其相对湿度值就较低。从下图的数据可以看出,当室外0摄氏度、室内25摄氏度时,饱和密度相差约4倍;也就是说,尽管室内外的空气中含有相同数量的水分子,室内的相对湿度只有室外相对湿度的1/4。从上面的分析可以判断,北方冬天的户外静电现象不如室内明显,这和生活经验是一致的。当然,户外静电现象不明显还有别的原因,比如户外的水泥地面导电能力强于室内的木地板或者地毯。

  室内的人类活动会产生额外的水汽增加湿度。然而,如果室内外温差大,额外的水汽也容易由室内跑到室外,就像从冰箱拿出饮料,冷饮罐上凝聚的水珠就来自室内空气中的水汽。南方和干燥的夏天都因为室内外温差小而静电现象不明显,如果冬天南方的室内有取暖设备的话,我们也会觉得室内比平常的冬天干燥,静电现象也会增加。

  怎样减少静电现象?

  从上面的介绍中,已经可以看出:减少静电现象最好的通用方法是增加湿度,例如将相对湿度增加到50%或更高。水泥地面比木头地面导电能力强,更不容易让人体积蓄电荷。此外,还有一些因人而异、因地制宜的方法:穿皮制的鞋、穿棉质的衣服、给地板座椅和地毯喷防静电涂层等。如果不想被“电”到手,开门可以先用钥匙接触门把手之类的导体;如果担心静电影响发型,可以使用让头发更湿润的护发素。工业上,可以使用防静电地板、表面带金属箔的鞋,也可以通过空气离子化机(air ionizer)让空气导电(相对湿度太低时,空气离子化机是无法减少静电现象的)。科研工作中,由于静电可能破坏极小面积的薄电极,所以科研人员操作此类样品时,需要一直将身体通过引线接地。

  想了解更多实用资料网的资讯,请访问: 实用资料

本文来源:https://www.liuxuequn.com/a/3102970.html
延伸阅读
清晨醒来的时候,我们应该问候自己的恋人早安,希望在全新的一天里拥有好运气,赶紧起床迎接清晨的朝阳吧,希望恋人能收到自己的问候。以下是由留学群小编为大家整理的“恋人早安心语简短”
2020-07-15
当我们快要毕业的时候,难以忘怀的是在母校的学习生活,在这段时间里我们努力学习着,正因为如此才能有所成就,很感谢母校的陪伴。以下是由留学群小编为大家整理的“2020毕业留给母校的
2020-07-15
对我们而言,有着太多的话语想对母校说,毕竟这里蕴含着我们学习的美好回忆,也希望母校能够发展得越来越好,这是作为学生的小小心愿。以下是由留学群小编为大家整理的“学生留给母校的话2
2020-07-15
温馨的造成,怎么能没有温暖的问候?下面是由留学群小编为大家整理的“2020对恋人早安温馨句子”,仅供参考,欢迎大家阅读。2020对恋人早安温馨句子【一】1. 我的心意
2020-07-15
一日之计在于晨,每天的快乐也从早晨的一句问候开始!下面是由留学群小编为大家整理的“恋人早安心语2020”,仅供参考,欢迎大家阅读。恋人早安心语2020【一】1. 伴着
2020-07-15
冬,虽然没有春迷人的花香,没有夏壮观的闪电雷鸣,没有秋诱人的果实,但它也有献给大自然的含蓄的美。下面是由留学群小编为大家整理的“描述冬天的句子”,仅供参考,欢迎大家阅读。描述冬
2019-11-27
对于冬天,相信每个人都有着复杂的情感,无情的寒冬与美丽的白雪往往都能形成鲜明的对比,这样的特色才是冬天所具备的存在。以下是由留学群小编为大家整理的“冬天的句子短句”,仅供参考,
2019-11-26
冬天是美妙的,冬天也是纯洁的。我们最美好的相聚汇于冬季,我们所有的温暖也来于冬天,冬天包含着所有美的代言词。下面是由留学群小编为大家整理的“赞美冬天的句子”,仅供参考,欢迎大家
2019-11-26
白色的雪,总是那么白,大雪覆盖的大地如同铺上了一层地毯,更是让时间静压安宁。下面是由留学群小编为大家整理的“冬天下雪句子”,仅供参考,欢迎大家阅读。冬天下雪句子(一)1.转眼间
2019-12-03
冬天来了,大雪纷飞,寒风刺骨,白茫茫的一片,只有远处的腊梅在迎风绽放。下面是由留学群小编为大家整理的“写冬天的句子”,仅供参考,欢迎大家阅读。写冬天的句子(一)1.寒风刺骨,像
2019-11-26