静电感应 百科内容来自于: 百度百科

静电感应(英文:Electrostatic induction)是在外电场的作用下导体中电荷在导体中重新分布的现象。 一个带电的物体与不带电的导体相互靠近时由于电荷间的相互作用,会使导体内部的电荷重新分布,异种电荷被吸引到带电体附近,而同种电荷被排斥到远离带电体的导体另一端。 这个现象由英国科学家约翰·坎顿和瑞典科学家约翰·卡尔·维尔克分别在1753年和1762年发现。

概念

如橡胶棒X原已带有负电荷,可称为施感电荷,若将导体D接近带电体X时,由于同种电荷相斥、异种电荷相吸,于是X上的负电荷在D中所建立的电场将自由电子推斥至D的远棒一边,并把等量的正电荷遗留在D的近棒一边,直至D中电场强度为零。如果有一条接地引线接触到导体D,则会有若干电子流向大地。导体D因失去电子而带正电荷,这种电荷称为感生电荷。利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。
图1 静电感应原理 图1 静电感应原理
静电感应产生的原因:放入电场中的导体,其中的自由电荷电场力的作用下发生定向移动使导体两端分别出现等量异种电荷——感应电荷。故导体中的自由电荷受到电场力的作用而定向移动是产生静电感应的原因。
利用静电感应现象可以使导体带电。早期的一些静电感应起电机就是根据这个原理制成的。

危害

静电感应是物质(如金属,即导体)中电子流动的一种现象。金属物体内部的电子移向表面,使表面带有与接近它的带电物体相反极性的电荷,并有静电力学现象和放电现象发生。如果感应物体是电阻较小的良导体时,容易发生静电放电现象从而造成危害。
  1. 金属物体(导体)上的吸附
      带电物体(灰尘等)接近金属物体时,金属物体内部会发生静电感应,导致物体中的自由电子移向表面,使表面处于带电状态,因此静电感应产生的电位与带电物体(灰尘等)的静电在库仑力的作用下相互吸引,这样便发生吸附现象。此类现象即使金属物体接地会发生静电感应,往往不能有效地消除金属物体的静电。
  2. 绝缘体上的吸附
    由于库仑力的作用,绝缘体吸引带有相反极性电荷的灰尘,对于绝缘体或吸附物,只要消除二者中任何一个上的静电就足够了。实际上,消除绝缘体的静电效果会更好。另外消除绝缘体的静电也比消除空气中粒子或灰尘的静电更容易。在现代大规模工业生产过程中,增加防止静电危害的投资,必然会得到相应的满意回报。

实例

人体也是导体。由于静电感应作用的存在,当人体接近某些敏感的仪器设备时,能造成干扰甚至损坏,工业生产中的某些粉尘,由于摩擦带电及感应带电作用的反复进行,可以出现大量的电荷积累,出现火花放电及导致爆炸事故,因此需事先采取必要的防静电措施。

产生等量异种电荷

取一对用绝缘柱支持的金属导体A和B,导体上都贴有金属箔,让A和B彼此接触,这时A和B上的金属箔闭合,表示它们都没有带电。把另一个带正电的金属球C移近导体A,这时A,B上的金属箔都张开了,表示它们都带了电。实验表明,靠近C的导体A带的电荷与C异号。远离C的导体B带的电荷与C同号。将AB导体分开,A和B带有等量异种电荷。AB导体分开后,金属箔由于带有同种电荷,继续保持张开。

闪电的形成

闪电是大气中的放电发光现象,它形成的首要条件就是大气肯定带有电荷。一般最简单的解释就是空中气流因摩擦而带电形成带电雷云,由于静电感应的作用,此带电雷云下方的大地或其它的雷云可集聚大量异号电荷,当聚集的电荷达到一定的数量时,在云层内不同部位之间或者云与地面之间就形成了很强的电场。电场强度平均可以达到几千伏特/厘米,局部区域可以高达1万伏特/厘米。这么强的电场,足以把云内外的大气层击穿,于是在云与地面之间或者在云的不同部位之间以及不同云块之间激发出耀眼的闪光。这就是人们常说的闪电。
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- 来自原声例句
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