電荷與靜電

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引言

帶電粒子的運動是電能的來源。從帶電粒子的動能或勢能獲得的能量就是電能。帶電粒子是指帶有電荷的原子、分子或離子。帶電粒子之間的吸引或排斥力遵循庫侖定律。電是重要的能量形式。當帶電粒子之間的吸引力發生擾動時，原子就會獲得或失去電子。這些自由電子是電能的載體。電是電荷的運動。

什麼是靜電荷？

通常，材料是由電中性的原子構成的，因為質子和電子的數量相等。當兩種材料靠近並相互接觸時，它們會共享電子。也就是說，一種材料的電子會轉移到另一種材料，從而在它們之間形成電荷分離。這會導致電荷不平衡。材料內部或材料之間的電荷不平衡稱為靜電。當氣球與布料摩擦時，由於電子進入氣球，氣球會帶負電。因此，氣球會粘在牆上。這是由於氣球上感應的靜電荷造成的。

什麼是電流？

只有具有自由電子的材料才能產生電流。在電流中，由於電荷載流子的流動而做功，這等於所施加的力。這裡，一種能量轉化為另一種能量。例如，電流用於驅動風扇等。電分為兩種：交流電和直流電。在交流電中，電流在兩個方向上流動。直流電則只在一個方向上流動。如果電子之間的鍵合較弱，則稱為導體。如果電子之間的鍵合較強，則稱為絕緣體。

接觸靜電的生物學影響是什麼？

在產生靜電的過程中會產生火花放電。這可能會對人類造成影響。靜電對人體的危害很大。它可能導致人體生理或衛生問題。有時，靜電的影響可能會使頭髮或皮膚毛囊豎立。

如何避免靜電？

• 與地毯或其他材料接觸的鞋類可能會產生靜電，並可能讓人感到電擊。橡膠是一種絕緣體，如果與地毯摩擦，可能會產生電擊，為避免這種情況，最好穿皮鞋而不是橡膠鞋。

• 羊毛在與織物摩擦時也會產生靜電，因為它是一種導體。因此，最好穿棉襪而不是羊毛襪。

• 選擇合適的衣物對於避免靜電很重要。因為某些織物在摩擦時會產生靜電。

• 防靜電腕帶是避免靜電的非常好的方法。雖然選擇合適的衣物和鞋類很重要，但使用防靜電腕帶是克服靜電的最明智方法。

• 烘乾機片也是避免靜電的有效方法。

• 外出前滋潤皮膚有助於避免在公共場合發生靜電電擊。

靜電的特徵

• 靜電產生恆定的電場。

• 材料正負電荷的不平衡會導致靜電。

• 它可以在導體和絕緣體中都發生。

• 在靜電中，電流不是連續的。

• 水分會影響靜電。因此，靜電通常在乾燥季節發生。

• 導致靜電的電荷處於靜止狀態。

• 閃電是大氣中的空氣與雲層摩擦產生的靜電形式。除了閃電之外，靜電不會產生較高的電流。

• 靜電的速度或多或少等於光速。它能達到數千伏特。

靜電和電流的區別

靜電	電流
材料表面帶電粒子的分離會導致靜電。	帶電粒子的流動會導致電流。
導體和絕緣體都會產生靜電。	電流只可能在導體中產生。
帶負電的粒子從一種材料轉移到另一種材料會導致靜電。	電子的運動會導致電流。
在靜電過程中不會產生磁場。	電場產生電流。因此，會產生感應磁場。
靜電場只持續很短時間。	電流持續時間較長。
靜電可以使用金箔驗電器測量。	電流使用模擬表和數字表測量。
閃電和由於氣球與頭髮摩擦而產生的靜電荷是一些靜電的例子。

結論

帶電粒子的流動是電能的來源。靜電是由帶電粒子的分離引起的。本文討論了有關靜電荷和靜電的事實。還討論了接觸帶電粒子的生物學影響以及如何避免靜電。還討論了靜電的特徵以及靜電和電流之間的區別。

常見問題

Q1. 電力的來源有哪些？

A1. 電力的來源主要有三種，如下所示。

• 化石燃料是一種天然存在的產生電力的材料。

• 核能是一種由放射性元素產生的不可再生資源。

• 可再生資源，如生物質能、地熱能、水力能、太陽能和風能。

Q2. 什麼會導致靜電？

A2. 兩種材料之間的摩擦接觸、高能輻射、熱量變化和強電場是導致靜電的原因。

Q3. 請列舉一些會導致靜電的材料組合。

A3. 某些材料的組合會產生靜電。例如，皮膚和聚酯服裝、梳頭和皮毛以及有機玻璃棒等組合會導致靜電。

Q4. 什麼是摩擦起電效應？

A4. 當不同型別的材料相互接觸時，會發生電子的共享。在它們分離後，其中一種材料會變得帶電，這被稱為接觸起電。摩擦起電效應是接觸起電的一種形式。

Q5. 如今靜電有哪些用途？

A5. 靜電如今有著廣泛的應用。它們被用於超級電容器、壓電材料、雷射印表機、影印機、晶體麥克風以及靜電噴漆和沉澱器。空氣清新劑也使用靜電。警用泰瑟槍、電圍欄、迴旋加速器等加速器、電視中的陰極射線管以及示波器也都使用靜電。