摩擦起电的原理是什么

编辑:老电工2020-12-09 11:54:05
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摩擦起电是通过摩擦的方式使物体带上电荷,这就是摩擦起电的工作原理

摩擦起电是使用两种不同的绝缘体相互摩擦,使得各自最外层电子得到足够能量并发生转移。材料的绝缘性越好,越容易产生静电。摩擦起电后,两个绝缘体必带等量异性电荷。

摩擦起电的原理是什么

摩擦起电的原理

任何物质均由原子组合而成,而原子的基本结构是质子、中子及电子,将质子定义为正电,中子不带电,电子带负电。

在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负电平衡,对外表现出不带电的现象。但是,由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正负电不平衡。

在日常生活中,摩擦实质上就是一种不断接触与分离的过程。有些情况下,不摩擦也可以产生静电,比如感应静电起电,热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。

任何两个不同材质的物体接触后再分离,都可以产生静电,这种产生静电的普遍方法,就称为摩擦生电。

由于空气也是由原子组合而成的,那么在生活中的任何时间、任何地点都有可能产生静电。完全消除静电是几乎不可能的,但可以采取一些措施控制静电,使其不产生危害。

摩擦起电的原理是什么

摩擦起电的本质

摩擦的本质就是一个物体的某个表面与另一个物体的表面相互接触并相对掠过,在接触时,一个物体中的分子与另一个物体中的分子近距离地相互作用;在掠过时,这个物体的分子必然会碰撞另一个物体的分子;在碰撞过程中分子的运动就会更加剧烈,也就是物体更热。而分子间撞击得激烈,就可能把原本束缚在原子里的外层电子撞出来,这个撞出来的电子还可能跑到另一个物体上,这就是摩擦起电。

不同物质的原子束缚电子的能力有大小的不同。非导体的原子束缚电子的能力强,几乎所有电子都被束缚在单个原子或单个分子的内部,没有可自由移动的电子。当有外电场时,外电力一般不足以使束缚的电子跑出来(但摩擦时的撞击却可以),于是就无电流通过。不过,外电场足够大时,电子就会被拉出来参与导电。雷电就是典型的例子。

不同的绝缘体的原子束缚电子的能力(吸引电子的能力)也有强弱之分,所以,两块不同的绝缘体摩擦时才可能一个带正电(它吸引电子的能力较弱,所以被对方抢走了不少电子)另一个带负电。否则,两块相同的绝缘体相互摩擦,摩擦撞击时逃脱束缚的电子跑到哪一边的可能性都差不多,也就不会明显带电。

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