静电最高有几V?

Question

静电最高有几V?

Answer 1

人在地毯或沙发上立起时,人体电压也可高达1万多伏,而橡胶和塑料薄膜行业的静电更是可高达10多万伏.那么,静电的电压为什么这么高呢?下面就从静电的产生原理开始分析.
一．静电产生的原理
静电的产生过程实际上是摩擦起电的过程,而摩擦并不能创造电荷,只是电子的转移过程.失去电子的带正电,得到电子的带负电.
电子为什么能转移呢?因为物质都是由分子或原子构成的而分子又是有原子构成的,总之物体内都存在原子.原子核外外有绕核高速运转的电子,而这些电子又处于不同的能量状态.物质中有少量电子处在能量相对最高的状态,不同的物质其电子电子的最高能量值不同.设物质A的电子的最高能量值大于物质B的最高能量值,当A、B相互接触到分子数量级（距离小于25×10－10m）时,A中的电子就会从表面逸出而进入B.因而A带上正电、B带上负电.
摩擦的作用是为了增大两种物质接触的面积和几率,增加原子的热运动,促进电子的转移.
二．静电的高压原理
接触电压 A失去电子带正电,B得到电子带负电,这时形成电场.如图所示,由于电场力的作用,代暖和只集中在相对的表面上.这一电场随电子从A至B不断的转移而加强同时阻碍电子的进一步移动,直到平衡.这时A、B组成一个电容器,并存在一个电压U0,由于A、B此时接近到分子数量级,故称U0为接触电压.
由于每个电子的电荷量很小（1.6×10－19C）,而进入B的的
电子又很有限,所以AB的带电量也很少（一般为微库仑级）,因
此其接触电压也很小.
分离电压 由AB组成的电容器,其带电荷量Q、电压U
和电容之间的关系为U=Q/C,而电C（以平行板电容器为例,C=εS/4πκd）与两极板之间的距离成反比,因而两极板之间的电压与距离成正比,当两极板紧密接触时,其距离在25×10－10m左右时接触电压很小,当两极板间的距离增大时其电压也将随之增大,当其距离增大到1cm时,若带电量不变,其距离将增大为原来的400万倍,而电容则将减小为原来的400万分之一,而电压将增大到原来的400万倍.故即使原来的接触电压只有0.01伏,而现在的电压也将变大到4万伏.这就是为什么静电电压为什么高的原因.
从以上分析可知,静电的高压特征并不是来源于电荷量,而是来源于电容,产生于两物体相互接触摩擦再分离时,即指分离电压.
静电电压虽然随电容的变小而升高,但并不能无限制地升高,因为当其达到一定值时会与空气间发生电晕放电,使电压不再升高.