能让手指打出电火花的静电，有多少伏？|科学小馆儿

2022-03-10 16:46:21 来源：科普中国

这个场景大家是不是都不陌生呢？

这是许多科技馆的常设项目之一，

摸着它能让人立刻“怒发冲冠”。

大声告诉胖科，这个展项原理是什么？

静电

在日常生活里，我们常常也会跟静电打上交道：梳头发时，头发有时会莫名地“飘”起来，越理越乱，还伴有噼里啪啦的声儿~

接触把手时，手指刚碰到，就突然会感到指尖有针刺般的疼痛~

在冬季想要穿上美美的裙子，却发现全都黏在了腿上~

静电既然无处不在，那么到底什么才是静电呢？

静电是如何产生的？

众所周知，原子是构成世间万物的基础。它是由电子、中子和质子构成，而静电的产生就与其中的“电子”有关。

电子是一种构成事物的基本粒子，它的质量非常小，并且带有一定的电荷，自然界中只有两种电荷：正电荷和负电荷。同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥。

当电荷聚集在某个物体表面时就会形成静电。由于电荷分为正负电荷，所以，静电也分为正负静电：当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电。但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体或与其有电位差的物体时就会发生电荷转移，也就出现了我们日常生活总看到的静电现象。

静电产生原理

导电体上产生的静电因为可以迅速流动而消失，但在一些绝缘体上，它们就会保持相对静止，等达到一定程度时就会产生放电现象，通常会伴有响声和火花。回到文章开头，静电球又是如何工作的呢？原来，那颗金属球附带着大量的电荷，当人站在绝缘台上，用手去接触时，身体上就会带上同种的电荷，由于同种电荷的排斥作用，每根头发之间也产生了排斥，从而也就形成了“怒发冲冠”现象。

静电的危害

静电虽小，但有时威力却很大。深秋和冬春季节人在毛毯上行走时产生的静电电压可超过3000伏；人在脱下纯涤纶衣服时，瞬间可产生5万-10万伏的高电压；穿化纤衣服坐在沙发上，突然站立时，当衣服与沙发坐垫之间的摩擦和接触分离，人体静电电压可高达万伏以上。当静电电压达到2000伏时，手指就会有感觉；超过3000伏时，会有火花出现，手指会有刺痛感；超过7000伏时，人就有触电感。虽然静电的电压看起来挺高的，但是因为其电量很小，放电时相应的电流也就很小，所以，一般对人体不会造成直接伤害。

但是，任何事情都有两面性。别看静电好似人畜无害，其实却是一些事故的导火索。1969年，曾有多艘油轮因静电而产生了爆炸起火；1970年，有两架“波音”飞机因油料静电而发生了油箱爆炸；即使是在手术台上，也发生过静电引爆麻醉剂乙醚，从而导致重大伤亡的案例。日常生活中，关于静电引发的事故报道也是比比皆是。

移动塑料桶时产生静电火花引起汽油蒸气爆炸并蔓延成灾

某加油站因在进行压滤试验时，静电引燃危险物料，从而引起爆炸

静电荷积聚放电，引燃了提取罐周围乙醇蒸气与空气混合形成的爆炸气体，发生爆炸

除此之外，专家还提醒大家，静电对人体的危害也是不可忽视的，尤其是老人和病人，静电会使其病情加重，过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽等。

既然静电这么危险，那有没有什么防止静电危害的方法呢？在生活中，我们可以通过加湿器消除静电的困扰。在室内，用空气加湿器增加空气潮湿度，这样就可以有效消除静电了。如果是在室外，在接触金属物体之前，可以先用手摸一下墙，把身上的静电传导给大地，这样就能有效缓解静电带来的危害了。

而对于工业生产来说，防止静电更为重要。无论是中和静电、接地导流，还是让它自行消散，最重要的就是要加强防范意识，做好各环节的保障工作，从而有效预防危险的发生。

静电的作用

静电也并不是一无是处的，只要用在正确的地方，它依然可以发挥自己的价值。静电除尘器就是利用静电的作用吸附气体中悬浮的尘粒，从而将其除去。而静电复印、印刷技术则是利用电荷转移时存留的静电潜影，经一定的方法显现后，实现的复印和印刷。

静电除尘原理

静电可以用于水的净化。物质导电性的好坏，与它所含有的自由电荷的多少有着直接的关系，但经过蒸馏的纯水几乎不导电，这也就说明，普通水的导电能力不是由水分子提供的，而是溶解于水的其他物质提供的，而这种物质，也就是无机盐。海水的导电性比一般的水要强，正是因为其中无机盐的含量高。科学家们根据这个特点，发明出了静电渗析法，利用离子交换膜和静电，将水中含有电子的无机盐渗析出去，从而得到纯水。

除此以外，基于静电成像原理的静电印花技术能够使顺序排列的电荷作为静电潜影，沉淀在材料的表面或体内，并随后经显像、转印成人眼能看见的形式。此项技术在日常生活中也是非常常见的。

这些形形色色的技术，它们都在不同方面体现了静电在生活中的有效应用。研究至今，对于静电的探索已逐渐发展为一门科学——静电学，它见证着人类文明的进步，同时也在为人类能够更好地生活发挥着自己的作用。

生活中，关于静电你有哪些好玩有趣的故事呢？欢迎在评论区留言哦！毕竟静电，真的比我们看得到还要复杂！

创作团队：中国科学技术馆新媒体团队

审核专家：李永乐北京人大附中物理教师、知名科普博主

关键词：怒发冲冠消除静电