探究静电放电现象

1.静电放电

当带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，因介质产生电离而使带电体上的电荷部分或全部消失的现象。

2.电离

中性原子或分子由于外界作用使其分离成正离子和负离子的过程。

3.离子电流

由于离子的定向移动而呈现的电流。

4.气体导电

通过电离气体的导电。

5.尖端放电

在带导体曲率半径很小处所发生的放电现象。

6.电晕放电

发生不均匀的、场强很高的电场中的辉光放电。

注：电晕放电时，在电极周围有微弱发光的电晕层。

7.辉光放电

当电场强度超过某值时，以发光形式表现出来的气体放电现象。此时，没有大的嘶声或噪声，也没有显著的发热或电极的蒸发。

8.刷形放电

指发生于带电量大的绝缘体与导体之间空气介质中的一种放电形式，其放电通道不集中，呈分支状。

9.火花放电

由于分隔两极间的空气或其他电介质材料突然被击穿，使电流急剧上升，电压急剧下降，引起带有瞬间闪光，并有集中通道的短暂放电现象。

10.表面放电

当带静电的物体接近接地体而在两者间发生放电时，沿带电体表面产生的发光放电，呈树枝状。

11.火花间隙

一种含有两个或多个电极，用以在特定情况下产生火花放电的器件。

12.静电放电能量

带电体所形成的静电场通过静电放电所释放出来的总能量。

13.介质击穿

固体、液体、气体介质及其组合介质在高电压作用下，介质强度丧失而引起导电的跃变现象。介质击穿时，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。

注：气体、液体介质击穿后，如切断电压，介质可能恢复其耐电强度。

14.对地电压

带电体与大地之间的电位差（令大地电位为零）。

15.击穿电压

使电介质击穿的最低电压称为击穿电压。

16.电风

电晕放电时，空气电离产生的离子，由于电场力的作用而高速飞离电极，带动气体介质而形成的气流。

17.（静电）电磁危害(www.xing528.com)

由于静电放电发生的电磁辐射而对电子元器件及仪器所产生的有害影响，如电子仪器发生误动作或故障，或者电子元器件被击穿以及发生静电噪声等现象。

18.静电斑痕，静电痕迹

指在未显影的胶片上，由于发生静电放电，使其上显现出放射状的痕迹，或在胶片及其他薄膜表面因静电吸附污物而形成斑迹等现象的统称。

19.静电噪声

由于静电放电产生的电磁波辐射而对电子装置、通信设施等产生的电磁干扰。

20.静电半衰期

静电半衰期指试样上的电荷衰减至其终值的1/2时所需的时间。对于塑料、橡胶、化纤织物等高分子材料来说，其泄漏电荷的能力通常用静电半衰期表征。静电半衰期t_1/2与材料自身物理特性的关系为

t_1/2=0.69τ=0.69ερ=0.69RC

式中 R——试样的对地泄漏电阻（Ω）；

C——试样的对地分布电容（F）；

ε——材料的介电常数（F/m）；

ρ——材料的电阻率（Ω·m）。

各种材料的物理特性是不同的，t₁/2值的差异很大，导静电好的材料可能只有几秒甚至几毫秒，而绝缘材料则可能长达数小时甚至数天。

21.静电荷的耗散能力

带电体上的电荷由于静电中和、泄漏、放电而使之部分或全部消失的现象，称为静电耗散。

对于绝缘物质带电，或被绝缘的导体带电，因为无法采用依靠向大地泄漏电荷的方法消除静电，所以可利用离子流式静电消除器发出的正、负离子中和带电体上的电荷，离子流式静电消除器的电荷中和能力是其主要参数。

22.粉体静电的性能参数

粉体是指由固体物质分散而成的细小颗粒，粉体是固体物质的一种特殊形态，其带电性能与固体物质有显著不同。这种不同来源于粉体存在状态的不均匀性和弥散性及粒子之间的无序排列，造成电性能的不均匀性、不稳定性和各向异性。

但是，由于粉体物质一般都具有较大的吸湿性，所以电性能测量受湿度的影响较大。粉体电性能的测量对温度和气压的影响有时也非常敏感。因此，造成了粉体静电性能测量的复现性较差。

用气流输送粉体物质，在工业中已有广泛应用，但是粉体物质在气流加工和管路输送过程中，会频繁地发生物料与管壁、容器壁之间以及粉体物料粒子彼此之间的接触和再分离，呈现明显的带电过程，因而经常产生强烈的静电。同时，在粉体输送过程中，又很容易产生不同强度的放电火花，这就涉及整个输送过程的安全性问题。为了找出粉体在气力输送过程中的起电规律，又考虑到实验的安全性，人们通常是利用惰性固体介质粉粒进行研究。

由于粉体静电受多种因素的影响，因此其定量计算是相当复杂的。实际的计算往往要限定某些条件及利用在某些特性条件下得出的实验系数，因此这种计算就带有一定的局限性和近似性。

23.人体静电的性能参数

在有些时候，人体也会成为一个危险的静电源，由于人具有活动性，所以其危险性就更大了。

（1）人体对地电容

由于人体是一个导体，通常人体一旦产生静电，会通过很多方式泄漏到大地中，因而不会积蓄电荷。但是，如果人穿的衣物（如鞋子等）是绝缘的，会使人形成与大地绝缘的孤立导体，这时人体则可能积聚静电荷，人体的电位可能会非常高，此时则可能诱发静电火灾、爆炸事故，也可能会使静电敏感的产品质量受到影响。就好比这样一个模型：人体是电容器的一个极板，衣物相当于电容器中的电介质，大地是另一个极板，于是三者构成一个电容器。这个电容器的大小除了受衣物的影响外，还要受个人外貌特征、高矮、胖瘦等的影响。

我们已经知道，电容C、电量q、和电压U之间存在一个这样的基本关系是U=q/C，所以不同的人对地的电容是不同的，即使是同一个人在不同的时间场合下，其电容也是不断变化的，于是人体对地的电压也是不断变化的。

（2）人体对地电阻

人体对地电阻是指人体在正常穿戴静电防护衣物和腕带情况下的对地泄漏电阻值。在静电防护领域中，我们主要关心的是人体对地的电阻，而与人体自身的电阻关系不大。人体对地电阻值的下限主要受人体安全因素的制约。在非正常情况下，人体触及200～380V工频电压时，应确保流过人体的电流小于5mA。确定人体对地泄漏电阻的上限时，要考虑泄漏电荷的能力。如考虑到某些电子产品对静电较为敏感，人体电位应在100V以下，而且从静电起电初始到电压下降至100V的时间不得超过0.1s，否则难保敏感产品不受损害。如果假定人体的初始电压U₀=5000V，人体对地电容C=200pF，安全电压上限为100V，过渡时间为0.1s，由式U（t）=U₀e^-1/（RC），可求得人体泄漏电阻为1.28×10⁸Ω。这就是人体接地电阻的上限。工程上要求人体对地电阻须控制在1MΩ左右。可见人体带电因人体起电情况和人体放电情况而受人体对地电阻和人体对地电容的制约，因而人体对地电阻的控制是人体带电控制的重要手段。

（3）人体静电位

我们习惯上认为大地的电位为零位，所以人体的静电位就是人体的对地电压。由上面的基本关系式可以看出，人体电压与带电量q成正比，与人体对地的电容C成反比关系。通常人体的对地电容是很小的，于是实际生产生活中人体电位有时会高达几十千伏的数量级。因为人体电位是造成静电危害的一个直观参数，所以需要作为一个控制指标来认真对待。

24.液体介质电导率参数

液体静电的发生和液-固交界面处形成的偶电层厚度关系很大，并有计算式

也就是偶电层厚度δ与液体的弛豫时间常数D_m的1/2次幂成正比。由于τ=ε/σ，所以时间常数的大小主要由电导率σ决定，因为对大多数液体介质来说，介电常数ε的差别不很大。

由此可知，当电导率增大时，时间常数和偶电层厚度将减小，静电的发生将减少。所以，液体介质的电导率σ不但是标志液体绝缘程度好坏的一个物理参数，而且是直接反映液体存在静电危险程度的重要参数。