知识拓展:对摩擦起电的解释

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对摩擦起电的解释

摩擦起电是一种比较复杂的现象,摩擦过程中伴随着物质间的接触和分离、温度升高、分子的破裂、热分解、压电和热电效应等,它们都对起电产生影响。即使同种物质,以不同的方向摩擦时,也会出现带电现象。现在对摩擦起电还存在着一些认识不清楚的问题。

固体的带电机理可用双电层和接触电势差来说明。两种物质接触时,由于不同原子得失电子的能力不同,外层电子的能级不同,会发生电子转移。当两种物质紧密接触(其间距离小于0.25×1010m)时,界面两侧会出现大小相等、符号相反的两层电荷,称作双电层。双电层间的电势差叫做接触电势差。当双电层间的接触电势差达到一定值后,电子的转移达到平衡。接触电势差跟物质性质和表面状况有很大关系,固体的接触电势差为103101V,最大为1V左右。金属





与金属、金属与绝缘物(电介质)、绝缘物与绝缘物的界面上都会出现双电层。由于存在双电层,两个紧密接触的物体分开时,就可能带电。

摩擦可使物体间紧密接触,增大接触面积,从而增加电荷量;摩擦还使温度升高,促进电子的转移。

影响固体带电的因素很多,两种物质摩擦时,哪个带正电,哪个带负电,首先决定于物质的性质。科学家们用不同的物质做实验,列出了物质的带电序列表,表中每一列的两种物质摩擦时,上面的物质带正电,下面的物质带负电。上下两种物质相隔越远,越容易起电。摩擦起电还受周围环境条件的影响,周围温度、湿度、气压都影响电荷量,有时还影响带电的符号。物体间的力学因素,例如摩擦的速度、摩擦的长度、压力的大小也对所带电荷量有影响。

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材料的带电序列



量者

(Ballou)



















(Hersh)





莱密

日本电气学会纤维

史密森物理学数表

(Lehmicke工业专门委员会 )

玻璃

尼龙

石棉

毛发 人造丝 兔皮

尼龙 人造短纤维 玻璃

羊毛

油酸异丁酯10%、尼龙90

的确良65%、棉35

Exlon(聚丙烯腈合成纤维)

云母

酸盐

乙烯乙醇

可纶

石英

粘胶 猫皮

酸盐

可纶



乙烯

氯纶树

氯乙

CaMgPb

艾利纶

硬质橡胶

醋酸

绦纶

尼龙70%、油酸异丁酯30

A1MnZnCdCr







奥纶

维尼龙

木材

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本文来源:https://www.wddqw.com/doc/2942705c0e22590102020740be1e650e52eacfb3.html