理论教育 利用与防止静电-《物理》

利用与防止静电-《物理》

时间:2023-10-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:生活和办公中常用的静电复印机,就是静电技术的贡献。图5-26 静电除尘图5-27 静电复印机转印:由输纸机构将带正电的白纸跟硒鼓上带负电的墨粉接触,使墨粉被吸到白纸上。采用静电喷涂,不仅可以避免这些缺点,还能实现生产的自动化。图5-28 静电喷塑枪二、静电危害的防止绝大多数机械运动都会产生摩擦,两个不同材料的物体相互摩擦就会分别带上异种电荷,彼此相互吸引,可能对生产不利。

利用与防止静电-《物理》

静电是自然界中非常普遍的现象,凡是有摩擦的地方就会有静电产生。生活和办公中常用的静电复印机,就是静电技术的贡献。但在静电技术被广泛应用的同时,它又会给我们带来许多麻烦,甚至灾难。

一、静电的应用

静电技术应用很广泛,它的基本原理就是使分散的微粒带电,利用静电力将分散的微粒驱往目标处。下面举几种实例。

(1)静电除尘

燃煤锅炉排出的黑烟中含有大量的粉尘,会造成严重的环境污染。利用静电除尘器可消除烟中的粉尘。如图5-26所示,除尘器由金属管A和悬在其中的金属丝B组成,A接高压电源的正极,B接高压电源的负极。这样就在管A内形成了很强的电场,并且距B越近的地方电场越强。当含有粉尘的空气从C进入管A时,B附近的空气就被强电场电离成正离子和电子。正离子向B运动,在B处得到电子而还原成空气分子。电子向A运动的过程中遇到粉尘就使粉尘带负电,而被吸附在A的管壁上并被中和,再被震动装置震落收集,使D排出不含粉尘的空气。

(2)静电复印

静电复印机能够方便快捷地复制图文资料,它是一种常用的现代办公设备。复印机的中心部件是一个旋转的硒鼓,复印每一页文稿都要在硒鼓上按顺序经过充电、曝光、显影、转印这几个步骤,如图5-27所示。

充电:由电源使硒鼓带正电。

曝光:利用光学系统将原稿的图文成像在硒鼓上。硒鼓有特殊的光电性质,没有光照射时是绝缘体,能保持所带的电荷;有光照射时立刻转变成导体,使原来所带的电被导走。硒鼓上有图文成像的地方没有光照射,这里保持了正电荷;其他没有像的地方被光照射,正电荷被导走。所以,硒鼓上保留了图文的“静电潜像”。

显影:使硒鼓上“静电潜像”吸引带负电的墨粉,墨粉就显示出了被复印的图文。

图5-26 静电除尘

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图5-27 静电复印机

转印:由输纸机构将带正电的白纸跟硒鼓上带负电的墨粉接触,使墨粉被吸到白纸上。

定影:将离开硒鼓的有墨白纸送入定影区,使墨粉在高温下熔化浸入白纸中,成为牢固的图文印迹。

(3)静电喷涂

油漆、喷塑、植绒、洒农药等生产过程都须要将液体或粉末均匀涂盖在某个物体的表面。如果用人工涂抹或喷洒,既不均匀又危害操作员的健康,还有飞溅和滴漏的浪费。采用静电喷涂,不仅可以避免这些缺点,还能实现生产的自动化。静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒在静电力的作用下定向运动,并吸附在工件表面的一种喷涂方法。静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成,如图5-28所示。喷塑机是使塑料粉末带电,用静电力驱使塑料粉末飞向作为电极的工件,使工件表面涂上一层均匀、光滑而绝缘的涂层。运用类似的方法,让喷雾器跟果树之间建立静电场,就可以使农药准确地飞向目标,既节省农药又不污染周围的空气和地面。

图5-28 静电喷塑枪

二、静电危害的防止

绝大多数机械运动都会产生摩擦,两个不同材料的物体相互摩擦就会分别带上异种电荷,彼此相互吸引,可能对生产不利。例如电子线路板在保存、运输过程中,会因与周围物体的静电作用而损坏上面的电子元件。在印染厂里,棉纱、毛线、化纤上的静电会吸引空气中的灰尘使印染质量下降。如果电荷积累到一定程度,就会使空气被击穿发生火花放电,引起火灾。在空气干燥的季节,人可能与各种丝织物摩擦而带上静电,当人将手伸向金属物体(如门把手)时,手与金属物体间会发生火花放电,使人感觉到刺痛。飞行的飞机与空气摩擦而带的电荷如果在着陆过程中没被导走,当地勤人员接近机身时,会由于放电而被击倒。防止以上危害的基本方法是尽快把产生的静电导走,避免静电的积累。例如飞机轮上通常都装有搭地线或用导电橡胶做轮胎(橡胶中夹入金属丝屑);油罐车加装导电橡胶带;在地毯中夹织细金属线;在印染厂中要保持适当的空气湿度等都是为了及时消除静电,避免危险。如图5-29(a)、(b)分别为汽车尾部装上防静电带和电路板使用防静电专用袋进行包装的情形。

图5-29 静电的防止

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