静电与电容知识及电气技术教育培训课件PPT59页

• 电容器是电工电路中的三大器件之一，在直流电 路和交流电路中都有着广泛的应用。本章重点学 习电容器的结构、工作原理以及基本应用，为后 续课程的学习及以后的应用打下基础。
1.2 静电与静电场 1.2.1 什么是静电
• 带有电荷的物体称为带电，如果物体所带电荷相对静止， 称物体带有静电。
• 产生静电的原因一般是由于物体的相互摩擦和带电体的相 互感应。下面举例说明：
二、教学重点
1.导体的静电平衡条件 2.静电屏蔽作用和尖端放电现象
三、教学难点
静电中的空腔导体的电场分布
四、主要教学内容
• 1.1.1 导体的静电平衡条件
• 当将不带电的（导体中的正负电荷中和，不显电性）导体放入由正 电荷激发的电场E0中，如图所示。
导体在外电场的作用下，
负电荷受引力向左移动；
正电荷受斥力向右移动。
• 此外，静电植绒、静电复印机、激光打印机等都采用了静 电技术。
•
• 2．静电危害的防止
• 静电的危害、静电给人们造成的经济损失在逐年增加。如 静电可引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰；击 穿集成电路或精密电子器件，降低产品的成品率；
• 高压静电放电造成电击，危及人身安全；在粉尘、易燃易 爆、油雾等场所易引起爆炸和火灾；在精密生产场所，由 于静电吸附灰尘，使产品的品质下降；
• 在带电体的周围存在一种看不见、摸不着的物质场，这种 物质场可传递两个带电物体之间的相互作用力，我们称这 种物质场为电场。电场是由电荷激发的，有电荷就有电场， 电场和电荷同生同灭。电荷量大，激发的电场就强；电荷 量小，激发的电场就弱。
• 由静电荷激发的电场称为静电场。
• 2.电场强度
• 在带电体（带有电荷的物体）的周围存在着电场，电场对 其它带电体有力的作用。
• 在电场中的任一点，实验电荷所受电场力F 与电荷量Q 之比， 称为该点的电场强度，用E 表示，E 的单位是N/C（牛/库） 其数学表达式为
EF Q
• 电场强度是矢量，其方向与正电荷在该点所受力的方向相 同。
• 下图是用电力线表示的电场方向，每点电力线的方向就是 该点电场强度的方向。
a)正电荷电场方向 b) 负电荷电场方向 c) 匀强电场方向
• 处于电场中的物体在电场的作用下产生感应静电。
• 在工程中使用的静电是用静电发生器产生的，它将低电压 通过电子电路升压到20kV～30kV，在它的两个电极上提供 静电场。
• 1.2.2 静电场和电场强度
• 1．静电场
• 由实验可知，两个带有电荷的物体之间有力的作用。其受 力方向根据所带电荷的极性不同，为同极性相斥；异极性 相吸。
• 1.2.3 静电技术的应用和静电危害的防止
• 1．静电技术的应用 • 由上述介绍可知，带有静电的物体（微粒）在电场中受到
力的作用。根据此原理，静电技术得到广泛地应用。
• 静电除尘是利用静电 • 除去烟气中的粉尘颗 • 粒，如图所示。
Hale Waihona Puke • 静电喷涂可节省涂料， • 减少污染以及提高喷 • 涂质量。
• 由静电平衡条件可知，在电场中的导体，电荷分布在导体 的两端，导体内部的电场强度为零。
• 导体内部的电场，是由一切电荷（包括外部的电荷和导体 内部的电荷的总和）产生的总电场。
• 1.1.2 静电中的空腔导体
1．空腔外存在电场
• 如果有一空腔导体处于外电场中，根据导体的静电平衡条件， 空腔内的电场强度为零，即导体内不受外电场的影响。腔外电 场强度无论大小怎样变化，腔内的电场始终为零，如图所示。
• 雷电（静电放电）这一自然现象每年仅在通讯系统及设备 上造成的经济损失就以亿计；
• 计算机、各种精密电子仪器为了防止静电等的干扰，则必 须采取屏蔽措施。
• 为了消除静电的危害，人们在产生静电的场合采取了种种 方法。如油罐车在运行中，油和油箱长时间摩擦使箱体产 生静电，当静电大到一定程度可产生放电火花，引起火灾。 为了将静电荷及时的泄放，将油箱到地装一条铁链，汽车 在行走时随时将电荷对地释放；为了消除飞机与空气摩擦 产生的静电，在飞机的机轮上通常接有搭地线，或用导电 橡胶制作轮胎；在印染厂为了消除静电，使车间保持一定 的湿度，潮湿可使静电很快消失；工人在强静电场合工作 时，穿防静电服装以减小静电对人体的危害；在一些高精 企业，为了消除产品上的静电，通过静电消除设备将静电 消除。
由于导体的两端产生了
电荷的堆积，在导体内
E/
形成一新的附加电场 ，
此电场和外电场方向相反，如图中所示。
• 导体内的总电场 E E0， E当/ 内电场和外电场大小相等 时，E0 ，E / 在导体内的总电场E = 0，导体中的电荷停止移 动，即达到静电平衡。导体中的总电场E = 0称为电场中导 体的静电平衡条件。
五、课后小结
• 1.静电的概念及产生静电的原因。 • 2.静电场的概念。 • 1.电场强度的概念及其方向。 • 4.静电技术的应用。 • 5.静电的危害及其防止。
第二讲 1-3 静电场中的导体
一、教学目的
1.掌握导体的静电平衡条件 2.了解静电中的空腔导体及静电屏蔽作用 1.了解静电中的电荷分布情况 4.了解尖端放电现象
• a)处于正电场中的空腔 b) 处于负电场中的空腔
• •
• 导体空腔 “保护”了他所包围的区域，使之不受外表面的 电荷和外电场的影响。这一原理是电工电子技术中电场屏 蔽的理论基础。
• 在中学物理课中我们学习了摩擦起电，如用丝绸和玻璃棒 摩擦可使玻璃棒中的电子转移到丝绸上，使玻璃棒带正电 。
• 在干燥季节，化纤衣服与身体摩擦产生静电，在脱衣服时 会产生噼啪的放电声
• 飞机在飞行过程中与空气摩擦使飞机带电。
• 夏天的雷云在形成过程中由于相互摩擦而带上不同的电荷， 带有大量不同极性电荷的雷云接触时产生中和放电，发出 电闪雷鸣。
静电与电容知识及电气技术
教育培训课件
第一讲
1-1 引言 1-2 静电与静电场
主要内容
• 1.1 引言
• 静电和人们的生活关系越来越密切，在工程中的 应用也越来越多。静电的科学应用给人们带来了 很多益处，但静电的危害、静电给人们造成的经 济损失也在逐年增加。为了对静电的合理应用及 防护，本章讲解了我们应掌握的一些静电的基本 知识。