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华商好奇心静电威力到底有多大实验发现:人体摩擦生电,瞬间可带电2万伏 专家答疑:静电几万伏,为啥电不死人?

来源:华商报 2016-01-12 16:09   https://www.yybnet.net/

1月7日,在陕西省科技馆,,实验人员测试“怒发冲冠”静电效应华商报记者 邓小卫 摄

一个加油站里,因男子身上携带静电,导致浑身起火。这个视频不少人都看过,让人生疑的是,静电真的有这么大的威力吗?

本期华商好奇心告诉你,静电的威力真的很大,在干燥的冬季,人们穿脱衣服等方式产生的静电可能有2万多伏。冬季1/3心血管疾病都与静电有关。

1手摸通电静电发生器头发会慢慢飞起来

说到静电,相信不少人都深有体会。脱衣服时,常听到噼啪的声响,还伴有蓝光;见面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感到指尖针刺般刺痛;乘坐公交时,很多人会对金属扶手发怵,就害怕听到“啪”的一声;早起梳头时,头发会任性“飞舞”起来,越理越乱;拉门把手、开水龙头时都会“触电”……

生活中,静电似乎看得见摸得着,那它是怎么让头发乱飞的呢?

在陕西省科技馆,一个金属圆球能直观地让人们看到静电的产生,这个仪器叫范德格拉夫静电发生器。科技馆展教部工作人员郑芸介绍说,仪器通入的是20万伏高压电荷,观众站在绝缘台上,将手贴在圆形球壳上,通电后,慢慢增大电荷数,观众的头发就会慢慢飞起,夏天女观众如果穿着轻质裙子,也会飘起来。

郑芸说,这台设备顶部是一个球形高压电极,在下部底箱内是一个直流高压电源,该电源的一极接到由一排针尖组成的电梳上,另一极接地。电梳的尖端对准电荷输送带,由于尖端放电效应,电梳尖端附近空气中的负(正)离子被喷射到电荷输送带上,在电动机的带动下将电荷送进球壳内,球壳内的电梳利用静电感应作用将电荷收集起来传到球壳上。观众触摸球壳,身体的电位与球壳的电位一起上升,由于头发有弱导电性,一部分电荷传到头发上使头发带有同种电荷,产生静电斥力,头发就竖立起来。

2人体摩擦生电瞬间可带电2万伏

人体活动摩擦产生的静电,威力到底有多少?1月8日,在西安交通大学电气工程学院高电压技术教研室,穆海宝博士为我们展示了静电的电位值。

实验仪器:静电电位计(最大电位为2万伏)

实验原理:用一块绝缘材料和衣服反复摩擦多次,模拟人体与衣物摩擦过程,电荷分离,绝缘材料上带有和衣服上同等大小的电位,将绝缘材料立即放进静电电位计中,机器就会显示该绝缘材料带有的电位(电压)大小,等同于人体产生的静电电位值。

实验过程:静电测试受到环境条件的影响,用同样的测试方法和测试仪器,在同一地点做同样的测试时,测算结果也会不同,所以我们用不同的衣服重复做三次。三件衣物分别是:毛衣、手套和羽绒服。

1.主要成分为棉,其次是氨纶的毛衣

用绝缘材料在人体穿着的毛衣上摩擦五六次,放入静电电位计,第一次显示带电7700伏,随着时间过去,电压逐渐减小;用同样的方法第二次测试,显示带电1.9万伏;第三次测试时,静电电位计“爆表”了,也就是电压超过2万伏,过了四五秒,静电消耗一些后,电位计显示数字为1.8万伏。

2.珊瑚绒手套

用绝缘材料和手套摩擦多次,放入静电电位计,第一次显示6200伏,第二次显示电压为2277伏,第三次电压为2900伏。

3.100%涤纶羽绒服里料

人们常穿的羽绒服里料往往非纯棉,也极易产生静电。摩擦羽绒服里料后,放入静电电位计,第一次显示电压为1.3万伏,第二次1.2万伏,第三次1.3万伏。可见,这三种冬季装备中,毛衣产生的静电最大,其次是羽绒服,最后是手套。

3静电几万伏 为啥电不死人

相信看到这里,你也会感到疑惑,电压达到几万伏,而通常所说人体能承受的安全电压为36伏,为什么静电电不死人?

西安交通大学穆海宝博士表示,人们通常所说的安全电压36伏,指的是在一定电流通过的情况下。所谓静电,就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷,当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时会发生电荷转移,就是我们日常见到火花放电现象。

通俗点讲,只有电荷转移了,产生电流,才可能对人造成伤害。如果人体不接触其他低电位物品,尽管人身上静电电压非常大,但只要电荷不流动,就没有危险。

其次,静电产生的电荷非常小,即使人接触了低电位的物品,通过人体的电流可能只有几毫安。资料显示,人通过工频1毫安的电流会有麻、刺、痛的感觉;20毫安以上就比较危险,不能及时摆脱电源就会有生命危险;100毫安以上可能导致人心跳骤停。穆海宝说,其实人们也大可不必担心身上有静电,静电会逐渐通过空气中的颗粒慢慢消耗的。

穆海宝表示,因衣服静电导致在加油站起火,是完全有可能的,人身上的静电发生电荷转移时,会有火花放电,加油站空气中有很多易燃颗粒,提供了易燃环境,原理跟打火机一样。同样的危险还会发生在面粉厂,空气中的粉尘颗粒遇到火花,也会发生爆炸。

静电对人体有啥危害?

白领脸部红斑或与电脑屏静电有关

静电对人体有什么危害呢?

郑芸表示,长期处于开着的电视、电脑和微波炉等环境下,常常可能有毛孔变大、皮肤干燥、红斑、皮肤瘙痒等症状。而天天操作电脑的办公室白领脸部红斑、色素沉着等发病概率,远高于不用电脑者,这是由于电脑屏幕所产生静电吸引了大量悬浮的灰尘,使面部受到刺激引起的。

在临床上,有用除颤器对心脏电击挽救生命的方法,但正常人并不需要电流。若是人体所带的静电达数千伏甚至万伏,它会严重干扰以致改变人体内固有的电位差,影响心脏的正常工作,还可能引起心率异常和心脏早搏。冬季有1/3的心血管疾病与静电有关,查不出病因的心脏病人、神经衰弱的人,大多是因为长期受静电干扰所至。

日常生活中咋除静电?

可借小物件导走静电

1. 穿全棉的内衣,尽量不穿化纤的衣服。

2. 出门前去洗个手,或者先把手放墙上抹一下去除静电;

3.为避免静电击打,可用小金属器件(如钥匙)、棉抹布等先碰触大门、门把、水龙头、椅背、床栏等消除静电,再用手触及。手上放电的疼痛是由于高压放电,放电时手与铁门极小面积的接触,产生瞬间高压。如果先大面积握住钥匙,使放电的接触点转移至钥匙尖端,手便不会感到疼痛。

4. 开车门时,为防止静电,先用手掌或手背摸一下车体,不要用指尖去接触。

5.如果家里地板是瓷砖,可在拖鞋后面从上向下钉个图钉,弯回冒出去的尖,图钉会导走身上的静电。华商报记者 段晓宁 

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