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静电带电量的衰减

来源:本站原创 作者:佚名 日期:2018年08月13日 访问次数:
静电带电,并非是单纯的产生电荷,而是电荷产生与泄漏伴随出现。而带电量则是由产生与泄漏之间的差所决定。在对于实际现象的把握上,测量电荷泄漏状况的电荷衰减测定就变得十分必要了。
 
1. 静电荷衰减测定的概要
物体由于接触、摩擦等原因而产生静电。静电虽称为静电、但却并非是处于完全静止的状态,而是在某种程度上的电荷泄漏。因此,静电带电,并非是单纯的产生电荷,而是电荷产生与泄漏伴随出现。而带电量则是由产生与泄漏之间的差所决定。于是,防止带电的手段可以分为两种,抑制静电产生以及促使电荷泄漏。物体的静电产生与泄漏这两种特性并没有一定的关系,另外,由于由于在理论上无法控制静电产生时候的电量多少,即静电量的不确定性,所以大部分情况之下,要抑制静电的产生是非常困难的。有鉴于此,防止物体带电的手段一般采用的是促使静电荷的泄漏为主。
 
对于防静电材料的电荷泄漏的评价方法,有电阻测定法和电荷衰减测定法两种。电阻测定法由于实施起来比较简单,因此一般情况下比较常用。电阻测定法在带测的材料上通电并且施加一定的电压,使电子在电势差的作用下定向移动,以此测定该流过材料的电流强度。在电阻测定法中,与电流的电子的移动相反,静电的泄漏,是因为作为离子形式存在于物体内的多余的电荷的移动,两者的现象存在着不同之处的。因此,在对于实际现象的把握上,测量电荷泄漏状况的电荷衰减测定就变得十分必要了。在电荷衰减测定法中,作为电荷赋予一方,电子的注入、空气电离、摩擦带电等手法的不同,会出现不同的误差。
 静电带电量的衰减
2. 电荷衰减测定法的原理
电荷衰减测定法的测定原理如(图1)所示。试验样品的静电容量为C,泄漏电阻为RL。 从电源处给予样品注入,直到样品的电荷分布达到稳定状态后,再把电源撤离。这个时候的试验样品的电压为V0 ,t秒后由于泄漏掉一部分的电荷,试验样品的电压会下降V。
 
随时间的经过,可以得出与时间轴相对应的电荷衰减曲线。此处的电压V【伏特】和时间t【秒】的关系,可由样品的泄漏电阻RL【欧姆】以及电容量C【法】得出。
V= V0 exp{-t/(RL*C)} …… (1)
 
样品的电荷量随着电荷的泄漏而减少,电压V由开始的V0减少到原来的1/2为止的时间,称为半衰减期。在式(1)中,由V= V0/2整理而来的半衰减期式子:
τ=RL*C ln2 ………………… (2)
 
在这式子中,半衰减期τ与RL 为反比的关系,因此,只要测定出半衰减期τ,即可推算出带电物体上电荷移动的难易度。


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