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静电学

当把数学引入到电现象的研究中去时,一门新科学即静电学兴起了。在静电学的确立过程中,普利斯特列、卡文迪许和库仑做出了重要的贡献。

静电学是研究"静止电荷"的特性及规律的一门学科,是电学的领域之一。静电是指静电荷,是称呼电荷在静止时的状态,而静止电荷所建立的电场称为静电场,是指不随时间变化的电场。该静电场对于场中的电荷有作用力。

静电学起电

在摩擦起电里,两种不同的物质,经过接触、摩擦、分开,这三道程序后,将羊毛摩擦於琥珀,会使琥珀获得负电荷。这性质,最先由米利都学派的创始人泰勒斯纪录于历史文书

两道程序后,也会产生静电。由於大多数的表面都相当粗糙,经过接触比经过摩擦需要更多的时间来完成充电。摩擦增加了两块表面的附著接触。由於导电物体很容易流失电荷

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静电学造价信息

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  • 功率(W):15;品种:普通型铃;防护等级:IP54;额定压(V):220
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  • 2022-12-06
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  • 功率(W):15;品种:普通型铃;防护等级:IP54;额定压(V):220
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焊眼罩

  • 品种:眼防护具;类型:焊眼罩;规格型号:PVC
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小学电学实验箱

  • :池盒模块×2、单刀单掷开关模块×2、单刀双掷开关模块×1、双珠模块×2、双夹盒模块×1、流热效应模块×1、数字压表模块×1、数字流表模块×1、路暗盒模块×1、红绿灯模块×1、滑动变阻器×1
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电学基础实验套件

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电学实验桌

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电学基础实验套件

  • 产品组成:源适配器、O型转接头、直接、T接、L接、开关、接地、流表、压表、小灯泡、LED小灯、定值阻、半透明挡板、X连接头;功能:通过模块的组合,帮助学生理解路的基本构成,学会如何利用开关来控制路,探究完成简易报机、点亮小灯泡、开关路、并联路、串联路、容的充放等实验.
  • 1套
  • 1
  • 中高档
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  • 2019-06-24
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电学系列实验板

  • 详见附件
  • 1套
  • 2
  • 一线品牌
  • 中档
  • 含税费 | 含运费
  • 2020-04-26
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静电学电荷感应

一个物体内部的电荷,因为受到物体以外的电荷的影响,而重新分布,称此现象为电荷感应。将一个带负电荷的物体 A 移至另一个物体 B 附近时,物体 B 内部离物体 A 较近的区域会带有较多的正电荷。由于正电荷与负电荷相吸引,两个物体会感受到吸引力的作用。例如,用一块羊毛布摩擦一个塑胶气球,这会使气球得到负电荷。将这气球拿到一座墙壁附近。那么,气球会被墙壁吸引而黏在墙壁上。这是因为静电感应,墙壁的自由电子会被气球的负电荷排斥,剩下正电荷。由于塑胶气球的负电荷不容易移动,不会与墙壁

的正电荷中和。请参阅数据模拟网页气球与静电。

静电感应的原理已经成功地应用于工业界很多年了,对于众多工业有极大的贡献。发展成功的静电油漆系统可以经济地将瓷漆(enamel paint) 和聚氨酯漆,均匀地油漆在消费品表面,包括汽车、脚踏车等等其它产品。

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静电学静电现象

在公元前六世纪,人类就发现琥珀摩擦后,能够吸引轻小物体的「静电现象」。这是自由电荷在物体之间转移后,所呈现的电性。此外丝绸或毛料摩擦时,产生的小火花,是电荷中和的效果。「雷电」则是大自然中,因为云层累积的正负电荷剧烈中和,所产生的电光、雷声、热量。

静电现象包括许多大自然例子,像塑胶袋与手之间的吸引、似乎是自发性的谷仓爆炸、在制造过程中电子元件的损毁、影印机的运作原理等等。当一个物体的表面接触到其它表面时,电荷集结於这物体表面成为静电。虽然电荷交换是因为两个表面的接触和分开而产生的,只有当其中一个表面的电阻很高时,电流变的很小,电荷交换的效应才会被注意到。因为,电荷会被入陷於那表面,在那里度过很长一段时间,足够让这效应被观察到的一段时间。

静电现象是由点电荷彼此相互作用的静电力产生的。库仑定律专门描述静电力的物理性质。在氢原子内,电子与质子彼此相互作用的静电力超大於万有引力,静电力的数量级大约是万有引力的数量级的 40 倍。

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静电学常见问题

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静电学基本概念

库仑定律

静电学最基本的定律是库仑定律。一个点电荷q作用于另一个点电荷 Q 的静电力 F,可以用库仑定律计算出来。点电荷是理想化的带电粒子。在这里,称点电荷 q 为源点电荷,称点电荷 Q 为检验电荷。静电力的大小跟两个点电荷之间的距离的平方成反比,跟 q 、Q 的乘积成正比,作用力的方向沿连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸:

其中,C2N-1m-2是电常数, r是从源点电荷 q 指向检验电荷Q 的向量,r 是其单位向量。

电场

电场 E 定义为作用于一个检验电荷 Q 的静电力F 除以 Q:

从这个定义和库仑定律,一个源点电荷 q 产生的电场可以表达为

叠加原理

在静电学里,叠加原理阐明,任何两个点电荷的相互作用与其它点电荷无关。因此,给予 N个点电荷,我们可以应用库仑定律,单独地计算每一个源点电荷 qi 作用于检验电荷 Q 的静电力 Fi 。这样,作用於检验电荷 Q的总静电力 F是

。我们可以得到这便利。原因是库仑定律线性地相依於源点电荷 qi 。

将作用力除以检验电荷 Q,可以得到电场。所以,总电场 E 为,

其中,Ei 是源点电荷在检验电荷的位置所产生的电场。

类似地,电位也遵守叠加原理:

其中,Vi 是源点电荷在检验电荷的位置所产生的电位。

高斯定律

高斯定律阐明,流出一个闭表面的电通量与这闭曲面内含的总电荷量成正比。比例常数是电常数的倒数。用积分方程式形式表达,

其中,dA是无穷小面积元素,ρ是电荷密度,dV是无穷小体积元素。用微分方程式形式表达,

。帕松方程式综合电位的定义和高斯定律的微分方程式,可以给出电位 V和电荷密度ρ之间的关系方程式,称为帕松方程式:

。给予点电荷的分布资料和充分的边界条件,应用帕松方程式,我们可以计算在空间里任何位置的电位 V 。根据唯一定理,这也是唯一的解答。

拉普拉斯方程式

假若电荷密度是零,则帕松方程式变为拉普拉斯方程式:

。给予充分的边界条件,应用拉普拉斯方程式,我们可以计算在真空里任何位置的电位 V 。根据唯一定理,这也是唯一的解答。

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静电学接触起电

主条目:接触起电

假若两种不同的物质因互相接触而产生静电,则称此为接触起电(contact electrification) .摩擦起电效应(triboelectric effect) 是一种接触起电效应。在摩擦起电里,两种不同的物质,经过接触、摩擦、分开,这三道程序后,会从原本中性,变为带电体;其中一种物质会带有正电,另外一种物质会带有同样大小的负电。电荷的正负极性和电量,依照材质、表面粗糙、温度、应变等等,各种性质或参数而变化。举例而言,将羊毛摩擦于琥珀,会使琥珀获得负电荷。这性质,最先由米利都学派的创始人泰勒斯纪录于历史文书[1],是有纪录以来,人类最早研究的起电现象。其它诸如丝绸与玻璃的摩擦、硬橡胶与毛料的摩擦,都会产生静电。

摩擦两种不导电物体会生成大量的静电。但是,不只是摩擦才会造成这样的结果。两种不导电物体,经过接触、分开,两道程序后,也会产生静电。由于大多数的表面都相当粗糙,经过接触比经过摩擦需要更多的时间来完成充电。摩擦增加了两块表面的附着接触。一般而言,绝缘体,不导电的物体,是起电(产生静电)和保留电荷的优良材料。例如,橡胶、塑胶、玻璃等等,都是很优良的起电材料。导电物体也会生成静电。由于导电物体很容易流失电荷,必须在外面特别包上一层绝缘体,才能保留住电荷。特别注意到电流的存在并不会阻止起电、静电力、火花、电晕放电(corona discharge) 等等静电现象的发生。

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静电学电荷中和

自然的电荷中和现象最常发生于低湿度的季节。这现象偶尔会造成一些困扰。但是,在某些特别状况,会变得具有相当的破坏性和摧毁性(例如,电子制造业)。假若因为工作原由,必须直接接触到集成电路电子元件(特别是易损坏的金属氧半导体场效应晶体管(MOSFET)),或处于易燃气体附近,应该非常小心地避免累积静电和突然放电。电子元件工厂常使用反静电装置(antistatic device) 来保护电子元件。

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静电学文献

电学练习1教案资料 电学练习1教案资料

电学练习1教案资料

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页数: 19页

电学练习1教案资料

4-3材料的电学性能 4-3材料的电学性能

4-3材料的电学性能

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页数: 56页

4-3材料的电学性能

电场能量密度静电学中的能量

有些教材讲该结论适合一切电场。平行板电容器的电场只是无数电场中的一个特例, 用该场推导的结论不一定具有普遍性,所以有学者又用其他方法推导公式来验证此结论。下面首先对静电场中的一些能量公式进行分析对比, 指出静电能是电势能、自能或固有能、相互作用能的统称, 静电场的能量就是激发静电场的带电体系总的静电能。

电场能量密度电势能、相互作用能

静电场是保守力场或势场, 检验电荷q0在静电场中某点p 的电势能可表示为

式中Up 是静电场中p 点的势能。q0 的电势能实际上是检验电荷和静电场(或产生静电场的场源电荷)构成的带电体系所共有的,所以电势能也称带电体系的相互作用能, 又称带电体系的静电能, 属于该带电体系总静电能的一部分.

电场能量密度自能

一个孤立的带电体其静电能称为自能或固有能。用做功的方法来定义,设物体带电量为Q 时, 其电势为U , 则带电体整个荷电过程中, 外界反抗电场力所做的功转化为该带电体的静电自能W , 写成

同相互作用能比较可知, 带电体的自能本质上是带电体上各部分电荷之间的相互作用能。

电场能量密度电荷连续分布的带电体系的静电能

这种体系可以是一个带电体或若干个带电体, 各带电体的自能再加上它们之间的相互作用能便是整个带电体系的总静电能。设带电体的体积为V , 电荷分布的体密度为ρ(x , y , z), 其总静电能为:

积分遍及带电体全部体积V 。U 为被积带电体体积元所在处的电势, 此电势是所有其它带电体及被积带电体积元电荷共同产生的。

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静电放电及危害防护简介

1 绪论

1.1 历史的回顾与静电学的新生

1.2 静电防护与电磁兼容性

2 静电学基础理论

2.1 电荷与库仑定律

2.2 电场与高斯定理

2.3 静电场的环流定理

2.4 静电场中的导体

2.5 静电场中的电介质

2.6 电容和部分电容

2.7 静电场的能量

3 静电起电与消散

3.1 静电起电原理

3.2 固体起电

3.3 粉体的静电起电

3.4 液体起电

3.5 气体的静电起电

3.6 人体的静电起电

3.7 静电的消散

4 静电放电与静电危害分析

4.1 静电放电的特点及类型

4.2 静电效应及其作用规律

4.3 工业生产中的静电障害

4.4 静电燃爆危害

4.5 电子行业的静电危害

4.6 静电电击危害

4.7 静电危害的预测和事故分析

5 静电危害防护

5.1 防静电危害的一般原则和对策

5.2 静电接地

5.3 空气加湿

5.4 材料的抗静电改性

5.5 静电消除器

5.6 人体静电的防护

6 静电放电建模与模拟

6.1 静电放电模型

6.2 静电放电模拟器

6.3 静电放电辐射场的理论建模

7 微电子器件静电防护和失效分析

7.1 防护策略和基本步骤

7.2 微电子器件、设备ESD敏感度测试

7.3 微电子器件静电放电失效分析方法

7.4 潜在性失效

7.5 微电子器件静电防护设计方法

7.6 防静电工作区设计

7.7 制造集成电路净化间的静电防护

7.8 防静电包装

8 静电测试技术

8.1 概述

8.2 静电基本参量测试

8.3 防静电设施及器具静电性能测试

8.4 防静电包装材料静电性能测试

8.5 人体静电参数测试

8.6 防静电织物静电性能测试

8.7 静电感度测试与数据处理方法

参考文献2100433B

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质量流量电力通论

▪ 电

▪ 电荷

▪ 静电学

▪ 电子

▪ 离子

▪ 空穴

▪ 自由电荷

▪ 束缚电荷

▪ 空间电荷

▪ 载流子

▪ 电中性

▪ 线电荷密度

▪ 面电荷密度

▪ 体电荷密度

▪ 电场

▪ 电场强度

▪ 静电场

▪ 静电感应

▪ 均匀电场

▪ 交变电场

▪ 电通密度

▪ 电通[量]

▪ 力线

▪ 电位

▪ 电位差

▪ 等位线

▪ 等位面

▪ 地电位

▪ 电压

▪ 等位体

▪ 电压降

▪ 电动势

▪ 反电动势

▪ 电介质

▪ [介]电常数

▪ [绝对]电容率

▪ 相对电容率

▪ 电极化

▪ 电极化强度

▪ 剩余电极化强度

▪ 电极化率

▪ 电极化曲线

▪ 电偶极子

▪ 基本电偶极子

▪ 电偶极矩

▪ 电滞

▪ 电滞回线

▪ 电致伸缩

▪ 电流

▪ 传导电流

▪ 运流电流

▪ 离子电流

▪ 位移电流

▪ 全电流

▪ 极化电流

▪ 库仑定律

▪ 高斯定理

▪ 磁学

▪ 磁场

▪ 磁场强度

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