为什么人体有时会带电？

人体静电

人体带电方式

日常生活中我们常有这样的经历:

用塑料梳子梳头时感到毛发被梳子吸引,也会听到轻微的放电声;

脱衣后,手靠近椅子或门把手等金属体,会遭到电击.

人体表面电阻率微小,同其他物体分离过程中电荷迅速反流,中和,因而不能起电.人体静电主要由衣服,鞋等起电后传导给人体并积聚起来的.

人在地毯上行走,当脚抬起时,鞋底与地毯分离,鞋底电荷流向人体,起充电作用.单位时间起电量称起电率,用I表示,通常I不大于10E-4A0.同时,人体电荷通过落地脚向地毯泄漏.行走时,人就不断处于充放电过程中.如果鞋底电阻率够大,则电荷会在人体积聚.

右图为人体带静电等效电路.

I是起电率,与人的活动速

率有关;C是人体对地电容,

它主要由脚对地电容决定,

并且受到人体姿势,鞋底厚

度,周围环境的影响,人体

电量Q由下式表示:

Q(t)=idt

I

V(t)

R

人体对地电压V(t)随Q(t)变化:

V(t)=Q(t)/C

由于人是良导体,体内净电荷会向体表流散并最终分布在表皮和毛发上

(曲率大的地分布多)

所以我们会看到带高压静电者毛发竖起

泄漏电阻R决定了人体静电的消散速度,R受鞋底电阻率和空气湿度的影响,但地面材料的表面电阻率和体电阻率对R影响更大.

各种活动产生的体静电压值

活动方式 相对湿度 人体电位

穿绝缘鞋,在干燥环境中脱衣服

在化纤地毯上行走

在塑料地板上行走

从人造革软椅上站起

从塑料桌面上挪动塑料盒

60 000

10%~20% 35 000

10%~20% 12 000

39% 2 000

10%~20% 18 000

除了上式起电方式以外,还有其他方式,如:

1).感应式起电:人靠近带电体,受电场作用,

产生感应电荷.例如荧光屏前的人面部会

感应负电荷,虽然此时人体静电荷可能为零.

这种感应电压有时很高,例如在雷云下行走

,感应电压可达5万伏.

2).吸附起电:人处于余割漂浮带电灰尘

或雾滴的环境中,这些微小带电体在人体表感应

出异号电荷并受库仑力票向人体,最终把电荷

传给人.舞台上用干冰喷雾,如果地面绝缘

性好,常能看到演员因带高压静电而头发竖起.

总之,人体带电有多种原因,但有三条相同规律:

1).人活动速率越大,起电率越高,饱和电量越大,

静电电位就越高.这是由于接触频率

高,分离速度快,电荷反流少的原因.相同条件下,

人穿塑料鞋在化纤地毯上走,快行可

起电3000伏以上,而慢行仅有几百伏 .

2).人体泄漏电阻越大,则饱和电量和电位就越高.

干燥地面活动的人电位高于湿地面的

人.

3).服装表面电阻率越大,人体饱和电量和电位越大.

穿棉织物就不易起电.

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