GCSE 科学/静电的应用
在我们的日常生活中,静电有几个实际应用。在本页中我们将介绍其中三个。还有很多其他应用,但这些是最容易理解的。让我们来看一下它们。
静电的实际应用的一个例子是复印机。复印机是一台复杂的设备,但其工作原理却相当简单。要理解发生的事情,最好的方法是将其视为一个分阶段的过程。与静电复印术有关
第一阶段 | 第二阶段 | 第三阶段 | 第四阶段 |
正电荷通过高压电源施加到一个金属板上,这被称为摩擦起电。该金属板连接到地,但电荷没有足够的能量流出金属板。(该金属板不是一个好的导体。)
将纸张放在金属板上面,并用光照射纸张。在纸张为白色的地方,光反射到金属板上。在纸张为黑色的地方,阴影落在金属板上。落在金属板上的光给了它额外的能量,使电荷能够流向地面。金属板在纸张为白色的地方变成中性,但在纸张为黑色的地方保持其电荷。金属板现在成了纸张的副本,电荷代替了墨水。你可以称之为模板。
墨粉颗粒通过负电喷嘴喷到金属板上。当墨粉通过喷嘴时,它会带上电荷,使每个墨粉颗粒都带负电。现在带电的墨粉会被正电荷区域吸引,因为异性电荷相吸。更多的光让正电荷逃逸(然而墨粉上的负电荷仍然存在)。
一张纸被赋予一个非常强的正电荷,然后放置在金属板与之接触。纸张吸引墨粉。然后将纸张从金属板上取下,并通过一个加热装置。热量使墨粉熔化并粘附在纸张上。
在一个真正的复印机中,没有金属板,只有一个大的滚筒。当滚筒旋转时,它的表面经过第一阶段到第四阶段。在序列的最后,刮刀清除滚筒上残留的任何墨粉,然后整个过程重复,用一个新的图像。
Q1) 如果图像的黑色区域在金属板上留下正电荷,那么图像的白色区域会留下什么电荷?(请务必注意,答案可能与你想象的不同!)
Q2) 照射到带电金属板上的光是如何让它失去电荷的?
Q3) 为什么墨粉要带上负电荷?
Q4) 为什么纸张会吸引墨粉?
总结
|
当油漆从喷漆枪喷出时,喷漆工通常需要相当高的技巧才能确保油漆均匀地喷涂。通过将喷嘴连接到负极,可以对每滴油漆进行充电。如果汽车部件被赋予相反的电荷,油漆液滴就会被吸引到车身部件上。这有几个优点。
- 减少混乱 - 油漆会涂到带电的车身部件上,而不是涂到 electrically neutral 地板上。
- 减少浪费 - 所有的油漆都涂到了车身部件上,几乎没有浪费。
- 减少所需的技巧 - 由于电荷覆盖了整个汽车部件,油漆会粘附在上面。
- 更整洁的工作 - 油漆均匀地分布在表面上
Q1) 如果油漆液滴被赋予正电荷,那么汽车部件应该被赋予什么电荷?
A1) 负电荷,因为正电荷总是会寻找负电荷来平衡它。
Q2) 为什么地面上的油漆更少?请解释你的答案
A2) 这是因为异性电荷相互吸引,并且取决于电荷的强度,吸引范围会相应地增加或减小。
Q3) 在汽车喷漆应用中,给喷嘴源赋予负电荷,给被喷涂的物体赋予正电荷,会不会也吸引灰尘、污垢和垃圾呢?
静电被用于污染控制,方法是给空气中的灰尘颗粒施加静电荷,然后将这些带电颗粒收集到一个带相反电荷的金属板或收集器上。这类装置通常被称为静电沉淀器。在这三种应用中,这是人们最常知道的。
工厂使用静电来减少从烟囱排放的污染。他们给烟雾赋予电荷。当它经过带相反电荷的电极时,大部分烟尘颗粒会粘附在电极上。这防止污染物排放到大气中。