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电荷量以及电压的测定4-1

电荷量以及电压的测定
1. 概要

两个相异的物体相互摩擦就会产生静电，这一现象现在是众所周知的了。一般而言，物体表面的接触分离、变形、离子的附着、放射性光线照射、变异、化学变化等都会产生静电。静电由于所产生的吸附作用力、静电诱导以及放电等现象，一直以来都被认为是引发故障及事故的原因。你的产生现象和测定手段的关系如（图1）所示。静电带电并不等于静电的产生，而是静电的产生与泄漏的不平衡状态的表现方法。而对于这种带电以及电荷泄露存在存在着各种各样的测定手段，通过带电电量的测定和由电荷而产生的表面电压的测定，就可以知道物体带电性。另外要明确电荷的泄漏，可以通过电荷衰减测定及作为其标识的店主测定这种手段。静电带电的电性测定与普通的电测定相比较为困难。列举以下几点则可说明其中的原因：

由于静电的电压高、电流微弱，一半的测量器无法计量；
电荷呈空间分布的情况多。

因此、各种各样的静电特有的测定方法得到开发并投入实际应用之中。

2.电荷量的测定

2.1电荷量测定的基本方法

静电的测定首先要进行的是带电电荷量的测定。带电电荷量的测定，其中为基础的方法时法拉弟桶测定法。如（图2）所示，为法拉弟桶的构成，装置是由绝缘的两个容器构成，外部接地的容器吧内部的容器完全包裹起来开，使之与外界的静电隔绝开来，吧电荷量为Q的物体放入内部容器当中，内部容器就会带电，产生电位差，由零电压变为带V电压的状态，这个电压V是由电压计测定出来，由以下式子可得到电荷量Q【C】：

Q＝C*V…………（1）

式子（1）是静电现象中基本的关系式。C【F】为容器之间的经典电容。

2.2法拉弟桶的应用

处于静止状态的液体、固体、粉体等的电荷如图2所示，可由法拉弟桶测定出来，更进一步、流动的气体、液体、粉体等的情况，只要把金属容器改换成金属网则亦可对其进行测定。特别是粉体的测定有不少有效的方法。如（图3）所示的吸引式法拉弟桶常用。这个法拉弟桶的吸附口的内容设有过滤器，能把粉体和空气一起吸入，过滤器负责捕捉粉体并测定其上所带有的电荷量。

另外，体积大小差异的两种粉体相互摩擦后所处于的带电状态的电荷量测定则可由（图4）所示的改进过的法拉弟桶形式的装置进行测定，这种装置的后部设有金属网，把带电的两种大小不一的粉体放入容器内测定它们所带的电荷量后，再通过压缩气体把小粉体由一端吹出容器，所留下来的大粒径的粉体由于刚才的摩擦作用而带上了相应的电量，此时只要测定大粒径粉体所带的电量，则可算出两种大小不同的粉体的电荷量了。

2.3电荷量测定的注意要点：

法拉弟桶的内部容器的电位测定时，由于容器为导体，可以使用静电用电压计这类设备进行测试。但亦可如（图5）所示，使用经济简易的表面电位计来进行测定。

法拉弟桶的测定法虽然是较为操作简单、优秀的电荷量测定方法，但是需要注意以下几点：

由于带电体需要完全包裹，在使用范围上受到限制；
测定所得到的电量值，若是在正负电荷同时存在的情况时，所显示的数据则为正负电荷的差，因此正负电荷易混在一起的静电带电情况要注意说明；
若放入内部容器的物体的电量过大的话，会使内部容器的电位过高，引起内部向外部放电，式数据不准确。在这种情况下，可以增大内外容器之间的电容，使内部容器的电压下降；
及时内部容器完全密封，亦需要注意容器的放电；
把电压测定器的放电端与记录器连接，记录下准确的数据，即使由放电等所造成的异常也可有迹可寻。

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