何謂靜電

「靜電」在我們的日常生活中是很熟悉的現象。有時脫衣服或碰觸到電梯的按鈕時,會發出“啪”的響聲,並且感覺到疼痛。相信任誰都有過這樣的經驗吧。
無論性別或年齡,給無數人造成不適感、令人感到棘手的「靜電」,其真面目到底是什麼?而「靜電」又是如何產生的呢?此處將說明「靜電」產生的原因,以及為何會讓人感到疼痛。

靜電的產生

我們的周遭有許多各式各樣的「物體」。如金屬、塑膠、纖維等,其材質與構造也各有不同。
而這些在我們周遭的物體皆有帶電。無論是什麼物體,都會帶有正、負兩種電。我們人類也相同。而且通常帶有相同數量的正電與負電。

1個正電、1個負電
1個正電、1個負電

上圖是正電與負電數量相同,可說是已取得平衡的良好狀態。專業術語稱此為「電中性的狀態」。
也就是如字面上的意思,中性指的就是並非正也非負的狀態。換句話說,也可稱其為「不帶電的狀態」。若觸摸到電中性狀態的物體,由於不帶電,因此不會“啪”地觸電。
然而這取得平衡的良好狀態並無法永遠維持,一旦發生某個現象,平衡就會輕易被破壞。而這個現象就是當不同的兩個物體相互「碰撞」,其中一方的負電將會轉移到另一方。

兩個物體之間的關係即是負電的「奪取端」與「被奪取端」。這是因「物體」不同,其吸引負電的力道不同所產生的相對關係。當兩個物體相互碰撞時,負電將會移動到吸引負電力道較強的一方。

一旦碰撞,負電將會移動到「吸引負電的力道較強的一方」
一旦碰撞,
負電將會移動到「吸引負電力道較強的一方」

負電被奪走的一方正電會變多,另一方面,奪走負電的一方則負電會變多。也就是原本呈現良好平衡的狀態因碰撞而失去平衡。

此失去平衡的狀態就稱作「靜電」。帶有靜電的狀態,以專業的說法就是「有帶電」。
靜電有帶正電的「正靜電」與帶負電的「負靜電」。

帶有「靜電」的物體將呈現電荷平衡不佳的狀態,而電荷平衡不佳的物體會嘗試恢復原本平衡的狀態。舉例來說,這就與人類不小心絆到腳,身體失去平衡時,會立即調整姿勢試圖恢復平衡的動作相同。因為不想跌倒,所以會試圖恢復原本平衡的狀態。

靜電讓人產生痛感的原因

帶正電的物體與帶負電的物體如果相互靠近會發生什麼事呢?
帶負電一方的負電會想回到帶正電的那一方。這是為了想要取得平衡所致。接下來兩者接觸(極度接近)時,負電會回到帶正電的一端。

此負電返回正電端的現象稱為「放電」。換句話說,放電就是「釋放負電」,這時候在「物體」與「物體」之間會有電流流動。

我們以開頭提到的電梯按鈕來說明。
假設電梯按鈕帶有負電,相反的,這時候的自己帶有正電(人類具備容易帶正電的特性)。
若在此狀態下按了電梯的按鈕,負電將會流向自己的手,引發「放電」的現象,使電流流向自己。在觸電(身體碰觸到電)的狀態下,人類會感覺到疼痛。
通常我們會使用「靜電」一詞來形容這輕度的觸電現象,但正確來說應該是「因靜電而引起的放電」。

痛感的真面目與靜電

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