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                    玻璃和陶瓷在靜電儀器中常用來作絕緣支柱和手柄材料
                    作者:管理員    發布于:2021-02-20 21:03:30    文字:【】【】【
                       玻璃和陶瓷在靜電儀器中常用來作絕緣支柱和絕緣手柄的材料。各種玻璃的絕緣性能差別很大,其中石英玻璃和鉛玻璃的絕緣性較好。用鉛玻璃制成的萊頓瓶,使用效果相當好。各種陶瓷的絕緣性同樣也有差別。盡管是絕緣很好的玻璃和陶瓷都有一個共同缺點:表面易凝附水汽,特別在潮濕天氣或溫度突然變化的情況下更是如此。補救方法是,在玻璃或陶瓷的表面涂一層絕緣漆,用高頻漆、絕緣清漆、罩光漆均可。其中高頻漆的絕緣性最好,但不耐久,容易脫落。絕緣清漆則既能保持一定的絕緣性,又與玻璃和陶瓷的表面粘附很牢,經久不會脫落。用絕緣清漆涂刷玻璃板表面,供靜電實驗作絕緣平板用,效果十分良好。
                    硬橡膠的絕緣性很好,是用于靜電儀器的較好材料。它具有一定的堅固性,可以進行切割、鋸割及鉆孔等機械加工。在靜電儀器中,廣泛采用它做絕緣支柱、絕緣手柄、起電棒及感應起電機的橫梁等。硬橡膠制品也有缺點,在光的影響下,表面會逐漸呈綠褐色,絕緣性隨之顯著降低。此時必須將其表面層除去,才能恢復絕緣性。此外,硬橡膠制品在受熱或長時間受力后易變形??諝庵械淖杂呻娮雍碗x子空氣分子受外界因素影響后產生電離,例如,由于宇宙線、紫外線或地面上的微量放射性元素的影響,使空氣中經常有極少量的自由電子和離子。置于空氣中的帶電體,由于電荷的相互作用,會吸引周圍的自由電子或離子,產生部分正負電荷的中和,形成帶電體在空氣中的自然放電。在通常情況下,這個過程相當緩慢,對中學靜電實驗影響不大??諝庵薪洺4嬖跇O少量自由電子和離子,對感應起電機的起電有很大關系。這種帶電顆粒附于起電機的箔片上,就成為產生連續感應起電的起始電荷。
                    絕緣體上的尖端及尖銳棱角,對漏電并無什么影響,因為在絕緣體上,沒有電荷的自由運動,不可能在尖銳棱角處保持電荷的密集,也就不可能形成足以使附近空氣分子不斷電離的強電場。如果絕緣材料的絕緣性不好,尖銳棱角處能有電荷密集,在這種情況下,從材料上直接傳導而漏失的電荷遠比由尖端棱角處漏失的電荷多。環境溫濕度的影響靜電實驗的絕緣與周圍環境的溫度、濕度有很大關系。在一般情況下,溫度愈高,濕度愈大,就愈容易漏失電荷。靜電實驗的絕緣性受濕度的影響,做過幾次實驗的老師都有體會。純水本身是不良導體,可是水中含有雜質時,就很容易變成導體。因此,水汽、灰塵、污垢等一起附著在儀器的表面,就會嚴重破壞儀器原有的絕緣性能。在潮濕空氣中做實驗時,水汽、灰塵、污垢等常常是同時附著在儀器表面的。所以,濕度愈大,愈容易破壞絕緣性能,實驗也就容易失敗??諝鉁囟韧蝗簧邥r,儀器表面的溫度常比環境溫度低,水汽容易凝附在儀器表面上,特別是金屬。由于這一原因,冬天做實驗,當儀器從寒冷的室外進入溫暖的教室時,人體呼出的大量水汽就很易附著在儀器表面,使實驗臨時失敗。補救的辦法是,可以將儀器先預熱,再搬入教室。為了盡可能地減少溫濕度的影響,可以在實驗前預先用軟毛刷拂去儀器上的灰塵,再用清潔干燥的軟布擦凈表面,并選擇在通風良好的地方進行實驗。晴天,必要時也可以將儀器預先進行日曬。遇到溫濕度特別高的天氣,或者儀器由于某些原因受潮相當嚴重時,實踐證明,用火盆烘烤是保證實驗成功的簡單而有效的方法。烘烤時把儀器放在靠近熱氣流的地方或直接受到熱輻射的地方,但不要放在火焰上方的熱氣流內,而且絕緣材料部分的受熱溫度,一般不能超過50(玻璃和陶瓷外)。燃料通??捎媚咎?,不要采用多煙灰的燃料。烘烤后,要把儀器移至離火焰較遠的地方進行實驗,不然由于火焰周圍的空氣被電離,而不能保持電荷,這時感應起電機也不能產生火花放電。
                    靜電實驗中用的絕緣導線,不要采用普通的電燈線及紗包或絲包銅線,因為纖維層比尖端更容易漏電。盡可能利用裝有絕緣手柄的連接桿或放電叉來連接,也可以用懸空的漆包線、銅裸線或金屬鏈條,且不使連接線上的尖端露在外面。如果用普通彩色塑膠銅線連接,也必須注意懸空,因為通常所用塑膠線塑膠層的靜電絕緣性不夠好??吭谧雷由匣蛑Ъ苌系乃苣z線會產生漏電。握絕緣手柄或絕緣支柱時,手不能與帶電導體部分靠得太近,最好是握在遠離帶電導體的一端,因為靠近握手部位的零件表面最易凝附水汽,這一點當用手握玻璃棒及玻璃支柱時很容易直接觀察出來。實驗前需將手洗凈烘干,切忌用未經清洗的手去接觸儀器,因為這樣會破壞表面的絕緣性。在整個實驗過程中,實驗者應切記在儀器近旁正對儀器呼氣,因為人體呼出的水汽凝附在儀器表面,有可能妨礙實驗的正常進行。
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