地球是良好的導(dǎo)體,由于它特別大,所以能夠接受大量電荷而不明顯地改變地球的電勢(shì),這就如同從海洋中抽水或向海洋中放水,并不能明顯改變海平面的高度一樣.如果用導(dǎo)線將帶電導(dǎo)體與地球相連,電荷將從帶電體流向地球,直到導(dǎo)體帶電特別少,可以認(rèn)為它不再帶電。(如果導(dǎo)體帶正電,實(shí)際上是自由電子從大地流向?qū)w。這等效于正電荷從導(dǎo)體流向大地。) 生產(chǎn)中和生活實(shí)際中往往要避免電荷的積累,這時(shí)接地是一項(xiàng)有效措施. 例如:在油罐車下方總有一根鐵鏈連接大地和車體。
由于同種電荷相互排斥,導(dǎo)體上的靜電荷總是分布在表面上,而且一般說(shuō)來(lái)分布是不均勻的,導(dǎo)體尖端的電荷特別密集,所以尖端附近空氣中的電場(chǎng)特別強(qiáng),使得空氣中殘存的少量離子加速運(yùn)動(dòng)。這些高速運(yùn)動(dòng)的離子撞擊空氣分子,使更多的分子電離。這時(shí)空氣成為導(dǎo)體,于是產(chǎn)生了尖端放電現(xiàn)象. 尖端放電在技術(shù)上有重要意義.高壓輸電導(dǎo)線和高壓設(shè)備的金屬元件,表面要很光滑,為的是避免因尖端放電而損失電能或造成事故。 例如:飛機(jī)上的放電刷。
火花放電在生活中常會(huì)遇到.干燥的冬天,身穿毛衣和化纖衣服,長(zhǎng)時(shí)間走路之后,由于摩擦,身體上會(huì)積累靜電荷.這時(shí)如果手指靠近金屬物品,你會(huì)感到手上有針刺般的疼痛感。這就是火花放電引起的.如果事先拿一把鑰匙,讓鑰匙的尖端靠近其他金屬體,就會(huì)避免疼痛.在光線較暗的地方試一試,在鑰匙尖端靠近金屬體的時(shí)候,不但會(huì)聽(tīng)到響聲,還會(huì)看到火花. 在一些工廠或?qū)嶒?yàn)室里,存在大量易燃?xì)怏w,工作人員要穿一種特制的鞋,這種鞋的導(dǎo)電性能很好,能夠?qū)㈦姾蓪?dǎo)入大地,避免電荷在人體上的積累,以免產(chǎn)生火花放電,引起火災(zāi). 帶電云層之間或帶電云層和地面之間發(fā)生強(qiáng)烈放電時(shí),產(chǎn)生耀眼的閃光和巨響,這就是閃電.閃電的放電電流可以高達(dá)幾十萬(wàn)安培,會(huì)使建筑物遭受嚴(yán)重?fù)p壞.這就是雷擊。 為了避免雷擊,人們?cè)O(shè)計(jì)了避雷針.避雷針是針狀金屬物,裝在建筑物的頂端,用粗導(dǎo)線與埋在地下的金屬板相連,以保持與大地的良好接觸.當(dāng)帶電云層接近時(shí),大地中的異種電荷被吸引到避雷針的尖端,并由于尖端放電而釋放到空氣中,與云層中的電荷中和,達(dá)到避雷的目的. 閃電也有積極的意義.閃電產(chǎn)生的高溫使空氣中的氮和氧化合,隨雨水降至地面形成硝酸鹽.這些硝酸鹽是天然的氮肥.閃電過(guò)程中產(chǎn)生的臭氧,能保護(hù)地球上的生命免受過(guò)量紫外線傷害。原始生命起源于有機(jī)物分子,有一種生命起源學(xué)說(shuō)把最初有機(jī)物分子的產(chǎn)生也歸功于閃電. |
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