放电现象

放电现象

　　带电物体失去电荷的现象叫做放电. 常见的放电现象有以下几种:

　　1. 接地放电

　　地球是良好的导体, 由于它特别大, 所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势，这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水, 并不能明显改变海平面的高度一样. 如果用导线将带电导体与地球相连, 电荷将从带电体流向地球, 直到导体带电特别少, 可以认为它不再带电。(如果导体带正电，实际上是自由电子从大地流向导体。这等效于正电荷从导体流向大地。)

　　生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累, 这时接地是一项有效措施.

　　2. 尖端放电

　　通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了。空气电离后产生的负电荷就是电子，失去电子的原子带正电，叫做正离子。

　　由于同种电荷相互排斥, 导体上的静电荷总是分布在表面上，而且一般说来分布是不均匀的(图2)，导体尖端的电荷特别密集, 所以尖端附近空气中的电场特别强, 使得空气中残存的少量离子加速运动。这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离。这时空气成为导体，于是产生了尖端放电现象.

　　尖端放电在技术上有重要意义. 高压输电导线和高压设备的金属元件，表面要很光滑, 为的是避免因尖端放电而损失电能或造成事故。

　　3. 火花放电

　　当高压带电体与导体靠得很近时, 强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离，电荷通过电离的空气形成电流. 由于电流特别大, 产生大量的热, 使空气发声发光，产生电火花. 这种放电现象叫火花放电.

　　火花放电在生活中常会遇到. 干燥的冬天,身穿毛衣和化纤衣服,长时间走路之后,由于摩擦，身体上会积累静电荷. 这时如果手指靠近金属物品, 你会感到手上有针刺般的疼痛感。这就是火花放电引起的. 如果事先拿一把钥匙, 让钥匙的尖端靠近其他金属体, 就会避免疼痛. 在光线较暗的地方试一试，在钥匙尖端靠近金属体的时候, 不但会听到响声, 还会看到火花.

　　在一些工厂或实验室里, 存在大量易燃气体, 工作人员要穿一种特制的鞋, 这种鞋的导电性能很好，能够将电荷导入大地, 避免电荷在人体上的积累, 以免产生火花放电, 引起火灾.

　　4. 闪电

　　带电云层之间或带电云层和地面之间发生强烈放电时, 产生耀眼的闪光和巨响, 这就是闪电. 闪电的放电电流可以高达几十万安培, 会使建筑物遭受严重损坏. 这就是雷击。

　　为了避免雷击, 人们设计了避雷针. 避雷针是针状金属物, 装在建筑物的顶端, 用粗导线与埋在地下的金属板相连, 以保持与大地的良好接触(图3). 当带电云层接近时，大地中的异种电荷被吸引到避雷针的尖端，并由于尖端放电而释放到空气中，与云层中的电荷中和，达到避雷的目的.

　　闪电也有积极的意义. 闪电产生的高温使空气中的氮和氧化合, 随雨水降至地面形成硝酸盐. 这些硝酸盐是天然的氮肥. 闪电过程中产生的臭氧，能保护地球上的生命免受过量紫外线伤害。原始生命起源于有机物分子, 有一种生命起源学说把最初有机物分子的产生也归功于闪。