冬天为什么身上有电?
这个问题很有趣,让我想起之前读过的一个科普文章,作者是一位著名的物理学家,他的理论是这样的(已征得原作者同意): 冬季干冷时,皮肤表面会收缩并产生静电,如果身体摩擦产生的静电不能很好地泄放,就会在身体表面聚集起一层薄薄的放电晕圈。这就是你看到别人身上的“带电”现象了!
而夏季湿热时候,人体表面的静电很容易通过皮肤表面积累起来,但此时由于天气潮湿,空气中的离子相对较少且难以形成聚集,所以不易被观察到。而如果是在干燥的秋冬春天,天气逐渐变凉,空气逐渐干燥,离子含量也逐渐降低;另外,随着气温的下降,人体体表温度也会随之降低,皮肤表面的静电电压会有显著提高——你身上带的首饰、手机等都会因此而带上轻微的电荷(因为它们都是导体,可以积累电荷而不易放电),甚至有时候拉衣服上的拉链会听到“呲啦”的声音或感觉到轻微的刺痛感…… 其实我们身体本身是能产生电流的,只是数量非常小,不足以观察到而已。
当环境干燥凉爽的时候,人体表面电荷会因为空气离子减少而难以保持平衡,导致人体带电量减小;而当环境温暖湿润的时候,人体表面电荷容易保持平衡,不会出现“带电”现象。 所以回到题主的问题,在寒冷干燥的冬季,人容易感到身体带有静电,而在温暖湿润的夏季就难以发现。
人体是导体,人体还有静电,冬天空气干燥的时候,人体尤其容易带电。用手触摸金属等容易导电的物体时还会感到被电着,那可是实实在在的电流击中身体,尽管感受上不那么强烈。如果用带电的手接触电子线路中的芯片部件,就会有击伤芯片的危险。
人在地毯上行走或者在化纤布料的椅子上坐下来,都会产生静电。产生静电的过程,叫做“摩擦起电”。它产生的多少,与摩擦时的压力、速度有关,还与接触面的形状、干燥的程度以及是否绝缘等许多因素有关。当人走动的时候,鞋底与地毯,以及衣物之间有了摩擦,人就会带上几千伏甚至几万伏的电压。在一般情况下,电压的“驻扎”时间一久,就可能达到足够的程度。这电压想要找个“下落”的机会,当人用手靠近各种金属物品时,由于金属是导体,上面没有电压,两者之间存在电位差,电压便会以“火花”的形式,通过带电的手击到金属上。在击落的一瞬间,电流通过人体,人就有了“被电着”的感觉。
尽管这种火花的电压很高,但是通过人体的电流却非常小,所以,它既没有危险,也不可能伤害人体。我们完全有这样的体会;当被电压击中的时候,我们没有可能握紧或者抓住那个金属导体,所以,我们不可能掌握击中自己的是多大电压,这电的来路有点茫然,所以,尽管不舒服,也就只能怪“电”。
“电”确实有一种特殊“现象”,它只在这个“下落”的瞬间存在,人被“电着”以后,如果再继续接触着导体,就没有“被电着”的感觉了。还有一种体验,就是如果被“电着”当时没有反应,在一段时间以后可能会有反应过来的感觉,就像是被击打了一样。
在干燥季节,如果想要防止人体带电,可以采用几种办法;第一,穿纯棉织物做的衣服和裤子;尽量不穿化纤织物做的衣服和裤子。第二,在居室里多放盆水,保持一定的湿度。第三,尽量穿纯棉布鞋或钉铁钉的皮鞋。第四,触摸金属导体前,先碰一下潮湿的东西。
我们周围的环境和物体都是导体,它们和大地相连,上面没有电压。人体也是导体,可能和带电物体相连而带上电压。但是,由于人体有电阻,所以,即使与带高电压的物体接触,也不会受到伤害。如果人体没有电阻,与带高电压的物体接触,将是非常危险的。
电压有高、低之分,比如,几万伏的高压电线上的电压,和几十伏或几百伏的电动机中的电压比起来,在一般情况下,人接触前者不会有被击中的感觉,接触后者却有可能会被击中了。其实,电压的高低,不是以绝对数值来衡量的。一般人在通常情况下,接触低于几百伏的带电物体,不会被击中的。但是,如果人长期紧张疲劳,尤其是夜晚光线昏暗的时候,接触低于几百伏的带电物体,就有可能被击中。