静电力定义

静电力是指两个带电粒子相互吸引或排斥的趋势。库仑相互作用或库仑力也是它的别称。例如，原子中的质子和电子之间的静电力维持着原子的稳定。离子分子由静电结合力结合，这在化学中非常重要。

含义

静电学是研究静止电荷（即静止的电荷）的科学。自古以来，人们就知道某些材料，如琥珀，在摩擦后可以捕捉光粒子。“电”这个词因此源于希腊语中“琥珀”一词。电荷会相互作用，从而产生静电现象。这些力可以用库仑定律来表征。

尽管静电力似乎相对较弱，但其中一些实际上非常强大。两个物体之间的引力比构成氢原子的电子和质子之间的力小约36个数量级。

静电现象的例子多种多样，从最简单的，比如塑料保鲜膜从包装中取出后粘在手上，到粮仓似乎很自然地爆炸、电子元件在制造过程中损坏、以及复印机和激光打印机的运行。当一个物体接触到另一个表面时，电荷会在其表面积聚，这被称为静电。电荷转移的效应通常只有在至少一个元件对电流的电阻很高时才会被注意到，因为转移的电荷会在那里停留足够长的时间，以便其效应被注意到。无论两个表面是否接触和分离，都会发生电荷交换。然后，这些电荷会保留在物体上，直到它们最终泄漏到地面或被放电迅速中和。由于身体与绝缘表面相互作用而积聚的电荷被中和，就会发生我们称之为静电“电击”的常见现象。

库仑定律

根据库仑定律：

“静电力，或两个点电荷之间的排斥力或吸引力，与电荷值的乘积和它们之间距离的平方成正比和反比。” 该定律对两个独立粒子之间的力有以下说明：

• 与两电荷总量的乘积成正比
• 与两电荷间距离的平方成反比

考虑将两个带电粒子放在一起。如果电荷相反，即一个带正电，另一个带负电，则肯定会发生吸引。然而，如果两个电荷都带负电或都带正电，它们会相互排斥。换句话说，同种电荷相斥，异种电荷相吸。

粒子或物体由于其电荷而吸引或排斥其他粒子或物体的能力，称为库仑力，有时也称为静电力和库仑键。电力的命名是为了纪念法国物理学家查尔斯·奥古斯丁·德·库仑，他于1785年公布了对该力适当数学描述的实验研究结果。电力是物理现实中的基本力之一。它们沿着一条作用力直线连接。两个电荷之间的静电力如果符号相同则相互排斥，如果符号不同则相互吸引。

库仑的含义

国际单位制（ISO）中电荷的标准单位是库仑（C）。1安培（A）的电流在一秒钟内可以传输的电量称为通量。就电荷而言，1库仑约等于6.24 x 10¹⁸个质子或电子。这涉及到62.4亿亿个粒子。

根据SI标准，“库仑”是一个导出单位，意味着它是用7个基本单位中的任意一个，在本例中是安培和秒来生成的。在2018年之前，导出单位是根据基本单位构建的，这些基本单位是SI标准的基石。该标准现在基于七个定义常数，所有基本单位和导出单位都可以从中形成。尽管如此，由于基本单位和导出单位的根深蒂固，它们在SI标准中得到了保留。

历史

地中海地区古代社会就知道，有些物体，例如琥珀棒，通过用猫毛摩擦后，可以吸引羽毛和纸片。当米利都的泰勒斯观察到摩擦可以使琥珀物体带磁性时，他大约在公元前600年对静电进行了最早的已知描述。

英国科学家威廉·吉尔伯特于1600年左右对电和磁进行了深入研究。他区分了磁石效应和摩擦琥珀产生的静电。为了描述琥珀在摩擦后吸引小物品的能力，他创造了新拉丁语词“electricus”，意为“琥珀的”或“像琥珀的”。“电”和“电力”这两个英文单词来源于这种联系，并于1646年在托马斯·布朗的《伪多西亚·埃皮德米卡》一书中首次使用。弗朗茨·埃皮纳斯于1758年提出了平方反比定律，丹尼尔·伯努利在18世纪测量了电容器板之间的力，他们都认为电力的衰减方式与引力类似。基于带电球体的研究，英国的约瑟夫·普里斯特利成为最早提出电力遵循与牛顿万有引力定律相似的平方反比定律的人之一。然而，他并没有进行任何概括或补充。他于1767年提出，电荷之间的力由它们之间距离的平方的倒数决定。

静电力特征

以下是一些关于静电力特性的信息

• 异种电荷相吸，同种电荷相斥。
• 与两点电荷的总量成正比
• 与两电荷之间的距离成反比
• 沿着连接两电荷的直线作用

静电力举例

静电力的例子如下：

• 闪电是静电力的另一个例子。
• 丝绸衬衫上的带电粒子导致它粘在身上。取出羊毛衫时也适用相同的规则。
• 静电力使糖粒粘在容器内壁上。
• 在温暖干燥的日子里，下车时触摸车门会导致我们带电。
• 当用梳子梳一个气球时，另一个气球会被吸引过来。
• 当我们熨烫丝绸或棉质衣服并将其举起时，它们会粘在身上。
• 当我们用梳子在头发上摩擦一张纸时，我们可以产生静电力。

静电力应用

以下是静电力的一些常见应用示例：

1.范德格拉夫起电机

范德格拉夫起电机（也称为范德格拉夫）用于严肃的研究以及对静电引起的高电压进行令人印象深刻的演示。第一个是由“罗伯特·范德格拉夫”于1931年为核物理研究应用而制造的。范德格拉夫使用粗糙和尖锐的表面、导体和绝缘体来产生大的静电荷，从而产生高电压。

它迅速流向外部球体，从而允许沉积极大的过量电荷。这是必要的，因为强电场会极化并最终离子化其周围的材料，产生自由电荷，这些电荷要么中和过量的能量，要么让其逃逸。然而，1500万伏的电压在实际应用范围内是可行的。

2.静电复印

静电复印是大多数复印机的工作原理。从电晕放电装置向硒涂层的铝鼓上发射正电荷。硒的一个有趣特性是它是一种光电导体。换句话说，当处于黑暗中时，硒起绝缘作用，当暴露在光线下时，它起导电作用。

3.喷墨打印机

激光打印机采用静电复印技术，利用激光在感光鼓上形成图像，从而在纸上生成高质量的图像。在最常见的应用中，激光打印机接收计算机的输出，并且由于激光光能够被精确控制，因此可以产生高质量的输出。许多激光打印机处理大量信息，例如创建复杂的字母或字体，并且在过去，它们可能内置比发送打印原始数据的计算机更强大的计算机。