静电感应

物质中电子流动的现象

静电感应（英文：Electrostatic induction）是在外电场的作用下导体中电荷在导体中重新分布的现象。

概念

如橡胶棒X原已带有负电荷，可称为施感电荷，若将导体D接近带电体X时，由于同种电荷相斥、异种电荷相吸，于是X上的负电荷在D中所建立的电场将自由电子推斥至D的远棒一边，并把等量的正电荷遗留在D的近棒一边，直至D中电场强度为零。如果有一条接地引线接触到导体D，则会有若干电子流向大地。导体D因失去电子而带正电荷，这种电荷称为感生电荷。利用静电感应使金属导体带电的过程叫做感应起电。

静电感应产生的原因：放入电场中的导体，其中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动使导体两端分别出现等量异种电荷——感应电荷。故导体中的自由电荷受到电场力的作用而定向移动是产生静电感应的原因。

利用静电感应现象可以使导体带电。早期的一些静电感应起电机就是根据这个原理制成的。

危害

静电感应是物质（如金属，即导体）中电子流动的一种现象。金属物体内部的电子移向表面，使表面带有与接近它的带电物体相反极性的电荷，并有静电力学现象和放电现象发生。如果感应物体是电阻较小的良导体时，容易发生静电放电现象从而造成危害。

静电的产生

（1）摩擦：在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电，而产生静电的最普通方法，就是摩擦生电。材料的绝缘性越好，越容易是使用摩擦生电。另外，任何两种不同物质的物体接触后再分离，也能产生静电；

（2）感应：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如将其置于一电场中，由于同性相斥，异性相吸，正负离子就会转移。

（3）传导：针对导电材料而言，因电子能在它的表面自由流动，如与带电物体接触，将发生电荷转移。

静电的影响

集成电路元器件的线路缩小，耐压降低，线路面积减小，使得器件耐静电冲击能力的减弱，静电电场（Static Electric Field）和静电电流（ESDcurrent）成为这些高密度元器件的致命杀手。同时大量的塑料制品等高绝缘材料的普遍应用，导致产生静电的机会大增。日常生活中如走动，空气流动，搬运等都能产生静电。人们一般认为只有CMOS类的晶片才对静电敏感，实际上，集成度高的元器件电路都很敏感。

（1）静电对电子元件的影响

1）静电吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能与寿命

2）因电场或电流破坏元件的绝缘或导体，使元件不能工作（完全破坏）。

3）因瞬间的电场或电流产生的热，元件受伤，仍能工作，寿命受损。

（2）静电损伤的特点

1）隐蔽性人体不能直接感知静电，除非发生静电放电，但发生静电放电，人体也不一定能有电击的感觉。这是因为人体感知的静电放电电压为2-3KV。

2）潜伏性有些电子元器件受到静电损伤后性能没有明显的下降，但多次累加放电会给器件造成内伤而形成隐患，而且增加了器件对静电的敏感性。已产生的问题并无任何方法可治愈。

3）随机性电子元件什么情况下会遭受到静电破坏呢？可以这么说，从一个元件生产后一直到它损坏以前所有的过程都受到静电的威胁，而这些静电的产生也具有随机性。由于静电的产生和放电都是瞬间发生的，及难预测和防护。

4）复杂性静电放电损伤分板工作，因电子产品的精细，微小的结构特点而费时、费事、费钱，要求较复杂的技术往往需要使用扫描电镜等精密仪器，即使如此有些静电损伤现象也难以与其他原因造成的损伤加以区别，使人误把静电损伤失效当作其它失效，这是对静电放电损害未充分认识之前，常常归咎于早期失效或情况不明的失效，从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。

5）严重性ESD问题表面上看来只影响了制成品的用家，但实际上亦影响了各层次的制造商，如：保用费、维修及公司的声誉等等。

实例

人体也是导体。由于静电感应作用的存在，当人体接近某些敏感的仪器设备时，能造成干扰甚至损坏，工业生产中的某些粉尘，由于摩擦带电及感应带电作用的反复进行，可以出现大量的电荷积累，出现火花放电及导致爆炸事故，因此需事先采取必要的防静电措施。

产生等量异种电荷

取一对用绝缘柱支持的金属导体A和B，导体上都贴有金属箔，让A和B彼此接触，这时A和B上的金属箔闭合，表示它们都没有带电。把另一个带正电的金属球C移近导体A，这时A，B上的金属箔都张开了，表示它们都带了电。实验表明，靠近C的导体A带的电荷与C异号。远离C的导体B带的电荷与C同号。将AB导体分开，A和B带有等量异种电荷。AB导体分开后，金属箔由于带有同种电荷，继续保持张开。

闪电的形成

闪电是大气中的放电发光现象，它形成的首要条件就是大气肯定带有电荷。一般最简单的解释就是空中气流因摩擦而带电形成带电雷云，由于静电感应的作用，此带电雷云下方的大地或其它的雷云可集聚大量异号电荷，当聚集的电荷达到一定的数量时，在云层内不同部位之间或者云与地面之间就形成了很强的电场。电场强度平均可以达到几千伏特/厘米，局部区域可以高达1万伏特/厘米。这么强的电场，足以把云内外的大气层击穿，于是在云与地面之间或者在云的不同部位之间以及不同云块之间激发出耀眼的闪光。这就是人们常说的闪电。

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