玻璃和陶瓷在靜電儀器中常用來(lái)作絕緣支柱和手柄材料
玻璃和陶瓷在靜電儀器中常用來(lái)作絕緣支柱和絕緣手柄的材料。各種玻璃的絕緣性能差別很大，其中石英玻璃和鉛玻璃的絕緣性較好。用鉛玻璃制成的萊頓瓶，使用效果相當(dāng)好。各種陶瓷的絕緣性同樣也有差別。盡管是絕緣很好的玻璃和陶瓷都有一個(gè)共同缺點(diǎn)：表面易凝附水汽，特別在潮濕天氣或溫度突然變化的情況下更是如此。補(bǔ)救方法是，在玻璃或陶瓷的表面涂一層絕緣漆，用高頻漆、絕緣清漆、罩光漆均可。其中高頻漆的絕緣性最好，但不耐久，容易脫落。絕緣清漆則既能保持一定的絕緣性，又與玻璃和陶瓷的表面粘附很牢，經(jīng)久不會(huì)脫落。用絕緣清漆涂刷玻璃板表面，供靜電實(shí)驗(yàn)作絕緣平板用，效果十分良好。
硬橡膠的絕緣性很好，是用于靜電儀器的較好材料。它具有一定的堅(jiān)固性，可以進(jìn)行切割、鋸割及鉆孔等機(jī)械加工。在靜電儀器中，廣泛采用它做絕緣支柱、絕緣手柄、起電棒及感應(yīng)起電機(jī)的橫梁等。硬橡膠制品也有缺點(diǎn)，在光的影響下，表面會(huì)逐漸呈綠褐色，絕緣性隨之顯著降低。此時(shí)必須將其表面層除去，才能恢復(fù)絕緣性。此外，硬橡膠制品在受熱或長(zhǎng)時(shí)間受力后易變形。空氣中的自由電子和離子空氣分子受外界因素影響后產(chǎn)生電離，例如，由于宇宙線、紫外線或地面上的微量放射性元素的影響，使空氣中經(jīng)常有極少量的自由電子和離子。置于空氣中的帶電體，由于電荷的相互作用，會(huì)吸引周?chē)淖杂呻娮踊螂x子，產(chǎn)生部分正負(fù)電荷的中和，形成帶電體在空氣中的自然放電。在通常情況下，這個(gè)過(guò)程相當(dāng)緩慢，對(duì)中學(xué)靜電實(shí)驗(yàn)影響不大?？諝庵薪?jīng)常存在極少量自由電子和離子，對(duì)感應(yīng)起電機(jī)的起電有很大關(guān)系。這種帶電顆粒附于起電機(jī)的箔片上，就成為產(chǎn)生連續(xù)感應(yīng)起電的起始電荷。
絕緣體上的尖端及尖銳棱角，對(duì)漏電并無(wú)什么影響，因?yàn)樵诮^緣體上，沒(méi)有電荷的自由運(yùn)動(dòng)，不可能在尖銳棱角處保持電荷的密集，也就不可能形成足以使附近空氣分子不斷電離的強(qiáng)電場(chǎng)。如果絕緣材料的絕緣性不好，尖銳棱角處能有電荷密集，在這種情況下，從材料上直接傳導(dǎo)而漏失的電荷遠(yuǎn)比由尖端棱角處漏失的電荷多。環(huán)境溫濕度的影響靜電實(shí)驗(yàn)的絕緣與周?chē)h(huán)境的溫度、濕度有很大關(guān)系。在一般情況下，溫度愈高，濕度愈大，就愈容易漏失電荷。靜電實(shí)驗(yàn)的絕緣性受濕度的影響，做過(guò)幾次實(shí)驗(yàn)的老師都有體會(huì)。純水本身是不良導(dǎo)體，可是水中含有雜質(zhì)時(shí)，就很容易變成導(dǎo)體。因此，水汽、灰塵、污垢等一起附著在儀器的表面，就會(huì)嚴(yán)重破壞儀器原有的絕緣性能。在潮濕空氣中做實(shí)驗(yàn)時(shí)，水汽、灰塵、污垢等常常是同時(shí)附著在儀器表面的。所以，濕度愈大，愈容易破壞絕緣性能，實(shí)驗(yàn)也就容易失敗?？諝鉁囟韧蝗簧邥r(shí)，儀器表面的溫度常比環(huán)境溫度低，水汽容易凝附在儀器表面上，特別是金屬。由于這一原因，冬天做實(shí)驗(yàn)，當(dāng)儀器從寒冷的室外進(jìn)入溫暖的教室時(shí)，人體呼出的大量水汽就很易附著在儀器表面，使實(shí)驗(yàn)臨時(shí)失敗。補(bǔ)救的辦法是，可以將儀器先預(yù)熱，再搬入教室。為了盡可能地減少溫濕度的影響，可以在實(shí)驗(yàn)前預(yù)先用軟毛刷拂去儀器上的灰塵，再用清潔干燥的軟布擦凈表面，并選擇在通風(fēng)良好的地方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。晴天，必要時(shí)也可以將儀器預(yù)先進(jìn)行日曬。遇到溫濕度特別高的天氣，或者儀器由于某些原因受潮相當(dāng)嚴(yán)重時(shí)，實(shí)踐證明，用火盆烘烤是保證實(shí)驗(yàn)成功的簡(jiǎn)單而有效的方法。烘烤時(shí)把儀器放在靠近熱氣流的地方或直接受到熱輻射的地方，但不要放在火焰上方的熱氣流內(nèi)，而且絕緣材料部分的受熱溫度，一般不能超過(guò)50（玻璃和陶瓷外）。燃料通?？捎媚咎浚灰捎枚酂熁业娜剂?。烘烤后，要把儀器移至離火焰較遠(yuǎn)的地方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不然由于火焰周?chē)目諝獗浑婋x，而不能保持電荷，這時(shí)感應(yīng)起電機(jī)也不能產(chǎn)生火花放電。
靜電實(shí)驗(yàn)中用的絕緣導(dǎo)線，不要采用普通的電燈線及紗包或絲包銅線，因?yàn)槔w維層比尖端更容易漏電。盡可能利用裝有絕緣手柄的連接桿或放電叉來(lái)連接，也可以用懸空的漆包線、銅裸線或金屬鏈條，且不使連接線上的尖端露在外面。如果用普通彩色塑膠銅線連接，也必須注意懸空，因?yàn)橥ǔＫ盟苣z線塑膠層的靜電絕緣性不夠好?？吭谧雷由匣蛑Ъ苌系乃苣z線會(huì)產(chǎn)生漏電。握絕緣手柄或絕緣支柱時(shí)，手不能與帶電導(dǎo)體部分靠得太近，最好是握在遠(yuǎn)離帶電導(dǎo)體的一端，因?yàn)榭拷帐植课坏牧慵砻孀钜啄剿?，這一點(diǎn)當(dāng)用手握玻璃棒及玻璃支柱時(shí)很容易直接觀察出來(lái)。實(shí)驗(yàn)前需將手洗凈烘干，切忌用未經(jīng)清洗的手去接觸儀器，因?yàn)檫@樣會(huì)破壞表面的絕緣性。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)者應(yīng)切記在儀器近旁正對(duì)儀器呼氣，因?yàn)槿梭w呼出的水汽凝附在儀器表面，有可能妨礙實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。
