日常静电电压可达万伏，那为啥电不死人？

30多年前，诗人北岛写了一句著名的恐怖的话:

“当我和那些有形的人

握手，一声尖叫”

这首诗，伴随着一连串的尖叫，以短路结束，被称为“电击”。我们可以推断这一定是在北方的冬天写的——当西伯利亚空调取代了太平洋温暖的空气，这片干燥的土地迎来了这个抓挠的季节:梳头、抓挠、脱毛衣、抓挠、推门、抓挠...

日常静电灾难:毛衣图片来源“Veer画廊”

在再次给自己通电并阅读了另一篇关于如何防止静电的科普文章后，你一定会想到:

逃脱是不可能的。为什么不收集静电，变废为宝呢？让一两个人用抓挠来支撑一个耗电的家，让北方所有的摩擦者联合起来取代南方的三峡电厂？

古代高中的物理老师告诉我们:别做梦了！

今天，中国科学院的一位教授告诉我们:梦就是梦。没有税收，它们可能实现吗？

让我们从过去中学习，听听他们的话。

我脑子慢，你别骗我

消除静电的常见原因有:

日常静电，电压可高达一万伏，但电流很小，连人都不能死，什么样的电？！

我也是这么说的，但是当我想到这一点时，我就产生了怀疑:

1.为什么电压这么高？

发电站非常努力地通过燃烧火的核心来产生高压电力。当我们脱下裤子时，电压会达到10，000伏？

2.如果电压这么高，为什么电流这么小？

我们基本上已经忘记了高中物理，但是欧姆定律仍然记得:如果人体电阻不变，电压越高，电流就应该越大？此外，既然电流很小，为什么火花还会闪烁刺痛我们呢？

3.如果电压这么高，为什么电不会杀人？

家庭电压不是220伏吗？成千上万伏的静电被加到我们的身体上。我们只是走来走去，感觉到开关，我们不聪明？

请欢迎中学老师帮助我们解决真正的问题。

裤子上的“高压”

让我们看看静电的产生。

据说摩擦产生电，但事实上不是摩擦产生电。只要不同材料的表面接触，一侧的一些电子就会转移到另一侧，使前者带正电，后者带负电。因此，接触被严格地称为电气化。当然，摩擦和压力可以传递更多的电子。一个电子有一定量的电荷，电荷的总量称为电量(库仑中“电量”的含义与日常使用中“电量”的程度不同)。

日常摩擦时，材料之间转移的电子数量是有限的，所以日常静电荷很小，只有几个微库仑(10-6级)。但是，电压不小，为什么？

两个物体的表面带电，彼此相距不远，其间有空气，形成一个电压。这是什么样的电子元件？电池？发电机？不，它们就像是保持电荷的电容器。

平行板电容器示意图(照片来源:slidesplayer.com)

我们知道电容器中的电压等于它所带电量的绝对值除以它的电容，也就是说，U = Q/C

换句话说，即使电量很小，如果电容越来越小，电压也会很高。

简而言之，在日常条件下，例如冬天干燥的空气和摩擦衣服的绝缘，由人体及其周围环境(例如地毯)近似形成的电容器的电容只有1000到100皮法(10-9到10-10级)，并且一旦电量被去除，电压将达到数万伏。

那么，谁说电量小时电压不会很高呢？

电流真的很小吗？

看看每天的静电放电。

在上面提到的日常条件下，我们身体上有几万伏的静电，但是体表电压基本相等，没有电流流过我们。根本不用欧姆定律。

现在，让我们触摸金属门把手:它不是绝缘的，它是导体，它是零电势，它和人体之间有电势差，电流形成并放电，火花闪烁——注意:在我们触摸门把手之前，火花出现在两者之间的间隙。

显微镜下，我们接近门把手。在大约1毫米和3000伏的高电压和强电场的作用下，我们可以分解两者之间的空气，并在那一刻把绝缘的空气变成导体，形成火花。

穿过空气的电流峰值不小。根据Richman等人1986年和波梅伦克等人1996年的论文，估计该电流在瞬间可达到最大值约1至3安培。

什么概念？如果来自插座的交流电源以0.15安培的电流通过人体超过1秒钟，则可能会发生心室纤颤，并导致人体死亡。

然而，这仍然是因为日常静电中的电量太小。尽管电流峰值很高，但在瞬间放电后，电流在通过人体之前就消失了。

那么，为什么电不会杀人呢？

是电压、电流、电量、电阻、电功、电能电死了人吗？这个话题在网上很常见，有不同的看法。

事实上，分歧的根源在于电刑是一件非常复杂的事情，所有这些都可以用一句话来概括。这取决于你触摸什么。闪电？你感觉如何？分开？我能在哪里触摸它？泳池。我应该在哪里触摸它？手背？直接用心脏？)……

心室颤动的电流、时间和概率之间的关系(国际电工委员会)

至于为什么静电不会杀人，这很简单，或者是因为电太小了。

电量很小。即使电压高且电流峰值大，放电时间也太短(纳秒级)。摩擦传递的电荷点会立即消失，电压和电流会骤降至零。据估计，小火花释放的电能只有约0.5焦或更少，每次只有0.06焦。

发电厂非常累人，闪电一见钟情。他们提供的电力比这多得多。

当然，这种电只能刺痛你一次，但它足以引爆可燃气体并炸毁羽绒服，这在工厂里是相当可怕的。

满足家庭用电需求？更换三峡电站？

以下是一些荒谬的计算:

让我们假设北方人在冬天每天“蛰”20次，也就是20个可见和可闻的小静电火花(这是不准确的)。

让我们假设它释放的能量可以被100%收集(这是不可能的)。

然后，根据每个小火花0.5焦耳的计算，平均每日静电发电量为10焦耳，每月发电量为0.0000833度。

根据国家能源局，2017年城市和农村居民每月将使用多少电力？

53度。哈哈。

联合起来怎么样？

根据国家统计局的数据，2010年中国北方人口为5.6亿。然后，所有北方人每天产生56亿焦耳的静电，平均每季度14万千瓦小时。

根据三峡集团的数据，2017年三峡电站的平均季度发电量是多少？

244亿度。哈哈。别做梦了！

除非你是-

资料来源:https://cn.bing.com

日常静电能量如此之小，你需要什么？

请注意，上述玩笑计算只考虑了人体摩擦产生的微小火花。然而，日常生活和自然之间仍然有太多太多的摩擦。如果它得到更有效的利用，它可能真的会取代三峡电站。

中国科学院纳米能源与系统研究所所长王忠林教授说。

王老师是摩擦纳米发电机(TENG)的创始人。

这种所谓的“世界上最小的”发电机擅长收集小规模和不规则的机械能，并将其转化为电能。

如果这项技术能够突飞猛进，海洋就能通过摩擦发电。200公里乘200公里乘5米深的海水与纳米材料摩擦，可以收集三峡电站的电力输出，而不会冲击海洋。

至少，它可以作为一个自驱动可佩戴的小型传感器。利用人体脉冲振动，摩擦纳米材料可以收集电能，监测血压、心电图、心音等。2017年，北京两家医院在此基础上开始合作研发。

在中间，上面提到的各种日常静电，结合纳米材料，将来可能被收集和转化。

道路的边缘刚刚开始显露出来。我们不妨拭目以待。我们希望通过眨眼、打嗝、哔哔声和噼啪声发电的机器能尽快实现工业化。

原标题:三峡电站能否收集静电来代替发电？