数码解密:你能用手掌避免静电的冲击吗?

在寒冷干燥的冬季，像按动电灯开关或抓门把手这样的日常行为都可能导致不受欢迎的震动。静电是正电荷和负电荷不平衡的结果;当你体内的负电荷积累到足够的电压，从你的手跳到一个带正电荷的物体上时，你就会被电击。当电荷相等时，就会产生火花。这种情况在冬季更常见，因为冷空气比暖空气含有更少的水分。空气中的水蒸气会将电荷带离你的身体，但当水蒸气较少时，静电更有可能积聚到“令人震惊”的水平。

如果你害怕静电，但又不愿放弃穿着毛茸茸的袜子在地毯上走来走去，你可能在想如何才能避免被电到。那么，有没有什么诀窍可以让你在触摸门把手时不产生火花呢?我们用电磁模拟软件来找出原因。

我们日本团队的Nobuyuki fuoka选择使用静电场分析工具负责Fieldscale，可以通过牵牛星伙伴联盟．这个简单易用的模拟工具帮助他测试用指尖或手掌触摸物体是否更容易产生静电。

指尖触碰带电物体

下面的图1表示指尖接近一个物体。

由于Charge采用的是边界元法，所以在本研究中我们不需要在指尖和物体之间的空间使用网格。被充电的物体被识别为导体，手指被识别为电介质，如下所示。对于导体，进行电容矩阵提取分析时，自动加1伏，对于介质，则视情况而定。只需要材料定义就可以完成这一步。

图3显示了充电状态，但目前还不清楚从指尖释放静电有多容易。

因此，如图4所示，从指尖向带电物体方向画出一条线。电压分布很容易画在这条线上。

图5显示了指尖和带电物体之间的电压分布。电压不是一个绝对值，这个差别很重要。在这个模型中，手指和物体之间有0.02V的电压。

把你的手掌放在带电的物体上

接下来，我们研究了当我们将手掌靠近带电物体时会发生什么(图6)。手掌是一个圆柱体，半径为50毫米，厚度为20毫米。我们使用与指尖研究相同的条件对物体和它们之间的间隙进行建模。

同样，当最初观察充电状态时(图7)，很难判断静电放电的可能性。

按照之前的模拟方法检查手掌和物体之间的电压(图8)，我们发现施加的电压为0.005V。这只是在指尖模型中观察到的电压的四分之一。因此，我们发现用手掌触摸带电物体比用指尖触摸同一个物体更不容易产生电击。

我们的结论是:用手掌触摸

根据在Charge中进行的模拟，似乎你可以通过用手掌而不是指尖触摸带电物体来避免可怕的电击。

电荷是安排物体和计算静电场的好工具。你所要做的就是准备形状的表面网格，选择材料，软件会自动为用户设置大部分的分析条件。此外，如果你想进行更详细的研究，例如移动手指测量不同距离的静电，你可以使用牵牛星®®通量它可以模拟静磁、稳态和瞬态条件，以及电学和热性能。

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