在寒冷、干燥的冬季，
脱毛衣、梳头发常常引起“炸毛”，
其他日常行为如打开电灯开关
或抓住门把手，也常常感觉被电。
大家都知道这些都是静电引起的，
但是静电是如何产生的？
如何减少静电伤害？
让仿真来告诉你答案~
静电是如何产生的
什么是静电？
所谓静电，就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷（流动的电荷就形成了电流）。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。（定义源自百度百科）
静电是正负电荷不平衡的结果。当你体内的负电荷积累了足够的电压，从你的手跳到带正电的物体上时，你就会感到被电了一下。当电荷平衡时，它们会产生火花。
静电是如何产生的？
由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正负电不平衡。任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电，而产生静电的普遍方法，就是摩擦生电。材料的绝缘性越好，越容易产生静电。
有些情况下不摩擦也能产生静电，如感应静电起电、热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。
静电基础实验
为什么冬天容易产生静电？
这种情况在冬季更经常发生，是因为冷空气中的水分比暖空气少，简而言之干燥的环境更容易产生静电。空气中的水蒸气会将电荷从你的身体传导出去，但当水蒸气较少时，静电更容易累积到 “令人震惊 “的程度。
其次，冬天保暖少不了穿羊毛衫、化纤衣料的衣物，化纤与羊毛一摩擦很容易产生静电荷。
静电危害
静电危害不可小觑。日常生活中，静电不仅仅会对人体产生刺痛感，还可能引发许多事故。在手术台上，电火花会引起麻醉剂的爆炸，伤害医生和病人；在煤矿，则会引起瓦斯爆炸，会导致工人死伤，矿井报废。
加油站整理毛衣时产生静电，瞬间将挥发的汽油点燃
如何减少或预防静电？
静电的“防”和“放”
根据静电产生的原理，减少或预防静电要从“防”和“放”两个方面入手。
防：日常生活中尽量避免摩擦产生静电，可以尝试减少穿着化纤的衣服，尽量穿全棉材质的衣物，并减少塑料制品的使用。
放：也可以增加湿度，使局部的静电容易释放，或者先触碰地板或者墙面，再去摸金属制品。
但是在实际生活中很难刻意为了静电穿上特别的衣服，或者在触摸金属制品前没有意识到身上带电，那么，问题来了：
如何减少静电击打的刺痛感？
我们使用电磁仿真软件来寻找答案~
利用仿真验证猜想
我们使用 Fieldscale 的静电场分析工具 Charge来进行一个简单的静电场仿真来验证我们对于静电击打的猜想，该软件是Altair 合作伙伴联盟软件之一。这个易于使用的仿真工具帮助我们测试了用指尖或手掌触摸物体是否更有可能产生静电击打。
左：指尖接近物体的模型，右：手掌模型
（点击图片可查看高清大图）
由于 Charge 使用边界元方法，我们不需要为指尖和物体之间的空气划分网格。带电物体设定为导体，手指为电介质，如下图所示。对于导体，在进行电容矩阵提取分析时，会自动施加1伏电压，而对于电介质，只需要材料定义就可以完成这一步。
材料定义
左：指尖电荷状态，右：手掌电荷状态
画线来绘制电压分布
下面的两张图片显示了指尖、手掌和带电物体之间的电压分布。电压不是一个绝对值，差值是很重要的。在这个模型中，手指和物体之间有一个0.02V的电压。手掌和物体之间有0.005V的电压，这仅仅是在指尖模型中观察到的电压的四分之一。
左：手指靠近时的电压分布，右：手掌靠近时的电压分布
结论
根据 Charge 软件中进行的仿真，我们发现用手掌触摸带电的物体比用指尖触摸同一物体更放出电压更低，所以在触碰金属物体时，可以增大接触面积从而减小静电击打的刺痛。
Altair 电磁分析解决方案
Charge 是一个计算静电场的好工具。仅需准备好形状的表面网格，选择材料，软件就会自动为用户设置大部分的分析条件。
如果您想进行更详细的研究，比如移动手指测量不同距离的静电，可以使用Altair Flux®，它可以模拟静磁学、稳态和瞬态条件，以及电和热特性。更多关于Altair电磁分析解决方案的信息，请访问
关于 Altair澳汰尔
Altair（纳斯达克股票代码：ALTR）是一家全球技术公司，在仿真、高性能计算 (HPC) 和人工智能 (AI) 等领域提供软件和云解决方案。Altair 能使跨越广泛行业的企业们在连接的世界中更高效地竞争，并创造更可持续的未来。
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