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電子學/影印機

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影印機

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影印機就是一個靜電應用的實際例子。影印機是一臺相當複雜的裝置,但其工作原理卻很簡單。要理解其工作原理,最好將其視為一個分階段的過程。

第一階段 第二階段 第三階段 第四階段

第一階段

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正電荷從高壓電源噴射到一個平板上。該平板與大地連線,但電荷沒有足夠的能量流走。(該平板不是良好的導體)

第二階段

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將紙張放在平板上,並用光照射紙張。在紙張為白色的地方,光線被反射到平板上,在紙張為黑色的地方,陰影落在平板上。照射到平板上的光線提供了電荷流向大地的額外能量。平板在紙張為白色的地方變為中性,但在紙張為黑色的地方保持其電荷。現在平板上就有了紙張的副本,電荷代替了墨水。

第三階段

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碳粉顆粒透過一個帶負電荷的噴嘴噴射到平板上。當碳粉透過噴嘴時,它會拾取電荷,使每個碳粉顆粒都帶負電荷。現在帶電的碳粉會被吸引到帶正電荷的區域,因為**異性電荷相吸**。然後更多的光線會使正電荷逃逸(然而,碳粉上的負電荷仍然存在)。

第四階段

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一張紙被賦予非常強的正電荷,然後與平板接觸。紙張吸引碳粉。然後將紙張從平板上取下,並透過加熱單元。熱量使碳粉熔化並粘在紙上。

在實際的影印機中,沒有平板,只有一根大的滾筒。當滾筒旋轉時,其表面經歷了從第一階段到第四階段的整個過程。在整個過程結束時,刮板會清除滾筒上殘留的任何碳粉,然後整個過程就會用新的影像重複進行。一臺好的影印機可以在不到一秒鐘的時間內處理一頁紙。

關於影印機的疑問

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'Q1)'如果影像的黑色區域在平板上留下了正電荷,那麼影像的白色區域會留下什麼電荷?(請務必小心,答案可能並非你想的那樣!

Q2) 光線如何照射到帶電平板上使其失去電荷?

Q3) 為什麼要給碳粉帶負電荷?

Q4) 為什麼要紙張會吸引碳粉?

靜電的其他應用

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汽車零件噴漆

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當油漆從噴槍中噴出時,油漆工通常需要相當高的技巧才能確保油漆均勻噴塗。透過將噴嘴連線到負電極,可以使每個油漆液滴帶電。如果汽車零件被賦予相反的電荷,油漆液滴就會被吸引到汽車部件上。這有幾個優點。

  • 減少髒亂 - 油漆會落在車身上,而不是落在電中性的地板上。
  • 減少浪費 - 所有油漆都會落在車身上,浪費很少。
  • 減少所需的技巧 - 油漆會包裹住零件,因為零件上的電荷會吸引油漆。油漆甚至會塗到背面!

Q5) 如果油漆液滴帶正電荷,汽車零件應該帶什麼電荷?

Q6) 為什麼油漆落在地板上的數量減少?

總結
影印機利用靜電影像來吸引墨水
異性電荷相吸,影像和墨水帶相反的電荷
異性電荷相吸也被用於汽車噴漆
車身和油漆帶相反的電荷。
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