Tension antistatique. L'électricité statique au quotidien et au travail. Applications industrielles

L'activité quotidienne de toute personne est liée à son mouvement dans l'espace. En même temps, non seulement il marche, mais il voyage également en transport.

Lors de tout mouvement, une redistribution des charges statiques se produit, modifiant l'équilibre interne entre les atomes et les électrons de chaque substance. Il est associé au processus d'électrification, à la formation d'électricité statique.

Dans les solides, la distribution des charges se produit en raison du mouvement des électrons, et dans les corps liquides et gazeux, à la fois des électrons et des ions chargés. Tous ensemble, ils créent une différence potentielle.

Raisons de la formation d'électricité statique

Les exemples les plus courants de manifestation de forces statiques sont expliqués à l'école lors des premiers cours de physique, lorsqu'ils frottent des tiges de verre et d'ébonite sur du tissu de laine et démontrent l'attraction de petits morceaux de papier sur eux.

Il existe également une expérience connue pour dévier un mince filet d'eau sous l'influence de charges statiques concentrées sur une tige d'ébonite.

Dans la vie de tous les jours, l'électricité statique se manifeste le plus souvent :

lorsque vous portez des vêtements en laine ou synthétiques ;

marcher avec des chaussures à semelles en caoutchouc ou des chaussettes en laine sur des tapis et du linoléum ;

en utilisant des objets en plastique.

La situation est aggravée par :

air intérieur sec;

murs en béton armé à partir desquels sont construits des bâtiments à plusieurs étages.

Comment se crée une charge statique ?

Habituellement, le corps physique contient un nombre égal de particules positives et négatives, grâce auxquelles un équilibre y est créé, garantissant son état neutre. Lorsqu'il est violé, le corps acquiert une charge électrique d'un certain signe.

Statique signifie un état de repos dans lequel le corps ne bouge pas. La polarisation peut se produire à l'intérieur de sa substance - le mouvement de charges d'une partie à une autre ou leur transfert depuis un objet proche.

L'électrification des substances se produit en raison de l'acquisition, du retrait ou de la séparation de charges lorsque :

interaction des matériaux due aux forces de friction ou de rotation ;

changement soudain de température;

irradiation de diverses manières;

diviser ou couper des corps physiques.

Ils sont répartis sur la surface d'un objet ou à une distance de plusieurs distances interatomiques. Pour les corps non mis à la terre, ils s'étendent sur la zone de la couche de contact, et pour ceux connectés à la boucle de terre, ils s'écoulent sur celle-ci.

L'acquisition de charges statiques par l'organisme et leur évacuation se font simultanément. L'électrification est assurée lorsque le corps reçoit un potentiel énergétique supérieur à celui qu'il dépense dans l'environnement extérieur.

Une conclusion pratique découle de cette disposition : pour protéger le corps de l'électricité statique, il est nécessaire d'en évacuer les charges acquises vers le circuit de masse.

Méthodes d'évaluation de l'électricité statique

Les substances physiques, basées sur leur capacité à former des charges électriques de signes différents lorsqu'elles interagissent avec d'autres corps par friction, sont caractérisées à l'échelle de l'effet triboélectrique. Certains d'entre eux sont présentés sur la photo.

Les faits suivants peuvent être cités comme exemple de leur interaction :

marcher avec des chaussettes en laine ou des chaussures à semelles en caoutchouc sur un tapis sec peut charger le corps humain jusqu'à 5÷-6 kV ;

la carrosserie d'une voiture circulant sur route sèche acquiert un potentiel allant jusqu'à 10 kV ;

la courroie d'entraînement faisant tourner la poulie est chargée jusqu'à 25 kV.

Comme on peut le constater, le potentiel de l’électricité statique atteint des valeurs très élevées même dans des conditions domestiques. Mais cela ne nous fait pas beaucoup de mal car il n'a pas une puissance élevée, et sa décharge traverse la haute résistance des plages de contact et se mesure en fractions de milliampère ou un peu plus.

De plus, l’humidité de l’air diminue considérablement. Son effet sur le niveau de contrainte corporelle lors du contact avec divers matériaux est illustré dans le graphique.

De son analyse, la conclusion s'ensuit : dans un environnement humide, l'électricité statique apparaît moins. Par conséquent, divers humidificateurs d’air sont utilisés pour le combattre.

Dans la nature, l'électricité statique peut atteindre des valeurs énormes. Lorsque les nuages ​​​​se déplacent sur de longues distances, des potentiels importants s'accumulent entre eux, qui se manifestent par des éclairs dont l'énergie est suffisante pour fendre un arbre centenaire le long du tronc ou incendier un immeuble résidentiel.

Lorsque de l'électricité statique est déchargée au quotidien, nous ressentons des « picotements » dans nos doigts, voyons des étincelles émaner des articles en laine et ressentons une diminution de vigueur et d'efficacité. Le courant auquel notre corps est exposé au quotidien a un effet négatif sur le bien-être et l’état du système nerveux, mais il ne provoque pas de dommages évidents et visibles.

Les fabricants d'équipements de mesure industriels produisent des instruments qui permettent de déterminer avec précision la valeur de tension des charges statiques accumulées tant sur les boîtiers des équipements que sur le corps humain.

Comment se protéger de l'électricité statique à la maison

Chacun de nous doit comprendre les processus qui créent des décharges statiques qui constituent une menace pour notre corps. Ils doivent être connus et limités. A cet effet, diverses activités éducatives sont organisées, notamment des programmes télévisés populaires auprès de la population.

Ils montrent, à l'aide de moyens accessibles, les méthodes de création de tension statique, les principes de mesure de celle-ci et les méthodes de mise en œuvre des mesures préventives.

Par exemple, compte tenu de l’effet triboélectrique, il est préférable d’utiliser des peignes en bois naturel pour se peigner les cheveux, plutôt qu’en métal ou en plastique, comme le font la plupart des gens. Le bois a des propriétés neutres et ne forme pas de charges lorsqu'il est frotté contre les cheveux.

Pour éliminer le potentiel statique de la carrosserie lors de la conduite sur route sèche, utilisez des bandes antistatiques spéciales fixées au bas. Différents types d'entre eux sont largement disponibles en vente.

S'il n'y a pas une telle protection sur la voiture, le potentiel de tension peut être supprimé en mettant brièvement la carrosserie à la terre via un objet métallique, par exemple une clé de contact de voiture. Il est particulièrement important d'effectuer cette procédure avant de faire le plein.

Lorsqu'une charge statique s'accumule sur les vêtements en matières synthétiques, elle peut être éliminée en traitant les vapeurs d'un bidon spécial contenant une composition « Antistatique ». En général, il est préférable d’utiliser moins de tels tissus et de porter des matières naturelles à base de lin ou de coton.

Les chaussures à semelles caoutchoutées contribuent également à l'accumulation de charges. Il suffit d'y mettre des semelles antistatiques en matériaux naturels et les effets nocifs sur le corps seront réduits.

L’influence de l’air sec, caractéristique des appartements urbains en hiver, a déjà été évoquée. Des humidificateurs spéciaux ou même de petits morceaux de tissu humide placés sur la batterie améliorent la situation et réduisent la formation d'électricité statique. Mais un nettoyage humide régulier des locaux permet d'éliminer rapidement les particules et poussières électrifiées. C’est l’une des meilleures façons de se protéger.

Les appareils électroménagers accumulent également des charges statiques sur leur corps pendant leur fonctionnement. Un système d'égalisation de potentiel connecté à la boucle générale de mise à la terre du bâtiment est conçu pour réduire leur impact. Même une simple baignoire en acrylique ou une ancienne structure en fonte avec le même insert est sensible à l'électricité statique et nécessite une protection similaire.

Comment se protéger contre l'électricité statique en production

Facteurs qui réduisent les performances des équipements électroniques

Les décharges qui se produisent lors de la fabrication de matériaux semi-conducteurs peuvent causer de graves dommages, perturber les caractéristiques électriques des appareils, voire les désactiver.

En conditions de production, le rejet peut être aléatoire et dépendre de nombreux facteurs différents :

la taille de la capacité formée ;

potentiel énergétique;

résistance électrique des contacts;

type de processus transitoires ;

d'autres accidents.

Dans ce cas, au moment initial d'environ dix nanosecondes, le courant de décharge augmente jusqu'à un maximum, puis diminue dans un délai de 100 à 300 ns.

La nature de l’apparition d’une décharge statique sur un dispositif semi-conducteur à travers le corps de l’opérateur est illustrée dans l’image.

L'amplitude du courant est influencée par : la capacité de charge accumulée par une personne, la résistance de son corps et ses plages de contact.

Lors de la production d'équipements électriques, une décharge statique peut être créée sans la participation de l'opérateur en raison de la formation de contacts à travers les surfaces mises à la terre.

Dans ce cas, le courant de décharge est affecté par la capacité de charge accumulée par le corps de l'appareil et par la résistance des plages de contact formées. Dans ce cas, le semi-conducteur est initialement simultanément affecté par le potentiel haute tension induit et le courant de décharge.

En raison de cet effet complexe, les dommages peuvent être :

1. évident, lorsque les performances des éléments sont réduites à un point tel qu’ils deviennent impropres à l’utilisation ;

2. caché - en raison d'une réduction des paramètres de sortie, tombant parfois même dans les caractéristiques d'usine établies.

Le deuxième type de dysfonctionnement est difficile à détecter : ils se traduisent le plus souvent par une perte de performances en cours de fonctionnement.

Un exemple de tels dommages dus à l'action d'une tension statique élevée est démontré par les graphiques de l'écart des caractéristiques courant-tension par rapport à la diode KD522D et au circuit intégré BIS KR1005VI1.

La ligne marron numérotée 1 montre les paramètres des dispositifs semi-conducteurs avant test avec une tension accrue, et les courbes numérotées 2 et 3 montrent leur diminution sous l'influence d'un potentiel induit accru. Dans le cas n°3, l’impact est plus important.

Les dommages peuvent être causés par :

tension induite excessive, qui traverse la couche diélectrique des dispositifs semi-conducteurs ou perturbe la structure du cristal ;

une densité élevée de courant circulant, provoquant des températures élevées, conduisant à la fusion des matériaux et à la combustion de la couche d'oxyde ;

tests, formations électriques et thermiques.

Les dommages cachés peuvent affecter les performances non pas immédiatement, mais après plusieurs mois, voire plusieurs années de fonctionnement.

Modalités de mise en œuvre de la protection contre l'électricité statique en production

Selon le type d'équipement industriel, l'une des méthodes suivantes de maintien de l'opérabilité ou une combinaison de celles-ci est utilisée :

1. éliminer la formation de charges électrostatiques ;

2. bloquer leur accès au lieu de travail ;

3. augmenter la résistance des appareils et composants à l’action des décharges.

Les méthodes n° 1 et n° 2 vous permettent de protéger un grand groupe d'appareils différents dans un complexe, et la méthode n° 3 est utilisée pour des appareils individuels.

Une efficacité élevée dans le maintien du fonctionnement de l'équipement est obtenue en le plaçant à l'intérieur d'une cage de Faraday - un espace clôturé de tous les côtés avec un treillis métallique à mailles fines relié à une boucle de terre. Les champs électriques externes n’y pénètrent pas, mais des champs magnétiques statiques sont présents.

Les câbles avec gaine blindée fonctionnent selon ce principe.

La protection statique est classée selon les principes d'exécution en :

physique et mécanique;

chimique;

structurel et technologique.

Les deux premières méthodes permettent de prévenir ou de réduire la formation de charges statiques et d'augmenter le taux de leur drainage. La troisième technique protège les appareils des effets des charges, mais elle n'affecte pas leur drainage.

Le drainage des rejets peut être amélioré par :

création du couronnement;

augmenter la conductivité des matériaux sur lesquels les charges s'accumulent.

Ces problèmes sont résolus :

ionisation de l'air;

augmenter les surfaces de travail;

sélection de matériaux présentant la meilleure conductivité volumique.

Grâce à leur mise en œuvre, des lignes préparées à l'avance sont créées pour drainer les charges statiques vers la boucle de terre, les empêchant d'atteindre les éléments de travail des appareils. Il est pris en compte que la résistance électrique totale du chemin créé ne doit pas dépasser 10 Ohms.

Si les matériaux ont une résistance élevée, la protection est réalisée par d'autres moyens. Sinon, des charges commencent à s'accumuler à la surface, qui peuvent être déchargées au contact du sol.

L'image montre un exemple de protection électrostatique complexe d'un lieu de travail pour un opérateur impliqué dans la maintenance et le réglage d'appareils électroniques.

La surface de la table est connectée à la boucle de terre via un conducteur de connexion et un tapis conducteur à l'aide de bornes spéciales. L'opérateur travaille avec des vêtements spéciaux, porte des chaussures à semelles conductrices et est assis sur une chaise dotée d'un siège spécial. Toutes ces mesures permettent d'évacuer efficacement les charges accumulées vers le sol.

Les ioniseurs d’air fonctionnels régulent l’humidité et réduisent le potentiel d’électricité statique. Lors de leur utilisation, il est pris en compte que la teneur accrue en vapeur d'eau dans l'air affecte négativement la santé humaine. Ils essaient donc de le maintenir à un niveau d’environ 40 %.

Un autre moyen efficace peut être d'aérer régulièrement la pièce ou d'y utiliser un système de ventilation, lorsque l'air passe à travers des filtres, est ionisé et mélangé, neutralisant ainsi les charges résultantes.

Pour réduire le potentiel accumulé par le corps humain, des bracelets peuvent être utilisés en complément d'un ensemble de vêtements et de chaussures antistatiques. Ils sont constitués d'une bande conductrice qui se fixe au bras à l'aide d'une boucle. Ce dernier est relié au fil de terre.

Avec cette méthode, le courant circulant dans le corps humain est limité. Sa valeur ne doit pas dépasser un milliampère. Des valeurs plus élevées peuvent provoquer des douleurs et des blessures électriques.

Lorsque la charge s'écoule vers le sol, il est important de garantir la vitesse à laquelle elle part en une seconde. A cet effet, des revêtements de sol à faible résistance électrique sont utilisés.

Lorsque vous travaillez avec des cartes semi-conductrices et des composants électroniques, la protection contre les dommages causés par l'électricité statique est également assurée par :

shuntage forcé des bornes des cartes et boîtiers électroniques lors des contrôles ;

en utilisant des outils et des fers à souder avec des têtes de travail mises à la terre.

Les conteneurs contenant des liquides inflammables situés sur les véhicules sont mis à la terre à l'aide d'un circuit métallique. Même le fuselage de l'avion est équipé de câbles métalliques qui servent de protection contre l'électricité statique lors de l'atterrissage.

L'électricité statique s'entend comme un ensemble de phénomènes associés à l'émergence et à la relaxation d'une charge électrique libre à la surface, ou dans l'ensemble des diélectriques, ou sur des conducteurs isolés.

La formation et l'accumulation de charges sur le matériau traité sont associées à deux conditions. Tout d’abord, un contact entre les surfaces doit se produire, entraînant la formation d’une double couche électrique. Deuxièmement, au moins une des surfaces de contact doit être réalisée en matériau diélectrique. Les charges resteront en surface après leur séparation seulement si le temps de destruction par contact est inférieur au temps de relaxation des charges. Ce dernier détermine dans une large mesure l’ampleur des charges sur les surfaces séparées.

Une double couche électrique est la répartition spatiale des charges électriques aux limites de contact entre deux phases. Cette répartition des charges s'observe aux frontières métal - métal, métal - vide, métal - gaz, métal - semi-conducteur, métal - diélectrique, diélectrique - diélectrique, liquide - solide, liquide - liquide, liquide - gaz.

La principale grandeur caractérisant la capacité à électrifier est résistivité électrique des surfaces matériaux contactés. Si les surfaces en contact ont faible résistance, puis lorsqu'elles sont séparées, les charges s'en échappent et les surfaces séparées portent une charge insignifiante. Si la résistance est élevée ou la vitesse de séparation des surfaces est élevée, alors les charges seront retenues.

Par conséquent, les principaux facteurs influençant l'électrification des substances sont leurs paramètres électrophysiques et le taux de séparation.

Il est classiquement admis que lorsque la résistivité électrique des matériaux est inférieure à 10 5 Ohm·m, les charges ne sont pas stockées et les matériaux ne sont pas électrifiés.

Des expériences ont établi que lorsque deux diélectriques entrent en contact (frottement), celui ayant une constante diélectrique plus élevée est chargé positivement, tandis que le matériau ayant une constante diélectrique plus faible est chargé négativement.

Les décharges électriques statistiques sont comprises comme des processus d'égalisation de charge entre des solides individuels portant des charges électrostatiques différentes. Ils s'accompagnent généralement de phénomènes de glissement, de couronne et de décharge par étincelle. Les étincelles peuvent enflammer des gaz ou des vapeurs inflammables ou initier des mélanges explosifs, et les champs électromagnétiques générés par les décharges peuvent endommager les composants électroniques et désactiver ou altérer le fonctionnement des équipements électroniques.

Les charges statiques qui provoquent des effets dangereux peuvent se produire de diverses manières. Cependant, dans la fabrication et l’utilisation d’éléments et dispositifs électroniques, deux mécanismes d’électrification sont essentiels : celui dû à l’induction et au frottement.

Les courants pendant la charge vont de centaines de picoampères à plusieurs microampères, et les charges électrostatiques vont de 3 nC à 5 µC. La différence de potentiel électrostatique entre les corps est déterminée une fois le processus de charge terminé par le rapport de la charge acquise Q au conteneur C AB corps les uns aux autres :

U AB =Q/C AB .

Riz. 3.11 illustre l'influence des matériaux utilisés, ainsi que de l'humidité relative de l'air, sur la quantité de tension pouvant être obtenue lors de l'électrification.

Tableau 3.1. Valeurs approximatives des tensions de charge statique à une humidité relative de l'air de 24 % et une température de 21 0 C

Les pièces, composants et appareils électroniques doivent être manipulés avec un soin particulier pour éviter les dommages dus aux phénomènes électrostatiques.

Lors de la manipulation d'appareils électroniques, l'éventuelle charge électrostatique du corps humain qui pénètre dans les circuits de commutation, les cartes de circuits imprimés, les éléments de commande et les boîtiers d'appareils pendant leur transport, leur installation, leurs tests, leur fonctionnement, leur réparation et leur entretien est particulièrement importante lors de la manipulation d'appareils électroniques. Le corps humain a une capacité par rapport au pF de terre. Si une personne marche sur un sol synthétique, cette capacité peut être facturée à environ U maximum=15 kV, énergie accumulée

Lorsqu'une personne s'approche du boîtier mis à la terre d'un appareil électronique, une décharge d'étincelle se produit et, comme la condition est généralement remplie

alors un processus apériodique aura lieu.

L'impact le plus fort des décharges d'électricité statique se produit lorsqu'il y a un objet métallique dans la main (clé, tournevis, bracelets conducteurs, etc.). Dans ce cas, la pente du courant, qui détermine les tensions parasites induites, peut atteindre 100 A/ns.

Des décharges d'électricité statistique sont également observées dans les salles informatiques, les salles de contrôle et les salles de tests provenant d'objets en mouvement (chaises, chariots à instruments, étagères avec papier imprimé, aspirateurs) sur les boîtiers d'appareils électroniques lorsqu'ils sont accidentellement touchés.

Chaque décharge d'électricité statique est accompagnée de champs électriques et magnétiques.

Dans ce cas, un champ électrique de 4 kV/m est créé à proximité immédiate de la décharge jusqu'à une distance de 10 cm et de 1 kV/m à une distance de 20 cm. De même, le champ magnétique est égal à 15. A/m à une distance de 10 cm et 4 A/m à une distance de 20 cm.

Lorsque l'électricité statique est déchargée, des dysfonctionnements sont le plus souvent observés dans le fonctionnement des nœuds numériques à grande vitesse, ainsi que des éléments d'interface numérique. Lorsqu'il est appliqué aux connecteurs, claviers, éléments d'affichage, etc. des dommages physiques aux éléments d'interface sont possibles.

L'impact des décharges d'électricité statique sur les composants d'équipement non protégés est particulièrement dangereux. Par conséquent, lors de tout travail de réparation et de réglage, les exigences de sécurité électrostatique doivent être respectées. Lors de l'assemblage professionnel d'équipements, des revêtements antistatiques, etc. sont utilisés. Dans les conditions d'exploitation, ces exigences ne peuvent pas toujours être satisfaites. Cependant, il convient toujours de respecter des précautions minimales : par exemple, avant de toucher les composants de l'équipement, vous devez toucher les structures métalliques mises à la terre, ce qui vous permettra d'évacuer l'excès de charge.

Les gens sont constamment confrontés à l'électricité statique, ou plutôt à ses manifestations (dans leur appartement, dans leur voiture, au travail, etc.). Cependant, peu d’entre nous ont sérieusement réfléchi à la nature de son apparition, à ses propriétés physiques, à ses caractéristiques et aux moyens de protection contre l’électricité statique. Cet article est consacré à trouver des réponses à ces questions.

Qu'est-ce que l'électricité statique

Pour une molécule ou un atome de n'importe quelle substance, l'état d'équilibre est normal, c'est-à-dire Le nombre de particules positives (protons) et négatives (électrons) dans un atome est égal. Mais les électrons d'une substance peuvent facilement (de différentes manières selon les matériaux) se déplacer d'un atome à un autre, formant ainsi une charge positive (électron manquant) ou négative (électron en excès) de l'atome. C’est précisément ce déséquilibre des atomes et des molécules qui forme un champ électrique statique. De tels champs sont instables et sont déchargés à la première occasion.

GOST 17.1.018-79 « Électricité statique. "Intrinsèquement sûr" interprète le terme "électricité statique" comme la capacité de charges électriques libres à apparaître, persister et se détendre dans le volume et à la surface des semi-conducteurs et des diélectriques.
Un « compagnon » obligatoire du champ statique est l’air sec. À des niveaux d'humidité supérieurs à 80 %, de tels champs ne se forment presque jamais car l'eau est un excellent conducteur et ne permet pas à l'excès d'électricité de s'accumuler à la surface des matériaux.

Sources du champ statique et raisons de sa génération

Nous nous souvenons tous de notre cours de physique à l'école, de l'expérience avec une tige d'ébonite ou un peigne en plastique et un morceau de tissu en laine. Après avoir frotté la tige avec un chiffon, elle a pu attirer vers elle des morceaux de papier finement coupés.

Le frottement de deux surfaces est la source la plus courante de champ statique. Il n’est pas nécessaire de frotter les deux matériaux l’un contre l’autre. Un champ statique peut résulter d'un seul contact, par exemple dans le cas de l'enroulement/déroulage d'un ruban en tissu.

Les sources de génération d'un champ statique peuvent également être :

• Changements brusques de température ;
• Niveaux élevés de rayonnement.

Un champ statique peut être « auto-acquis » et « induit », c'est-à-dire reçu d'un autre objet hautement électrifié sans contact direct avec lui. Cette méthode d’« électrification forcée » est appelée induction.

Nous sommes tous conscients du crépitement électrique lors du retrait des vêtements extérieurs ou du « choc électrique » de la carrosserie de la voiture. Nous observons et ressentons souvent les effets des décharges statiques lorsque nous peignons les cheveux, coupons du papier, versons de l'essence, etc.

Une condition préalable à la génération d'un champ électrique statique est la présence de champs magnétiques. Ainsi, il convient de préciser que les frais gratuits nous entourent constamment. Mais cela ne suffit pas pour une personne et elle utilise activement un grand nombre d'appareils électriques différents dans sa vie quotidienne et son travail, ne faisant ainsi qu'augmenter « l'intensité électrique » globale de son environnement de vie.

Domaine d'utilisation

Les instruments et appareils électrostatiques, dont le principe de fonctionnement était basé sur la friction, n'ont jamais pu quitter les étagères des laboratoires et des établissements pédagogiques, où ils sont principalement utilisés comme matériel de démonstration.

Les tentatives visant à utiliser des champs statiques pour générer du courant électrique n’ont pas non plus apporté beaucoup de succès. Les générateurs Van Der Graaff et Felici, créés dans les années 30 et 40 du siècle dernier, n'ont pas non plus trouvé d'application généralisée, car cet équipement était assez encombrant.

De plus, leur fonctionnement et leur entretien étaient très coûteux.

La découverte de la décharge corona, largement utilisée dans divers domaines industriels, s'est avérée très utile du point de vue de l'application industrielle. En particulier, avec son aide, vous pouvez purifier les gaz de diverses impuretés et appliquer de la peinture sur une surface de n'importe quelle configuration.

Problèmes d'électricité statique

Aujourd’hui, on accorde beaucoup plus d’attention aux problèmes qui sont une conséquence directe des contraintes électrostatiques accumulées. Des chocs électriques de puissance variable peuvent affecter une personne, aussi bien à la maison qu'au travail.

Par exemple, un pull en tissu synthétique, suite à un frottement avec le dossier d'une chaise ou avec un vêtement d'extérieur, est capable d'accumuler une décharge qui se « fera sentir » lorsqu'il sera retiré. Il frappe beaucoup plus fort lorsque vous touchez la carrosserie de la voiture, qui s'est électrisée à cause du frottement avec l'air.

Tout appareil électrique, qu’il s’agisse d’un robot culinaire, d’un ordinateur portable, d’un écran d’ordinateur ou d’un aspirateur, porte nécessairement une charge électrostatique, qui se transfère « volontairement » à une personne au contact. Cette « transition » peut être douloureuse ou non, mais elle est définitivement nocive pour le corps humain.

Les scientifiques prouvent depuis longtemps que l’exposition à l’électricité statique présente un danger pour la santé humaine, en particulier pour les systèmes cardiovasculaire et nerveux central.

Protection

Le GOST mentionné précédemment traite en détail des méthodes de protection contre l'influence des champs statiques, dont la plus simple est une mise à la terre fiable des équipements.

Que peut-on faire pour protéger les habitations privées et les locaux industriels des champs statiques ?

Vidéo : comment se débarrasser de l'électricité statique.
https://www.youtube.com/watch?v=ls-hBlqJu9Y

Pour protéger les personnes et les équipements de haute précision des effets de l'électricité statique, des écrans spéciaux et d'autres dispositifs électromécaniques sont utilisés dans la production. Pour supprimer l'électrification des polymères liquides, des additifs et des solvants spéciaux sont utilisés. Divers agents antistatiques sont largement utilisés comme protection contre l'électricité statique dans la vie quotidienne et dans la production.

Ce sont des produits chimiques qui ont un faible poids moléculaire, ce qui permet à leurs molécules de se déplacer facilement et, en plus, de réagir avec l'humidité atmosphérique. La combinaison de ces caractéristiques leur permet de dissiper les sources de champs statiques et de soulager le stress statique d'une personne.

Dans nos vies, nous sommes quotidiennement confrontés aux effets de l’électricité statique. Parfois cela nous ennuie, certains nous font même peur, d’autres n’y prêtent pas attention. Mais il est toujours préférable de savoir ce qui nous entoure et comment éviter les conséquences mineures mais toujours désagréables de l'électricité statique. Dans cette astuce, nous vous dirons exactement cela.

Selon la théorie, toutes les substances contiennent des atomes. Un atome possède le même nombre de protons et de neutrons. Les protons ont une charge positive, les électrons ont une charge négative, c'est-à-dire qu'ils ont des polarités opposées et s'attirent. L'atome est en équilibre. Mais les électrons peuvent se déplacer, alors des ions positifs et négatifs se forment. Les ions ne bougent pas d'eux-mêmes. Lorsque leur charge augmente ou diminue, un déséquilibre se produit, c'est-à-dire de l'électricité statique. La charge statique peut être positive ou négative. Les charges de même polarité se repoussent, les charges de polarité opposée s'attirent.

En fonction de leur capacité à conduire des charges, les substances sont classiquement divisées en conducteurs, semi-conducteurs et diélectriques. Des charges statiques apparaissent à la surface des matériaux solides et liquides à des vitesses de rotation, de mouvement élevées, lors d'écrasements, lors de contacts et de connecteurs entre matériaux en contact, avec une augmentation rapide de la température, avec un rayonnement ultraviolet ou X élevé, un rayonnement élevé, avec induction dans un champ électrique puissant, avec une faible humidité de l'air. Lorsque l'humidité de l'air est inférieure à 50 %, les matériaux diélectriques s'électrifient davantage ; lorsque l'humidité de l'air est supérieure à 85 %, l'électricité statique ne se produit pratiquement pas, puisque l'air devient conducteur d'électricité.

Dans nos vies, nous sommes quotidiennement confrontés aux effets de l’électricité statique. Nous ne pourrons jamais refuser les équipements, instruments, machines, tissus, liquides modernes au travail et à la maison, nous serons donc toujours confrontés aux effets de l'électricité statique.

Dans la production industrielle, lorsqu'on travaille avec des feuilles de plastique (leur liaison et leur séparation), dans les industries textiles et papetières (enroulement et déroulement de rouleaux de tissu et de papier), des phénomènes d'électrification sont toujours observés. Dans l'industrie de la farine, dans la production de sucre et dans la production de saucisses (lors du broyage, du filtrage, du tamisage, du versement de substances), de l'électricité statique se produit. L'électricité statique se produit également dans les raffineries de pétrole et les distilleries lors du versement et du pompage de liquides. L'électricité statique est rencontrée dans la production chimique lors de la fabrication de plastiques ; dans l'industrie radioélectronique dans la production et le transport d'appareils et de microcircuits ; dans des locaux de bureaux où se trouvent des téléviseurs, des ordinateurs et divers équipements de bureau. Les climatiseurs et les ventilateurs, soufflant des particules de poussière électrifiées, augmentent la charge statique dans la pièce ; Tout appareil électrique crée des champs électrostatiques pendant son fonctionnement. Des charges électrostatiques apparaissent à la surface de l'avion lors du frottement avec l'air ; sur la surface d'une voiture circulant par temps sec, si le caoutchouc du pneu est bien isolant. L'électricité statique peut résulter de l'induction du champ électrique d'une ligne électrique à haute tension (PTL) ou d'un orage. Un exemple simple d’apparition d’une charge statique serait la marche, lorsque la semelle entre en contact avec le tapis, puis les sépare.

À la maison, la source d'électricité statique est tout appareil électrique, téléviseur, ordinateur, écran de contrôle, vêtements synthétiques, rideaux et oreillers synthétiques, sacs en plastique et même un peigne en plastique. Nous savons tous comment les cheveux atteignent un peigne, car ils sont chargés différemment, et se dressent, car ils sont chargés de la même charge et se dispersent donc dans des directions différentes.

L'ampleur des charges d'électricité statique dépend de nombreux facteurs : de la conductivité électrique des matériaux, de leur constante diélectrique, de la vitesse de déplacement, du frottement des particules, de la température et de l'humidité de l'air. Les charges statiques peuvent se neutraliser partiellement en raison d'une certaine conductivité électrique dans l'air et peuvent s'écouler vers le sol le long de la surface de l'équipement.

Mais dans certains cas, les charges et la différence de potentiel sont importantes. Ensuite, une décharge d'étincelle se produit entre les parties électrifiées de l'équipement ou une décharge se produit sur une personne. Par exemple, une portière métallique d'une voiture sous une ligne électrique peut être chargée d'une charge induite et elle se déchargera sur une personne qui touche la portière, ce qui peut être dangereux pour cette personne. La foudre représente un grand danger. Lorsque les courants d’air se déplacent, les nuages ​​peuvent former des décharges électriques, et des décharges peuvent également se produire entre les nuages ​​chargés et le sol. Ces décharges peuvent être déchargées sur une personne là où il n’y a pas de paratonnerre.

Un autre exemple de décharge statique. Il arrive souvent qu'un conducteur reçoive un choc électrique en quittant sa voiture, car une charge apparaît entre le siège et les vêtements au moment du levage. Cependant, un impact peut être évité si le conducteur touche une partie métallique (le châssis) avant de soulever, la charge a alors le temps de s'écouler en toute sécurité à travers la carrosserie et les pneus jusqu'au sol.

L'apparition de décharges (étincelles) en production n'est pas souhaitable, car elle interfère avec le fonctionnement normal. L'électricité statique pour divers appareils électroniques - transistors, microprocesseurs - est nocive, car les étincelles qui en résultent ont une haute tension et peuvent provoquer des dommages. En cas d'étincelles, il peut y avoir un risque d'incendie lorsque des travaux sont effectués avec des liquides, des mélanges et des produits inflammables. solutions. De tels mélanges et liquides ont une énergie d'inflammation minimale. Il faut en tenir compte. Si cette énergie est inférieure à l’énergie de décharge, un incendie se produit.

Le corps humain est un bon conducteur, mais peut aussi accumuler des charges. Si l'opérateur se trouve dans un champ électrique et tient un objet chargé (par exemple, une bobine de film enroulée), son corps se chargera. La charge reste dans le corps humain s'il porte des chaussures à semelles isolantes. Si l'opérateur touche des pièces métalliques, la charge peut s'épuiser et l'opérateur recevra un choc électrique, c'est-à-dire qu'une étincelle jaillira. Cela est vrai lorsque vous travaillez avec des liquides inflammables. Si le corps de l'opérateur génère une charge (marche sur des diélectriques, port de tissu synthétique, chaussures à semelles isolantes), l'opérateur peut provoquer l'inflammation d'un liquide ou d'un solvant.

Dans certains cas d'électrification statique d'une personne, une décharge ultérieure d'une personne vers la terre ou un équipement mis à la terre, ou une décharge d'un équipement non mis à la terre à travers le corps de la personne, peut provoquer des douleurs ou des sensations nerveuses chez la personne. À la suite d'une injection douloureuse inattendue, une personne peut faire des mouvements brusques en réponse, tomber d'une hauteur, se blesser ou avoir peur du feu du liquide qui en résulte. C'est le danger des décharges statiques. Il n'y a pas de blessure électrique lors des décharges, mais on pense qu'un champ électrique d'intensité accrue est nocif pour l'homme. Avec un séjour prolongé dans un tel domaine, des modifications du système cardiovasculaire ou nerveux central peuvent être observées. Une personne peut développer une phobie en raison de la peur d'un coup attendu. Les gens, en particulier dans les bureaux où se trouvent de nombreux ordinateurs et équipements de bureau, se plaignent de maux de tête, d'irritabilité, de troubles du sommeil et d'appétit. La question de l’influence de l’électricité statique sur l’homme a été peu étudiée.

L'électricité statique cause de graves dommages à la production, c'est pourquoi ils prennent des mesures pour se protéger contre l'électricité statique. Cela prend en compte les caractéristiques du processus technologique, les propriétés des matériaux et des liquides traités.

Premièrement, ils éliminent définitivement l’électricité statique grâce à une mise à la terre. Ainsi, par exemple, si le film est sur un arbre métallique et que l'arbre est mis à la terre, la charge s'écoulera vers le sol et il n'y aura pas de décharge. Pour éliminer l'électricité statique, les boîtiers des équipements sont mis à la terre.

Les avions sont équipés de câbles métalliques fixés au train d'atterrissage et au bas du fuselage, ce qui permet d'évacuer les charges statiques formées pendant le vol.

Pour éliminer les charges statiques de la carrosserie de la voiture, une bande électriquement conductrice appelée « agent antistatique » est fixée au fond. Si le conducteur remarque en quittant la voiture que la carrosserie produit des étincelles, il doit décharger la carrosserie en la touchant avec une clé en métal. Cela doit être fait surtout avant de faire le plein d'essence. Pour une personne, la décharge dans ce cas n'est pas dangereuse.

Pour les liquides diélectriques, par exemple pour les produits pétroliers, des additifs spéciaux sont introduits dans le produit principal (éléate de chrome, éléate de cobalt, etc.). Pour tous les liquides diélectriques (essence, alcool, etc.), les éclaboussures et les ballottements sont limités. Le remplissage des réservoirs avec un jet tombant librement d'une hauteur n'est pas autorisé. Le tuyau de vidange doit être abaissé jusqu’au fond du réservoir. Les extrémités des tuyaux de vidange doivent être mises à la terre avec un conducteur flexible en cuivre. Des additifs (substances antistatiques telles que graphite, suie) sont ajoutés aux tuyaux en caoutchouc pour le pompage de liquides inflammables, ce qui réduit le risque d'inflammation lors du versement dans des réservoirs routiers et ferroviaires. Lors de la vidange de l'essence dans une station-service, le camion-citerne est également mis à la terre.

Pour réduire l'effet de l'électricité statique, ils essaient d'utiliser des matériaux ayant une plus grande conductivité électrique ou d'introduire des additifs antistatiques. Ainsi, le linoléum antistatique est utilisé pour les sols. Un traitement antistatique des moquettes et des tissus synthétiques est effectué régulièrement. Il est préférable de réaliser des objets en contact dans le même matériau. Il est donc préférable de stocker la poudre de polyéthylène dans des fûts en plastique.

L'air humide a une conductivité électrique suffisante. Par conséquent, l’humidification de l’air, par exemple dans les bureaux où se trouvent de nombreux ordinateurs et équipements de bureau, peut être l’une des méthodes simples et abordables pour éliminer l’électricité statique. Une humidification de l'air de plus de 70 % garantit une élimination constante des charges statiques.

Il existe une autre méthode pour éliminer les charges statiques : l'ionisation de l'air. Lorsque l'ioniseur fonctionne, ses ions neutralisent les charges d'électricité statique. Les usines de fabrication utilisent de puissants ioniseurs d'air de différentes conceptions (induction, haute tension, rayonnement). Grâce à des ioniseurs domestiques, ils éliminent les charges sur les vêtements, les tapis et les revêtements synthétiques.

L'élimination de l'électricité statique d'une personne en production est réalisée en installant des sols, des plates-formes et des échelles électriquement conducteurs. Ils disposent d'équipements de protection individuelle : blouses antistatiques, chaussures à semelles en cuir ou semelles en caoutchouc conducteur.

À la maison, vous pouvez humidifier l’air en plaçant des serviettes mouillées sur les radiateurs. Vous pouvez utiliser différents agents antistatiques pour le corps, pour les tissus, pour que la jupe ne colle pas aux jambes, pour que le pull ne se fissure pas ou ne fasse pas d'étincelles lorsqu'on l'enlève. Pour vos cheveux, vous pouvez choisir un peigne en bois, et si le peigne est en plastique, vous pouvez utiliser de l'eau, de l'huile de rose, de la lavande, et vous pouvez trouver beaucoup de choses si vous voulez donner de la beauté et de la brillance à vos cheveux. pour votre propre joie.

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