Antistatički napon. Statički elektricitet u svakodnevnom životu i na poslu. Industrijske primjene

Dnevna aktivnost bilo koje osobe povezana je s njegovim kretanjem u prostoru. Pritom ne samo da hoda, već i putuje prijevozom.

Tijekom bilo kojeg kretanja dolazi do preraspodjele statičkih naboja, mijenjajući ravnotežu unutarnje ravnoteže između atoma i elektrona svake tvari. Povezan je s procesom elektrifikacije, stvaranjem statičkog elektriciteta.

U krutim tijelima do raspodjele naboja dolazi zbog kretanja elektrona, a u tekućim i plinovitim tijelima i elektrona i nabijenih iona. Svi oni zajedno stvaraju potencijalnu razliku.

Razlozi za nastanak statičkog elektriciteta

Najčešći primjeri manifestacije statičkih sila objašnjavaju se u školi na prvim satovima fizike, kada trljaju staklene i ebonitne šipke po vunenoj tkanini i demonstriraju privlačnost malih komadića papira prema njima.

Također je poznato iskustvo skretanja tankog mlaza vode pod utjecajem statičkih naboja koncentriranih na ebonitnoj šipci.

U svakodnevnom životu statički elektricitet se najčešće manifestira:

kada nosite vunenu ili sintetičku odjeću;

hodanje u cipelama s gumenim potplatom ili vunenim čarapama po tepisima i linoleumu;

koristeći plastične predmete.

Situaciju pogoršavaju:

suhi zrak u zatvorenom prostoru;

armirano-betonski zidovi od kojih se grade višekatnice.

Kako nastaje statički naboj?

Tipično, fizičko tijelo sadrži jednak broj pozitivnih i negativnih čestica, zbog čega se u njemu stvara ravnoteža, osiguravajući njegovo neutralno stanje. Kada se prekrši, tijelo dobiva električni naboj određenog znaka.

Statika označava stanje mirovanja kada se tijelo ne kreće. Unutar njegove tvari može se dogoditi polarizacija - kretanje naboja s jednog dijela na drugi ili njihov prijenos s obližnjeg objekta.

Elektrifikacija tvari nastaje zbog preuzimanja, uklanjanja ili odvajanja naboja kada:

međudjelovanje materijala uslijed sila trenja ili rotacije;

nagla promjena temperature;

zračenje na razne načine;

dijeljenje ili rezanje fizičkih tijela.

Oni su raspoređeni po površini objekta ili na udaljenosti od nekoliko međuatomskih udaljenosti od njega. Za neuzemljena tijela šire se preko područja kontaktnog sloja, a za one spojene na uzemljenu petlju teku na njega.

Stjecanje statičkog naboja od strane tijela i njihovo odvođenje događa se istovremeno. Elektrifikacija je osigurana kada tijelo primi veći energetski potencijal nego što ga troši u vanjsku okolinu.

Iz ove odredbe proizlazi praktičan zaključak: za zaštitu tijela od statičkog elektriciteta, potrebno je ukloniti stečene naboje iz njega u krug uzemljenja.

Metode za procjenu statičkog elektriciteta

Fizičke tvari, na temelju njihove sposobnosti da tvore električne naboje različitih predznaka u interakciji s drugim tijelima trenjem, karakteriziraju se na ljestvici triboelektričnog učinka. Neki od njih prikazani su na slici.

Kao primjer njihove interakcije mogu se navesti sljedeće činjenice:

hodanje u vunenim čarapama ili cipelama s gumenim potplatom po suhom tepihu može napuniti ljudsko tijelo do 5÷-6 kV;

tijelo automobila koji vozi po suhoj cesti dobiva potencijal do 10 kV;

pogonski remen koji okreće remenicu nabije se do 25 kV.

Kao što vidimo, potencijal statičkog elektriciteta doseže vrlo visoke vrijednosti čak iu domaćim uvjetima. Ali to nam ne uzrokuje veliku štetu jer nema veliku snagu, a njegovo pražnjenje prolazi kroz veliki otpor kontaktnih jastučića i mjeri se u djelićima miliampera ili malo više.

Osim toga, znatno ga smanjuje vlažnost zraka. Njegov učinak na količinu tjelesnog stresa pri kontaktu s različitim materijalima prikazan je na grafikonu.

Iz njegove analize slijedi zaključak: u vlažnom okruženju statički elektricitet se manje pojavljuje. Stoga se u borbi protiv njega koriste razni ovlaživači zraka.

U prirodi statički elektricitet može doseći enormne vrijednosti. Kada se oblaci kreću na velikim udaljenostima, između njih se nakupljaju značajni potencijali koji se manifestiraju kao munja čija je energija dovoljna da stoljetno drvo raspori po deblu ili spali stambenu zgradu.

Prilikom pražnjenja statičkog elektriciteta u svakodnevnom životu, osjećamo "trnce" u prstima, vidimo iskre iz vunenih predmeta i osjećamo pad snage i učinkovitosti. Struja kojoj je naše tijelo izloženo u svakodnevnom životu negativno utječe na dobrobit i stanje živčanog sustava, ali ne uzrokuje očitu, vidljivu štetu.

Proizvođači industrijske mjerne opreme proizvode instrumente koji omogućuju precizno određivanje vrijednosti napona akumuliranog statičkog naboja kako na kućištima opreme tako i na ljudskom tijelu.

Kako se zaštititi od statičkog elektriciteta kod kuće

Svatko od nas mora razumjeti procese koji stvaraju statička pražnjenja koja predstavljaju prijetnju našem tijelu. Treba ih znati i ograničiti. U tu svrhu održavaju se razna edukativna događanja, uključujući popularne televizijske programe za stanovništvo.

Prikazuju, pristupačnim sredstvima, metode za stvaranje statičkog napona, principe za njegovo mjerenje i metode za izvođenje preventivnih mjera.

Na primjer, s obzirom na triboelektrični učinak, za češljanje kose najbolje je koristiti češljeve od prirodnog drva, a ne metalne ili plastične, kao što većina ljudi radi. Drvo ima neutralna svojstva i ne stvara naboje kada se trlja o kosu.

Za uklanjanje statičkog potencijala s karoserije automobila tijekom vožnje na suhoj cesti koristite posebne antistatičke trake pričvršćene na dnu. U prodaji su široko dostupne različite vrste.

Ako na automobilu nema takve zaštite, tada se naponski potencijal može ukloniti kratkim uzemljenjem tijela kroz metalni predmet, na primjer, ključ za paljenje automobila. Posebno je važno izvršiti ovaj postupak prije punjenja goriva.

Kada se statički naboj nakupi na odjeći izrađenoj od sintetičkih materijala, može se ukloniti tretiranjem para iz posebnog spremnika koji sadrži “Antistatik” sastav. Općenito, bolje je manje koristiti takve tkanine i nositi prirodne materijale od lana ili pamuka.

Cipele s gumiranim potplatom također doprinose nakupljanju naboja. Dovoljno je u njega staviti antistatičke uloške od prirodnih materijala i štetni utjecaji na organizam će se smanjiti.

Već je bilo riječi o utjecaju suhog zraka, karakterističnom za gradske stanove zimi. Posebni ovlaživači ili čak mali komadići navlažene tkanine postavljeni na bateriju poboljšavaju situaciju i smanjuju stvaranje statičkog elektriciteta. Ali redovito mokro čišćenje prostora omogućuje vam brzo uklanjanje elektrificiranih čestica i prašine. Ovo je jedan od najboljih načina da se zaštitite.

Električni uređaji za kućanstvo tijekom rada također nakupljaju statički naboj na svojim tijelima. Sustav izjednačavanja potencijala spojen na opću petlju uzemljenja zgrade dizajniran je da smanji njihov utjecaj. Čak je i obična akrilna kada ili stara konstrukcija od lijevanog željeza s istim umetkom osjetljiva na statiku i zahtijeva zaštitu na sličan način.

Kako se zaštititi od statičkog elektriciteta u proizvodnji

Čimbenici koji smanjuju učinkovitost elektroničke opreme

Pražnjenja koja nastaju tijekom proizvodnje poluvodičkih materijala mogu uzrokovati velike štete, poremetiti električna svojstva uređaja ili ih čak onesposobiti.

U uvjetima proizvodnje, ispuštanje može biti nasumično i ovisiti o nizu različitih čimbenika:

veličina formiranog kapaciteta;

energetski potencijal;

električni otpor kontakata;

vrsta prijelaznih procesa;

druge nesreće.

U ovom slučaju, u početnom trenutku od desetak nanosekundi, struja pražnjenja raste do maksimuma, a zatim opada unutar 100÷300 ns.

Priroda pojave statičkog pražnjenja na poluvodičkom uređaju kroz tijelo operatera prikazana je na slici.

Na veličinu struje utječu: kapacitet naboja koji je osoba akumulirala, otpor njegovog tijela i kontaktnih jastučića.

Tijekom proizvodnje električne opreme može se stvoriti statičko pražnjenje bez sudjelovanja operatera zbog stvaranja kontakata kroz uzemljene površine.

U ovom slučaju, na struju pražnjenja utječu kapacitet punjenja akumuliran u tijelu uređaja i otpor formiranih kontaktnih pločica. U tom slučaju, na poluvodič u početku istodobno utječu inducirani visokonaponski potencijal i struja pražnjenja.

Zbog ovog složenog učinka, šteta može biti:

1. očigledan, kada je učinak elemenata smanjen do te mjere da postaju neprikladni za uporabu;

2. skriveno - zbog smanjenja izlaznih parametara, ponekad čak i unutar utvrđenih tvorničkih karakteristika.

Drugu vrstu kvara teško je otkriti: oni najčešće rezultiraju gubitkom performansi tijekom rada.

Primjer takvog oštećenja od djelovanja visokog statičkog napona prikazan je grafovima odstupanja strujno-naponskih karakteristika u odnosu na diodu KD522D i integrirani krug BIS KR1005VI1.

Smeđa linija pod brojem 1 prikazuje parametre poluvodičkih elemenata prije ispitivanja povišenim naponom, a krivulje pod brojevima 2 i 3 pokazuju njihovo smanjenje pod utjecajem povećanog induciranog potencijala. U slučaju #3 ima veći učinak.

Oštećenje može biti uzrokovano:

prekomjerni inducirani napon, koji probija dielektrični sloj poluvodičkih uređaja ili narušava strukturu kristala;

velika gustoća tekuće struje, koja uzrokuje visoke temperature, što dovodi do taljenja materijala i spaljivanja oksidnog sloja;

ispitivanja, električna i toplinska obuka.

Skrivena oštećenja ne moraju odmah utjecati na performanse, već nakon nekoliko mjeseci ili čak godina rada.

Metode provedbe zaštite od statičkog elektriciteta u proizvodnji

Ovisno o vrsti industrijske opreme, koristi se jedan od sljedećih načina održavanja operativnosti ili njihova kombinacija:

1. uklanjanje stvaranja elektrostatičkog naboja;

2. blokiranje njihovog ulaska na radno mjesto;

3. povećanje otpornosti uređaja i komponenti na djelovanje pražnjenja.

Metode br. 1 i br. 2 omogućuju zaštitu velike skupine različitih uređaja u kompleksu, a br. 3 se koristi za pojedinačne uređaje.

Visoka učinkovitost u održavanju operativnosti opreme postiže se postavljanjem unutar Faradayeva kaveza – prostora ograđenog sa svih strana metalnom mrežom s finom mrežicom povezanom s petljom uzemljenja. Vanjska električna polja ne prodiru unutar njega, ali su prisutna statička magnetska polja.

Kabeli s oklopljenim plaštom rade na ovom principu.

Statička zaštita se prema principu izvedbe dijeli na:

fizički i mehanički;

kemijski;

konstruktivne i tehnološke.

Prve dvije metode omogućuju vam da spriječite ili smanjite stvaranje statičkog naboja i povećate brzinu njihove drenaže. Treća tehnika štiti uređaje od utjecaja naboja, ali ne utječe na njihovo pražnjenje.

Odvodnja ispusta može se poboljšati:

stvaranje krunidbe;

povećanje vodljivosti materijala na kojima se nakupljaju naboji.

Ovi problemi su riješeni:

ionizacija zraka;

povećanje radnih površina;

izbor materijala s najboljom volumnom vodljivošću.

Zbog njihove implementacije stvaraju se unaprijed pripremljeni vodovi za odvod statičkog naboja na petlju uzemljenja, sprječavajući ih da dopru do radnih elemenata uređaja. Uzima se u obzir da ukupni električni otpor stvorene staze ne smije biti veći od 10 Ohma.

Ako materijali imaju visoku otpornost, tada se zaštita izvodi na druge načine. Inače se na površini počinju nakupljati naboji koji se mogu isprazniti u kontaktu s tlom.

Na slici je prikazan primjer složene elektrostatičke zaštite radnog mjesta operatera uključenog u održavanje i podešavanje elektroničkih uređaja.

Površina stola je spojena na petlju uzemljenja preko spojnog vodiča i vodljive prostirke pomoću posebnih stezaljki. Operater radi u posebnoj odjeći, nosi cipele s vodljivim potplatom i sjedi na stolcu s posebnim sjedalom. Sve ove mjere omogućuju učinkovito pražnjenje akumuliranih naboja u tlo.

Radni ionizatori zraka reguliraju vlažnost i smanjuju potencijal statičkog elektriciteta. Pri njihovoj uporabi vodi se računa da povećan sadržaj vodene pare u zraku negativno utječe na zdravlje ljudi. Stoga ga pokušavaju održati na razini od oko 40%.

Još jedan učinkovit način može biti redovito provjetravanje prostorije ili korištenje ventilacijskog sustava u njoj, kada zrak prolazi kroz filtere, ionizira se i miješa, čime se neutraliziraju nastali naboji.

Kako bi se smanjio potencijal nakupljen u ljudskom tijelu, narukvice se mogu koristiti kao nadopuna kompletu antistatičke odjeće i obuće. Sastoje se od vodljive trake koja je pričvršćena na ruku pomoću kopče. Potonji je spojen na žicu za uzemljenje.

Ovom metodom ograničena je struja koja teče kroz ljudsko tijelo. Njegova vrijednost ne smije prelaziti jedan miliamper. Veće vrijednosti mogu uzrokovati bol i strujne ozljede.

Dok naboj teče prema zemlji, važno je osigurati brzinu kojom napušta u jednoj sekundi. U tu svrhu koriste se podne obloge s niskim električnim otporom.

Pri radu s poluvodičkim pločama i elektroničkim komponentama zaštitu od oštećenja statičkim elektricitetom također osiguravaju:

prisilno ranžiranje terminala elektroničkih ploča i jedinica tijekom provjera;

pomoću alata i lemilica s uzemljenim radnim glavama.

Spremnici sa zapaljivim tekućinama koji se nalaze na vozilima uzemljeni su metalnim strujnim krugom. Čak je i trup zrakoplova opremljen metalnim kablovima, koji djeluju kao zaštita od statičkog elektriciteta tijekom slijetanja.

Statički elektricitet podrazumijeva se kao skup pojava povezanih s pojavom i opuštanjem slobodnog električnog naboja na površini, ili u masi dielektrika, ili na izoliranim vodičima.

Formiranje i nakupljanje naboja na obrađenom materijalu povezano je s dva uvjeta. Prvo mora doći do kontakta između površina, što rezultira stvaranjem dvostrukog električnog sloja. Drugo, barem jedna od dodirnih površina mora biti izrađena od dielektričnog materijala. Naboji će ostati na površini nakon njihovog odvajanja samo ako je vrijeme razaranja kontakta kraće od vremena relaksacije naboja. Potonji u velikoj mjeri određuje veličinu naboja na razdvojenim površinama.

Dvostruki električni sloj je prostorna raspodjela električnih naboja na granicama dodira dviju faza. Ovakva raspodjela naboja uočava se na granicama metal - metal, metal - vakuum, metal - plin, metal - poluvodič, metal - dielektrik, dielektrik - dielektrik, tekućina - krutina, tekućina - tekućina, tekućina - plin.

Glavna veličina koja karakterizira sposobnost elektrifikacije je električni otpor površina kontaktirani materijali. Ako dodirne površine imaju nizak otpora, tada kada se razdvoje, naboji odlaze s njih i odvojene površine nose beznačajan naboj. Ako je otpor visok ili je brzina odvajanja površine visoka, naboji će se zadržati.

Prema tome, glavni čimbenici koji utječu na elektrifikaciju tvari su njihovi elektrofizički parametri i brzina razdvajanja.

Konvencionalno je prihvaćeno da kada je električni otpor materijala manji od 10 5 Ohm m, naboji se ne pohranjuju i materijali se ne naelektriziraju.

Pokusima je utvrđeno da se pri dodiru (trenju) dvaju dielektrika onaj s većom dielektričnom konstantom nabije pozitivno, a materijal s manjom dielektričnom konstantom negativno.

Statistička električna pražnjenja shvaćaju se kao procesi izjednačavanja naboja između pojedinačnih krutina koje nose različite elektrostatske naboje. Obično su popraćeni fenomenima klizanja, korone i iskričastog pražnjenja. Iskre mogu zapaliti zapaljive plinove ili pare ili inicirati eksplozivne smjese, a elektromagnetska polja nastala pražnjenjima mogu oštetiti elektroničke komponente, oštetiti ili poremetiti rad elektroničke opreme.

Statički naboj koji uzrokuje opasne učinke može se pojaviti na različite načine. Međutim, u proizvodnji i uporabi elektroničkih elemenata i uređaja bitna su dva mehanizma elektrifikacije: indukcija i trenje.

Struje tijekom punjenja kreću se od stotina picoampera do nekoliko mikroampera, a elektrostatički naboji se kreću od 3 nC do 5 µC. Elektrostatska razlika potencijala između tijela određena je nakon završetka procesa naboja omjerom stečenog naboja Q do kontejnera C AB tijela jedno drugom:

U AB =Q/C AB .

Riža. 3.11 ilustrira utjecaj korištenih materijala, kao i relativne vlažnosti zraka, na količinu napona koji se može dobiti tijekom elektrifikacije.

Tablica 3.1. Približne vrijednosti napona statičkog naboja pri relativnoj vlažnosti zraka od 24% i temperaturi od 21 0 C

Elektroničkim dijelovima, komponentama i uređajima mora se rukovati posebno pažljivo kako bi se izbjegla oštećenja uslijed elektrostatičkih pojava.

Od posebne važnosti pri rukovanju elektroničkim uređajima je mogući elektrostatički naboj ljudskog tijela koji dolazi na sklopne sklopove, tiskane pločice, upravljačke elemente i kućišta uređaja tijekom njihovog transporta, postavljanja, testiranja, rada, popravka i servisa. Ljudsko tijelo ima kapacitet u odnosu na uzemljenje pF. Ako osoba hoda po sintetičkom podu, ovaj se kapacitet može napuniti do otprilike U max=15 kV, akumulirana energija

Kada se osoba približi uzemljenom kućištu elektroničkog uređaja, doći će do iskre, a budući da je uvjet obično ispunjen

tada će se odvijati aperiodični proces.

Najjači učinak pražnjenja statičkog elektriciteta javlja se kada je u ruci metalni predmet (ključ, odvijač, vodljive narukvice i sl.). U ovom slučaju, nagib struje, koji određuje inducirane interferencijske napone, može doseći 100 A/ns.

Statistička pražnjenja elektriciteta također se opažaju u računalnim sobama, kontrolnim sobama i sobama za testiranje od pokretnih objekata (stolica, kolica za instrumente, polica s tiskanim papirom, usisavača) na kućišta elektroničkih uređaja kada se slučajno dodirnu.

Svako pražnjenje statičkog elektriciteta popraćeno je električnim i magnetskim poljem.

U ovom slučaju se u neposrednoj blizini pražnjenja stvara električno polje od 4 kV/m na udaljenosti do 10 cm i 1 kV/m na udaljenosti od 20 cm. Slično, magnetsko polje je jednako 15 A/m na udaljenosti od 10 cm i 4 A/m na udaljenosti od 20 cm.

Kada se isprazni statički elektricitet, najčešće se uočavaju kvarovi u radu digitalnih čvorova velike brzine, kao i elemenata digitalnog sučelja. Kada se primjenjuje na konektore, tipkovnice, elemente zaslona itd. moguće je fizičko oštećenje elemenata sučelja.

Posebno je opasan utjecaj pražnjenja statičkog elektriciteta na nezaštićene komponente opreme. Stoga se tijekom bilo kakvog popravka i podešavanja moraju poštovati zahtjevi za elektrostatičku sigurnost. Kod profesionalne montaže opreme koriste se antistatički premazi itd. U radnim uvjetima ovi se zahtjevi ne mogu uvijek ispuniti. Međutim, još uvijek vrijedi pridržavati se minimalnih mjera opreza: na primjer, prije nego što dodirnete komponente opreme, trebali biste dodirnuti uzemljene metalne konstrukcije, što će vam omogućiti uklanjanje viška naboja.

Ljudi se stalno susreću sa statičkim elektricitetom, odnosno njegovim pojavnim oblicima (u stanu, automobilu, na poslu itd.). Međutim, malo tko od nas nije ozbiljno razmišljao o prirodi njegove pojave, fizičkim svojstvima, karakteristikama i načinima zaštite od statičkog elektriciteta. Ovaj je članak posvećen pronalaženju odgovora na ova pitanja.

Što je statički elektricitet

Za molekulu ili atom bilo koje tvari stanje ravnoteže je normalno, tj. Broj pozitivnih (protona) i negativnih (elektrona) čestica u atomu je jednak. Ali elektroni tvari mogu se lako (na različite načine za različite materijale) kretati s jednog atoma na drugi, stvarajući tako pozitivan (elektron koji nedostaje) ili negativan (višak elektrona) naboj atoma. Upravo ta neravnoteža u atomima i molekulama tvori statičko električno polje. Takva polja su nestabilna i prazne se prvom prilikom.

GOST 17.1.018-79 “Statički elektricitet. Intrinsically safe" tumači pojam "statički elektricitet" kao sposobnost slobodnih električnih naboja da se pojave, zadrže i opuste u volumenu i na površini poluvodiča i dielektrika.
Obavezan "pratitelj" statičkog polja je suhi zrak. Na razinama vlažnosti iznad 80% takva se polja gotovo nikada ne stvaraju jer voda je izvrstan vodič i ne dopušta nakupljanje viška električne energije na površini materijala.

Izvori statičkog polja i razlozi njegovog nastanka

Svi se iz školskog tečaja fizike sjećamo iskustva s ebonitnom šipkom ili plastičnim češljem i komadom vunene tkanine. Nakon trljanja štapića krpom, mogao je na sebe privući sitno izrezane komade papira.

Trenje dviju površina je najčešći izvor statičkog polja. Nije potrebno trljati dva materijala jedan o drugi. Statičko polje može nastati iz jednog kontakta, na primjer, u slučaju namotavanja/odmatanja trake od tkanine.

Također izvori generiranja statičkog polja mogu biti:

• Nagle promjene temperature;
• Visoke razine zračenja.

Statičko polje može biti "samostečeno" i "inducirano", tj. primljen od drugog jako naelektriziranog objekta bez izravnog kontakta s njim. Ova metoda "prisilne elektrifikacije" naziva se indukcija.

Svima nam je dobro poznato električno pucketanje pri skidanju vanjske odjeće ili “strujni udar” iz karoserije automobila. Učinke statičkog pražnjenja opažamo i često doživljavamo prilikom češljanja kose, rezanja papira, polivanja benzinom itd.

Preduvjet za stvaranje statičkog električnog polja je prisutnost magnetskih polja. Dakle, treba reći da nas besplatni troškovi neprestano okružuju. Ali čovjeku to nije dovoljno i on aktivno koristi ogroman broj različitih električnih uređaja u svom svakodnevnom životu i radu, čime samo povećava ukupni “električni intenzitet” svog životnog okruženja.

Opseg korištenja

Elektrostatički instrumenti i uređaji, čiji se princip rada temelji na trenju, nikada nisu mogli napustiti laboratorijske i nastavne police, gdje se uglavnom koriste kao demonstracijski materijal.

Pokušaji korištenja statičkih polja za stvaranje električne struje također nisu donijeli previše uspjeha. Generatori Van Der Graaff i Felici, koji su nastali 30. i 40. godina prošlog stoljeća, također nisu našli široku primjenu, jer ova je oprema bila prilično glomazna.

Osim toga, njihov rad i održavanje bili su vrlo skupi.

Otkriće koronskog pražnjenja, koje se široko koristi u raznim područjima industrije, pokazalo se vrlo korisnim sa stajališta industrijske primjene. Konkretno, uz njegovu pomoć možete pročistiti plinove od raznih nečistoća i nanijeti boju na površinu bilo koje konfiguracije.

Problemi sa statičkim elektricitetom

Puno se više pažnje danas posvećuje problemima koji su izravna posljedica akumuliranog elektrostatskog naprezanja. Strujni udari različite snage mogu utjecati na osobu, kako kod kuće tako i na poslu.

Na primjer, džemper izrađen od sintetičke tkanine, kao rezultat trenja o naslon stolice ili s materijalom gornje odjeće, sposoban je akumulirati iscjedak koji će se "osjetiti" kada se skine. Puno snažnije udara kada dodirnete karoseriju automobila koja se naelektrizirala od trenja o zrak.

Svaki električni uređaj, bilo da se radi o procesoru hrane, prijenosnom računalu, monitoru računala ili usisavaču, nužno nosi elektrostatički naboj koji se "dragovoljno" prenosi na osobu nakon kontakta. Taj “prijelaz” može i ne mora uzrokovati bol, ali je definitivno štetan za ljudsko tijelo.

Znanstvenici su odavno dokazali da izloženost statičkom elektricitetu predstavlja opasnost za ljudsko zdravlje, posebno za kardiovaskularni i središnji živčani sustav.

Zaštita

Ranije spomenuti GOST detaljno govori o metodama zaštite od utjecaja statičkih polja, od kojih je najjednostavniji pouzdano uzemljenje opreme.

Što se može učiniti za zaštitu prostorija privatne kuće i industrijskih prostora od statičkih polja?

Video: kako se riješiti statičkog elektriciteta.
https://www.youtube.com/watch?v=ls-hBlqJu9Y

Za zaštitu ljudi i visoko precizne opreme od učinaka statičkog elektriciteta, u proizvodnji se koriste posebni zasloni i drugi elektromehanički uređaji. Za suzbijanje elektrifikacije u tekućim polimerima koriste se posebni aditivi i otapala. Različiti antistatici naširoko se koriste kao zaštita od statičkog elektriciteta u svakodnevnom životu iu proizvodnji.

To su kemikalije niske molekulske mase, što omogućuje njihovim molekulama lako kretanje, a uz to i reakciju s atmosferskom vlagom. Kombinacija ovih karakteristika omogućuje im raspršivanje izvora statičkih polja i oslobađanje osobe od statičkog stresa.

U našim životima svakodnevno se susrećemo s učincima statičkog elektriciteta. Ponekad nas to nervira, neke čak i plaši, drugi ne obraćaju pažnju na takve stvari. Ali uvijek je bolje znati što nas okružuje i kako izbjeći manje, ali uvijek neugodne posljedice statičkog elektriciteta. U ovom savjetu reći ćemo vam upravo to.

Prema teoriji, sve tvari sadrže atome. Atom ima isti broj protona i neutrona. Protoni imaju pozitivan naboj, elektroni imaju negativan naboj, odnosno suprotnog su polariteta i međusobno se privlače. Atom je u ravnoteži. Ali elektroni se mogu kretati, tada nastaju pozitivni i negativni ioni. Ioni se ne kreću sami. Kad se njihov naboj poveća ili smanji, dolazi do neravnoteže, odnosno do statičkog elektriciteta. Statički naboj može biti pozitivan ili negativan. Naboji istog polariteta se odbijaju, naboji suprotnog polariteta privlače.

Na temelju sposobnosti provođenja naboja tvari se konvencionalno dijele na vodiče, poluvodiče i dielektrike. Statički naboji nastaju na površini krutih materijala i tekućina pri velikim brzinama rotacije, kretanja, tijekom drobljenja, tijekom kontakta i spojeva između dodirnih materijala, s brzim porastom temperature, s visokim ultraljubičastim ili X-zračenjem, s jakim zračenjem, s indukcija u jakom električnom polju, uz nisku vlažnost zraka. Kada je vlažnost zraka ispod 50%, dielektrični materijali postaju više naelektrizirani; kada je vlažnost zraka veća od 85%, statički elektricitet praktički ne nastaje, jer zrak postaje električki vodljiv.

U našim životima svakodnevno se susrećemo s učincima statičkog elektriciteta. Nikada nećemo moći odbiti suvremenu opremu, instrumente, strojeve, tkanine, tekućine na poslu i kod kuće, pa ćemo uvijek biti suočeni s djelovanjem statičkog elektriciteta.

U industrijskoj proizvodnji, pri radu s plastičnim pločama (njihovo spajanje i razdvajanje), u tekstilnoj i papirnoj industriji (namatanje i odmatanje rola tkanine i papira), uvijek se uočavaju pojave elektrifikacije. U industriji mljevenja brašna, u proizvodnji šećera, u proizvodnji kobasica (tijekom mljevenja, filtriranja, prosijavanja, sipanja tvari) javlja se statički elektricitet. Statički elektricitet također se javlja u rafinerijama nafte i destilerijama prilikom točenja i pumpanja tekućina. Statički elektricitet se susreće u kemijskoj proizvodnji u proizvodnji plastike; u radio-elektroničkoj industriji u proizvodnji i transportu uređaja i mikrosklopova; u uredskim prostorijama u kojima se nalaze televizori, računala i razna uredska oprema. Klima uređaji i ventilatori, ispuhujući naelektrizirane čestice prašine, povećavaju statički naboj u prostoriji; Svaki električni uređaj tijekom rada stvara elektrostatička polja. Za vrijeme trenja o zrak na površini zrakoplova nastaju elektrostatički naboji; na površini automobila koji se kreće po suhom vremenu, ako guma ima dobru izolaciju. Statički elektricitet može biti posljedica indukcije električnog polja visokonaponskog dalekovoda (PTL) ili grmljavinske oluje. Jednostavan primjer pojave statičkog naboja bio bi hodanje, kada potplat dolazi u dodir s tepihom, a zatim ih razdvaja.

Kod kuće, izvor statičkog elektriciteta je bilo koji električni uređaj, TV, računalo, ekran monitora, sintetička odjeća, sintetičke zavjese i jastuci, plastične vrećice, čak i plastični češalj. Svi znamo kako kosa poseže za češljem, jer je različito nabijena, i stoji na glavi, jer je nabijena istim nabojem i zato se raspršuje u različitim smjerovima.

Veličina naboja statičkog elektriciteta ovisi o mnogo čemu: o električnoj vodljivosti materijala, o njihovoj dielektričnoj konstanti, o brzini kretanja, o trenju čestica, o temperaturi i vlažnosti zraka. Statički naboji mogu djelomično neutralizirati jedan drugoga zbog neke električne vodljivosti u zraku i mogu teći prema tlu duž površine opreme.

Ali u nekim slučajevima naboji su veliki i razlika potencijala velika. Tada dolazi do pražnjenja između naelektriziranih dijelova opreme ili do pražnjenja na osobi. Na primjer, metalna vrata automobila ispod dalekovoda mogu se induciranim nabojem napuniti i isprazniti na osobu koja dotakne vrata, što može biti opasno za osobu. Velika opasnost proizlazi iz gromova. Kada se zračne struje kreću, oblaci mogu stvoriti električna izboja, a izboji se također mogu pojaviti između nabijenih oblaka i tla. Ta se pražnjenja mogu ispustiti na osobu tamo gdje nema gromobrana.

Još jedan primjer statičkog pražnjenja. Često se događa da vozač doživi strujni udar prilikom izlaska iz automobila jer se u trenutku podizanja između sjedala i odjeće pojavi naboj. Međutim, udar se može izbjeći ako vozač dotakne metalni dio (okvir) prije podizanja, tada punjenje ima vremena da sigurno iscuri kroz tijelo i gume na tlo.

Pojava pražnjenja (iskrenje) u proizvodnji je nepoželjna, jer ometa normalan rad. Statički elektricitet za razne elektroničke uređaje - tranzistore, mikroprocesore - je štetan, jer nastalo iskrenje ima visok napon i može uzrokovati štetu. Kod iskrenja može postojati opasnost od požara tamo gdje se radi sa zapaljivim tekućinama, smjesama i zapaljivim tvarima. rješenja. Takve smjese i tekućine imaju minimalnu energiju paljenja. Ovo se mora uzeti u obzir. Ako je ta energija manja od energije pražnjenja, dolazi do požara.

Ljudsko tijelo je dobar vodič, ali može i akumulirati naboje. Ako se operater nalazi u električnom polju i drži nabijeni predmet (na primjer, namotani kolut filma), njegovo će se tijelo naelektrizirati. Naboj ostaje u ljudskom tijelu ako nosi cipele s izolacijskim potplatom. Ako rukovatelj dotakne metalne dijelove, može doći do pražnjenja naboja i rukovatelja će doživjeti strujni udar, odnosno preskočit će iskra. To vrijedi za rad sa zapaljivim tekućinama. Ako tijelo rukovatelja stvara naboj (hodanje po dielektriku, nošenje sintetičke tkanine, cipele s izolacijskim potplatom), operater može izazvati paljenje tekućine ili otapala.

U nekim slučajevima statičkog naelektrisanja osobe, naknadno pražnjenje s osobe na zemlju ili uzemljenu opremu, ili pražnjenje iz neuzemljene opreme kroz tijelo osobe, može uzrokovati bol ili živčane osjećaje kod osobe. Kao rezultat neočekivane bolne injekcije, osoba može napraviti nagle pokrete kao odgovor, pasti s visine, ozlijediti se ili se bojati nastale vatre tekućine. To je opasnost od statičkog pražnjenja. Tijekom pražnjenja nema električnih ozljeda, ali se vjeruje da je električno polje pojačanog intenziteta štetno za čovjeka. Duljim boravkom u takvom polju mogu se uočiti promjene u kardiovaskularnom ili središnjem živčanom sustavu. Osoba može razviti fobiju zbog straha od očekivanog udarca. Ljudi se, posebno u uredima gdje ima puno računala i uredske opreme, žale na glavobolje, razdražljivost, poremećaje sna i apetita. Pitanje utjecaja statičkog elektriciteta na ljude malo je proučavano.

Statički elektricitet uzrokuje veliku štetu u proizvodnji, pa se poduzimaju mjere zaštite od statičkog elektriciteta. Pri tome se uzimaju u obzir značajke tehnološkog procesa, svojstva obrađenih materijala i tekućina.

Prvo, trajno uklanjaju statički elektricitet pomoću uzemljenja. Tako, na primjer, ako je film na metalnoj osovini, a osovina je uzemljena, naboj će teći prema zemlji i neće biti pražnjenja. Kako bi se uklonio statički elektricitet, kućišta opreme su uzemljena.

Avioni imaju metalne sajle pričvršćene za stajni trap i dno trupa, što omogućuje uklanjanje statičkog naboja koji nastaje tijekom leta.

Za uklanjanje statičkog naboja s karoserije automobila, na dno je pričvršćena električki vodljiva traka koja se naziva "antistatičko sredstvo". Ako vozač pri izlasku iz automobila primijeti da tijelo iskri, mora isprazniti tijelo dodirivanjem metalnim ključem. To se mora učiniti posebno prije punjenja automobila benzinom. Za osobu, iscjedak u ovom slučaju nije opasan.

Za dielektrične tekućine, na primjer, za naftne proizvode, posebni aditivi se uvode u glavni proizvod (kromov eleat, kobaltov eleat itd.) Za sve dielektrične tekućine (benzin, alkohol itd.) Prskanje i prskanje su ograničeni. Punjenje spremnika mlazom koji slobodno pada s visine nije dopušteno. Odvodno crijevo mora biti spušteno do samog dna spremnika. Krajevi odvodnih crijeva moraju biti uzemljeni savitljivim bakrenim vodičem. Gumiranim crijevima za prepumpavanje zapaljivih tekućina dodaju se aditivi (antistatičke tvari poput grafita, čađe) čime se smanjuje opasnost od paljenja kod pretakanja u cestovne i željezničke cisterne. Prilikom ispuštanja benzina na benzinskoj postaji, cisterna za gorivo se dodatno uzemljuje.

Kako bi se smanjio učinak statičkog elektriciteta, pokušavaju se koristiti materijali s većom električnom vodljivošću ili uvoditi antistatičke aditive. Dakle, antistatički linoleum se koristi za podove. Antistatička obrada tepiha i sintetičkih tkanina provodi se redovito. Bolje je izraditi kontaktne predmete od istog materijala. Stoga je polietilenski prah bolje skladištiti u plastičnim bačvama.

Vlažan zrak ima dovoljnu električnu vodljivost. Stoga ovlaživanje zraka, primjerice, u uredima u kojima ima mnogo računala i uredske opreme, može biti jedna od jednostavnih i pristupačnih metoda uklanjanja statičkog elektriciteta. Vlažnost zraka veća od 70% osigurava stalno uklanjanje statičkog naboja.

Postoji još jedan način uklanjanja statičkog naboja - ionizacija zraka. Kada ionizator radi, njegovi ioni neutraliziraju naboje statičkog elektriciteta. Proizvodni pogoni koriste snažne ionizatore zraka različitih izvedbi (indukcija, visoki napon, zračenje). Pomoću kućnih ionizatora uklanjaju naboje na odjeći, tepisima i sintetičkim presvlakama.

Uklanjanje statičkog elektriciteta s osobe u proizvodnji provodi se postavljanjem elektrovodljivih podova, platformi i ljestava. Osiguravaju se osobnom zaštitnom opremom - antistatičkim ogrtačima, cipelama s kožnim potplatom ili potplatom od vodljive gume.

Kod kuće možete ovlažiti zrak tako da na radijatore stavite mokre ručnike. Možete koristiti različite antistatike za tijelo, za tkanine, da se suknja ne lijepi za noge, da džemper ne pukne ili ne iskri kad ga skinemo. Za svoju kosu možete odabrati češalj od drveta, a ako je češalj od plastike možete koristiti vodu, ružino ulje, lavandu i svašta možete naći ako želite svojoj kosi dati ljepotu i sjaj za svoju radost.

Najnoviji savjeti iz rubrike Znanost i tehnologija:

Je li vam ovaj savjet pomogao? Možete pomoći projektu tako što ćete donirati bilo koji iznos po vlastitom nahođenju za njegov razvoj. Na primjer, 20 rubalja. Ili više:)