Każdy zna pojęcie elektryczności statycznej ze szkolnych lekcji fizyki. Elektryczność statyczna powstaje, gdy na przewodnikach i powierzchniach różnych obiektów powstają ładunki. Powstają one w wyniku tarcia powstającego podczas kontaktu przedmiotów ze sobą.
Spis treści
Co to jest elektryczność statyczna?
Wszystkie substancje składają się z atomów. Atomy zawierają jądro, wokół którego w równej liczbie rozmieszczone są elektrony i protony. Mogą one przemieszczać się z jednego atomu do drugiego. W trakcie ruchu tworzą się jony ujemne i dodatnie. Brak równowagi między nimi powoduje statykę. Ładunek statyczny protonów i elektronów w atomie jest taki sam, ale mają one różne polaryzacje.
Statyka występuje w życiu codziennym. Wyładowanie statyczne może wystąpić przy niskim natężeniu prądu, ale wysokim napięciu. W tym przypadku nie ma zagrożenia dla ludzi, ale wyładowanie jest niebezpieczne dla urządzeń elektrycznych. Podczas rozładowywania uszkodzeniu ulegają mikroprocesory, tranzystory i inne elementy obwodów.
Przyczyny powstawania elektryczności statycznej
Elektryczność statyczna powstaje w następujących warunkach:
- dwa różne materiały stykające się ze sobą lub oddalające się od siebie
- nagłe zmiany temperatury;
- Promieniowanie, promieniowanie UV, promieniowanie rentgenowskie;
- obsługa maszyn do cięcia papieru i maszyn tnących.
Statyka często występuje podczas lub przed burzami. Chmury burzowe wytwarzają ładunki elektrostatyczne, ponieważ przemieszczają się w powietrzu nasyconym wilgocią. Wyładowania występują pomiędzy chmurą a ziemią, pomiędzy poszczególnymi chmurami. Pręty odgromowe pomagają odprowadzić ładunek do ziemi. Chmury piorunów wytwarzają potencjał elektryczny na przedmiotach metalowych, powodując lekkie porażenie przy ich dotknięciu. Uderzenie nie jest niebezpieczne dla ludzi, ale silna iskra może spowodować zapalenie się niektórych przedmiotów.
Każdy mieszkaniec wielokrotnie słyszał trzeszczący dźwięk, który można usłyszeć po zdjęciu ubrania, uderzenie samochodu. Jest to konsekwencją pojawienia się zjawisk statycznych. Ładunki elektryczne można odczuć podczas cięcia papieru, czesania włosów, nalewania benzyny. Wolne opłaty towarzyszą człowiekowi wszędzie. Używanie różnych urządzeń elektrycznych zwiększa częstość ich występowania. Występują one podczas przetaczania i kruszenia produktów stałych, podczas pompowania lub przelewania cieczy palnych, podczas przewożenia ich w zbiornikach, podczas nawijania papieru, tkanin i folii.
Ładunek powstaje w wyniku indukcji elektrycznej. W suchych porach roku na metalowych karoseriach samochodów powstają duże ładunki elektryczne. Ekran telewizora lub monitora komputerowego może być ładowany przez wiązkę wytwarzaną w kineskopie.
Szkody i korzyści związane z elektrycznością statystyczną
Ładunek statyczny był wypróbowywany przez wielu naukowców i wynalazców. Powstały uciążliwe maszyny, których użyteczność była niewielka. Odkrycie przez naukowców wyładowań koronowych okazało się przydatne. Jest on szeroko stosowany w przemyśle. Ładunek elektrostatyczny jest wykorzystywany do malowania skomplikowanych powierzchni i oczyszczania gazów z zanieczyszczeń. Wszystko to jest dobre, ale istnieją liczne problemy. Wstrząsy elektryczne mogą być bardzo silne. Czasami mogą uderzyć ludzi. Może się to zdarzyć w domu lub w miejscu pracy.
Uszkodzenia spowodowane elektrycznością statyczną powstają w wyniku wstrząsów o różnym natężeniu podczas zdejmowania syntetycznej skakanki, wysiadania z samochodu, włączania i wyłączania robota kuchennego i odkurzacza, laptopa i kuchenki mikrofalowej. Wstrząsy te mogą być szkodliwe.
Powstaje elektryczność statyczna, która wpływa na układ sercowo-naczyniowy i nerwowy. Trzeba się przed tym chronić. Również sam człowiek jest często nośnikiem ładunków. Gdy urządzenia elektryczne stykają się z ich powierzchniami, ulegają one naelektryzowaniu. Jeśli jest to urządzenie pomiarowe i kontrolne, może się zepsuć.
Prąd wyładowczy wnoszony przez ludzi niszczy połączenia, rozrywa ścieżki mikroukładów i swoim ciepłem niszczy warstwę tranzystorów polowych. W rezultacie obwód staje się bezużyteczny. W większości przypadków nie dzieje się to natychmiast, lecz na dowolnym etapie pracy narzędzia.
W firmach zajmujących się przetwarzaniem papieru, tworzyw sztucznych i tekstyliów materiały często nie zachowują się prawidłowo. Sklejają się ze sobą, przylegają do różnych typów sprzętu, są odpychane, zbierają na sobie dużo kurzu i nie są prawidłowo nawijane na szpule lub bębny. Winowajcą jest wytwarzanie ładunków elektrostatycznych. Dwa ładunki o tej samej polaryzacji odpychają się wzajemnie. Inne, z których jedna jest naładowana dodatnio, a druga ujemnie, przyciągają się. Materiały naładowane zachowują się w ten sam sposób.
W drukarniach i innych miejscach, gdzie w pracy stosowane są łatwopalne rozpuszczalniki, może dojść do pożaru. Dzieje się tak, gdy operator ma na sobie buty z przewodzącymi podeszwami, a sprzęt nie jest prawidłowo uziemiony. Możliwość zapłonu zależy od następujących czynników
- rodzaj zrzutu;
- moc wyładowania;
- źródło wyładowań elektrostatycznych
- energia;
- obecność rozpuszczalników lub innych płynów łatwopalnych w pobliżu.
Wyładowania mogą być iskrowe, szczotkowe i ślizgowe. Wyładowania iskrowe są emitowane przez człowieka. Iskry karkowe występują na spiczastych częściach sprzętu. Jego energia jest tak niska, że praktycznie nie stwarza zagrożenia pożarowego. Wyładowanie szczotkowe ślizgowe występuje zarówno w przypadku arkuszy syntetycznych, jak i materiałów zwiniętych, w których ładunki po obu stronach wstęgi są różne. Stwarza ono takie samo zagrożenie jak wyładowanie iskrowe.
Zdolność do uderzania jest istotnym zagadnieniem dla specjalistów ds. bezpieczeństwa. Jeśli człowiek trzyma się kołowrotka i sam znajduje się w strefie napięcia, jego ciało również zostanie naładowane. Aby rozładować ładunek, należy zawsze dotykać ziemi lub uziemionego sprzętu. Dopiero wtedy ładunek trafi do ziemi. Osoba ta zostanie jednak silnie lub słabo porażona prądem. Powoduje to odruchowe ruchy, które czasami prowadzą do urazów.
Długotrwała ekspozycja na naładowany obszar prowadzi do drażliwości, utraty apetytu i problemów ze snem.
Pył jest usuwany z miejsca pracy za pomocą wentylacji. Gromadzi się on w rurach i może ulec zapłonowi w wyniku statystycznego wyładowania iskrowego.
Jak usunąć elektryczność statyczną z człowieka
Najprostszym sposobem ochrony jest uziemienie sprzętu. W środowiskach przemysłowych używa się do tego celu ekranów i innych urządzeń. W przypadku cieczy stosuje się specjalne rozpuszczalniki i dodatki. Aktywnie stosuje się rozwiązania antystatyczne. Są to substancje o małej masie cząsteczkowej. Molekuły antystatyczne łatwo się przemieszczają i reagują z wilgocią zawartą w powietrzu. Ze względu na tę właściwość, statyka jest usuwana z osoby.
Jeżeli obuwie operatora ma podeszwy przewodzące prąd, musi on zawsze dotykać podłoża. W takim przypadku nie można zatrzymać ucieczki prądu statycznego do ziemi, ale osoba zostanie silnie lub słabo porażona. Efekty działania elektryczności statycznej można odczuć po przejściu po dywanach i wykładzinach. Kierowcy doznają porażenia prądem przy wysiadaniu z samochodu. Łatwo jest pozbyć się tego problemu: wystarczy dotknąć drzwi ręką, siedząc. Ładunek zostanie odprowadzony do ziemi.
Dobrym pomysłem jest przeprowadzenie jonizacji. Można to zrobić za pomocą listwy antystatycznej. Posiada wiele igieł wykonanych ze specjalnych stopów. Prąd o napięciu 4-7 kV spowoduje, że powietrze wokół niego eksploduje na jony. Stosuje się również noże pneumatyczne. Są to listwy antystatyczne, przez które wdmuchiwane jest powietrze i które oczyszczają powierzchnię. Ładunki statyczne są aktywnie generowane podczas rozpylania cieczy o właściwościach dielektrycznych. Dlatego, aby ograniczyć wpływ elektronów, nie można pozwolić, aby spadający strumień opadał.
Zaleca się stosowanie antystatycznego linoleum na podłodze oraz częstsze czyszczenie za pomocą domowych detergentów. W firmach zajmujących się obróbką tekstyliów lub papieru problem unikania elektryczności statycznej rozwiązuje się poprzez zwilżanie materiałów. Zwiększona wilgotność powietrza zapobiega gromadzeniu się szkodliwych ładunków elektrycznych.
Aby usunąć elektryczność statyczną, należy:
- nawilżają powietrze w pomieszczeniu;
- traktować dywany i wykładziny antystatycznie;
- wycierać fotele samochodowe i pomieszczenia za pomocą ściereczek antystatycznych;
- Częściej nawilżaj skórę;
- unikać odzieży z tworzyw sztucznych;
- Należy nosić buty o skórzanej podeszwie;
- zapobiega elektryzowaniu się bielizny po praniu.
Dobrze nawilżać atmosferę za pomocą roślin domowych, czajników do gotowania i specjalnych urządzeń. Związki antystatyczne są dostępne w domowych środkach czyszczących. Są one rozpylane na dywan. Antystatyk można zrobić samemu. Weź 1 nakrętkę płynu do płukania tkanin i przelej ją do butelki. Następnie pojemnik jest napełniany czystą wodą, którą spryskuje się powierzchnię dywanu. Chusteczki nasączone środkiem antystatycznym neutralizują ładunki na tapicerce siedzenia.
Nawilżaj skórę balsamem po kąpieli pod prysznicem. Ręce są wycierane kilka razy dziennie. Ubrania należy zmienić na naturalne. Jeśli są naładowane, należy je zabezpieczyć środkami antystatycznymi. Zaleca się noszenie butów ze skórzaną podeszwą lub chodzenie po domu boso. Zaleca się wysypanie ¼ szklanki sody oczyszczonej na ubrania przed praniem. Usuwa to wyładowania elektryczne i zmiękcza tkaninę. Ocet (¼ filiżanki) można dodać do pralki podczas płukania bielizny. Najlepiej jest suszyć pranie na świeżym powietrzu.
Wszystkie powyższe środki pomagają neutralizować problemy związane z elektrycznością statyczną.
Powiązane artykuły:
