Хората постоянно се сблъскват със статично електричество или по-скоро с неговите прояви (в апартамента, в колата, на работа и т.н.). Въпреки това, не много от нас сериозно се замислиха за естеството на неговото възникване, физически свойства, характеристики, средства за защита срещу статично електричество. Тази статия е посветена на намирането на отговори на тези въпроси.
Какво е статично електричество
За молекула или атом на всяко вещество равновесното състояние е нормално, т.е. броят на положителните (протони) и отрицателните (електрони) частици в един атом е еднакъв. Но електроните на едно вещество могат лесно (за различни материали по различни начини) да се преместят от един атом в друг, като по този начин образуват положителен (липсващ електрон) или отрицателен (излишен електрон) заряд на атома. Именно този дисбаланс в атомите и молекулите образува статично електрическо поле. Такива полета са нестабилни и се разреждат при първа възможност.
ГОСТ 17.1.018-79 „Статично електричество. Искробезопасно" тълкува термина "статично електричество" като способността на свободните електрически заряди да възникват, да се задържат и да се отпускат в обема и на повърхността на полупроводници и диелектрици.
Задължителен "спътник" на статично поле е сухият въздух. При влажност над 80% такива полета почти никога не се образуват. водата е отличен проводник и не позволява излишното електричество да се натрупва върху повърхността на материалите.
Източници на статично поле и причини за генерирането му
Всички помним от училищния курс по физика опита с ебонитов прът или пластмасов гребен и парче вълнен плат. След като потърка пръчката с кърпа, тя успя да привлече фино нарязани парчета хартия към себе си.
Триенето между две повърхности е най-често срещаният източник на статично поле. Не е необходимо двата материала да се трият един в друг. Статично поле може да възникне при единичен контакт, например в случай на навиване / развиване на платнена лента.
Също така, източниците на генериране на статично поле могат да бъдат:
- Резки температурни промени;
- Високо ниво на радиация.
Статичното поле може да бъде "самопридобито" и "предизвикано", т.е. получени от друг силно електрифициран обект без пряк контакт с него. Този метод на "принудително наелектризиране" се нарича индукция.
Всички добре знаем за електрическото пращене при събличане на връхните дрехи или за "токовия удар" от купето на автомобила. Наблюдаваме и често изпитваме ефекта на статични разряди при сресване на коса, рязане на хартия, наливане на бензин и др.
Предпоставка за генериране на статично електрическо поле е наличието на магнитни полета. По този начин трябва да се каже, че безплатните такси ни заобикалят постоянно. Но това не е достатъчно за човек и той активно използва огромен брой различни електрически устройства в ежедневието и работата си, като по този начин само увеличава общата „електрическа интензивност“ на околната среда.
Обхват на използване
Електростатични устройства и устройства, чийто принцип се основава на триене, не можеха да напуснат лабораторните рафтове и класните стаи, където се използват главно като демонстрационен материал.
Опитите да се използват статични полета за генериране на електрически ток също не донесоха особен успех. Генераторите на Ван дер Грааф и Феличи, създадени през 30-те и 40-те години на миналия век, също не намериха широко приложение, т.к. това оборудване беше доста обемисто.
Освен това тяхната експлоатация и поддръжка бяха много скъпи.
Много полезно от гледна точка на промишлените приложения беше откритието на коронния разряд, който се използва широко в различни индустрии. По-специално, с негова помощ е възможно да се пречистват газовете от различни примеси и да се нанася боя върху повърхност с всякаква конфигурация.
Проблеми, свързани със статично електричество
Днес се обръща много повече внимание на проблемите, които са пряко следствие от натрупания електростатичен стрес. Електрически удари с различен капацитет могат да засегнат човек, както у дома, така и на работното място.
Например, пуловер от синтетична тъкан, в резултат на триене с облегалката на стола или с материала на горното облекло, може да натрупа секрет, който ще се „почувства“, когато се свали. Той бие много по-силно, когато докосне купето на автомобила, което се наелектризира от триене във въздуха.
Всяко електрическо устройство, било то кухненски робот, лаптоп, компютърен монитор или прахосмукачка, задължително носи електростатичен заряд, който „охотно“ преминава в човек при контакт. Такъв „преход“ може да причини или да не причини болка, но определено е вреден за човешкия организъм.
Учените отдавна са доказали, че излагането на енергията на статичното електричество е опасно за човешкото здраве, по-специално за сърдечно-съдовата и централната нервна система.
защита
В споменатия по-горе GOST методите за защита срещу влиянието на статични полета са разгледани подробно, най-простият от които е надеждното заземяване на оборудването.
Какво може да се направи, за да се защитят помещенията на частна къща и промишлени помещения от статични полета?
Видео: как да се отървете от статичното електричество.
https://www.youtube.com/watch?v=ls-hBlqJu9Y
За защита на хората и високопрецизното оборудване от ефектите на статичното електричество в производството се използват специални екрани и други електромеханични устройства. За потискане на електрифицирането в течните полимери се използват специални добавки и разтворители. Широко използван като защита срещу статично електричество в ежедневието и при производството на различни антистатични средства.
Това са химикали с ниско молекулно тегло, което позволява на техните молекули да се движат лесно и освен това да реагират с атмосферната влага. Комбинацията от тези характеристики им позволява да разпръснат огнищата на статични полета и да премахнат статичното напрежение от човек.
Статично електричество- това е набор от явления, свързани с възникването и запазването на свободен електрически заряд на повърхността и в обема на диелектрици, полупроводници или изолирани проводници (стат. ел. се свързва с появата на електростатични полета, т.е. полета на стационарни електрически заряди).
Ефектът на статичното електричество върху човешкото тяло се проявява:
Или под формата на слаб, продължителен ток;
Или под формата на краткотрайно изхвърляне през човешкото тяло;
Електрическото поле с повишен интензитет също има вредно въздействие върху човешкото тяло. . Той причинява функционални промени в централната нервна, сърдечно-съдовата и някои други системи на тялото.
В допълнение към човешкото въздействие, статичното електричество може да наруши технологичните процеси, да повлияе на електронните устройства и да причини експлозии.
При производствени условия натрупването на заряди от статично електричество възниква в следните случаи:
1. При наливане на наелектризиращи течности (бензен, бензин, алкохол) в незаземени резервоари.
2. По време на потока на течности през изолирани от земята тръби.
3. При напускане на дюзите на втечнени или сгъстени газове.
4. При транспортиране на течности в незаземени резервоари и варели.
5. При филтриране през порести прегради или мрежи.
6. При преместване на праховъздушни смеси в незаземени тръби и апарати.
7. В процеса на смесване на вещества в смесители.
8. При обработка на пластмаси (диелектрици) на металорежещи машини и ръчно.
9. В ремъчни предавки по време на триене на ремъци върху шайби.
Защитата от статично електричество се осъществява в две посоки:
1. Намаляване на генерирането на електрически заряди.
2. Елиминиране на образуваните заряди от статично електричество.
За да се реализира първата посока, е необходимо правилно да се изберат структурните материали, от които е направено технологичното оборудване. Тези материали трябва да са слабо електролизируеми или неелектролизируеми.
За да се реализира второто направление, оборудването трябва да бъде заземено, както и да се намали съпротивлението на обработваните материали. Намаляването на съпротивлението се постига:
Повишаване на относителната влажност до 70%;
Добавяне на антистатици към обработваните материали;
Въвеждането на електропроводими материали (графит, въглеводородни влакна, алуминиев прах) в състава на твърдите диелектрици.
Основните начини за премахване на опасността от статично електричество са:
♦; надеждно заземяване на оборудване, комуникации, съдове (съпротивлението на такова заземяване трябва да бъде не повече от 100 ома).
♦ намаляване на специфичното (обемно) съпротивление на материалите чрез повишаване на влажността или използване на антистатични добавки (антистатици);
♦ йонизация на въздуха или околната среда;
♦ предотвратяване на създаването на експлозивни концентрации, намаляване на скоростта на движение на течността и дължината на продуктопроводите, използване на по-малко запалими и експлозивни вещества.
♦ използване на лични предпазни средства (проводими обувки).
Личните предпазни средства срещу статично електричество включват електростатични престилки и специални (проводими) обувки, често зашити с медна жица, чиито подметки са изработени от кожа или проводяща гума, памучно облекло, както и антистатични гривни, парапети и перила.
Също така е възможно да се постигне намаляване на броя на генерираните заряди чрез промяна на технологичния режим на обработка на материалите (намаляване на скоростите на обработка, транспортиране и източване на диелектрични течности, намаляване на силите на триене).
При пълнене на резервоари с насипни вещества или течни диелектрици е необходимо да се използват релаксиращи капацитети на входа им, най-често под формата на заземен участък от тръбопровод с увеличен диаметър, който гарантира, че целият заряд от статично електричество се оттича към земята .
Получените заряди от статично електричество се елиминират най-често чрез заземяване на електропроводимите части на производственото оборудване. Съпротивлението на такова заземяване трябва да бъде не повече от 100 ома.
Ако заземителното устройство не е възможно, се практикува повишаване на относителната влажност на въздуха в помещението.
Могат да се предприемат мерки за увеличаване на обемната проводимост на диелектрика, например към него се добавят графит, ацетиленови сажди, алуминиев прах и към течните диелектрици се добавят специални добавки.
За редица машини и агрегати са намерили приложение неутрализатори на статично електричество (коронен разряд, радиоизотопни, аеродинамични и комбинирани). Във всички видове тези устройства чрез йонизиране на въздуха в близост до конструктивен елемент, който акумулира заряд от статично електричество, се образуват йони, включително и такива със знак, обратен на този на заряда, което предизвиква неговата неутрализация.
Излагане на електростатично поле (ESF)- статично електричество - на човек е свързано с протичането на слаб ток през него (няколко микроампера). В този случай никога не се наблюдават електрически наранявания. Въпреки това, поради рефлексната реакция на тока (рязко отстраняване от зареденото тяло), е възможно механично нараняване при удар в съседни конструктивни елементи, падане от височина и др.
Изследването на биологичните ефекти показа, че най-чувствителни към електростатичното поле са централната нервна система, сърдечно-съдовата система и анализаторите. Хората, работещи в зоната на експозиция на ESP, се оплакват от раздразнителност, главоболие, нарушения на съня.
Максимално допустимото ниво на интензитет на ESP е 60 kV/m за 1 ч. Ако интензитетът е по-малък от 20 kV/m, времето, прекарано в ESP, не се регулира.
Мълниезащита
Атмосферно статично електричество (гръмотевична буря).Земята е заобиколена от електрическо поле и е заредена отрицателно.
Светкавица- това е специален вид електрически ток, преминаващ през огромни въздушни междини. Източникът на този ток е атмосферният заряд, натрупан от гръмотевичния облак.
Скоростта на мълнията достига 100 000 km/s, а силата на тока в нея е до 200 000 A. Температурата на мълнията е много висока. Ширината на канала за мълниеотвод достига 70 см.
Поради бързото разширяване на въздуха, нагрят в канала на мълнията, се чува гръм.
Има три вида въздействие на тока на мълния:
Директно попадение;
Вторично въздействие на заряд от мълния;
И дрейфа на високи потенциали (напрежения) в сградите.
При директен разряд на мълния в сграда може да възникне нейното механично или термично разрушаване. При термично въздействие се наблюдава разтопяване или изпаряване на строителните материали.
Вторичният ефект на мълния е индуцирането на електрически ток в затворени проводими вериги (тръбопроводи, електрическа инсталация и др.), разположени вътре в сградите. Тези токове могат да предизвикат искрене или нагряване на метални конструкции, което може да причини пожар или експлозия в помещения, където се използват запалими или експлозивни вещества.
Същите последствия могат да бъдат причинени от дрейфа на високи потенциали (напрежения) в сградата по всички метални конструкции, свързани с нея отвън, под действието на мълния.
Високите обекти (тръби, мачти, електропроводи) са най-податливи на повреда. Светкавиците обикновено удрят високи места, изолирани дървета и оборудване. Опасно е да сте във или близо до водата по време на гръмотевична буря, не можете да поставите палатки близо до самата вода.
Мълниезащитата е важен проблем за безопасността.
Мълниезащита - Това е система от защитни устройства и мерки, използвани в промишлени и други съоръжения за защита от разрушения, аварии и пожари при удар на мълния.
Физическата същност на мълниезащитата е да насочи потока от електричество през специален проводник - гръмоотвод от защитения обект към земята за по-нататъшно разпространение на тока.
Нормативният документ, в съответствие с който се определят мерките за мълниезащита, е "Инструкция за монтаж на мълниезащита на сгради и конструкции" RD 34.21.122-87.
Според степента на защита на сградите и конструкциите от въздействието на атмосферното електричество мълниезащитата се разделя на три категории.
Сградите и конструкциите, класифицирани като I и II категория на мълниезащита, трябва да бъдат защитени от директни удари на мълния, вторични прояви на мълния и висок потенциален дрейф през наземни (надземни) и подземни метални комуникации.
Всеки човек на земята се е сблъсквал с природно явление, когато при напускане на кола получава токов удар. Или при галене на котка се чува пращене и се усеща изтръпване на върховете на пръстите. И в тъмното се виждат светещи пътеки зад ръцете. Това явление се нарича статично електричество.
Получава се, когато на повърхността на обект се натрупа заряд. Това се случва, когато вътрешноатомното или молекулярното равновесие е нарушено.
В резултат на това се получава загуба или придобиване на електрон. Електронният баланс се нарушава и йоните придобиват положителен или отрицателен заряд.
Експериментите със статично електричество са известни на всеки ученик, когато показаха експеримент с ебонитна пръчка и парчета хартия.
причини
Условията за възникване на потенциал върху предметите е сухотата на въздуха. При 80% влажност този природен феномен не се случва.
- Когато един обект докосне друг. Потенциал възниква след раздялата им. Триене, навиване / развиване на изкуствени материали, триене на купето на автомобила във въздуха и др.;
- В резултат на бърза промяна на температурата. И така, статично електричество възниква върху предмети, когато се поставят в загрята фурна;
- Радиация и ултравиолетова радиация, рентгенови лъчи рентгенови лъчи, силно електромагнитно и електрическо поле;
- Упътване - има електрическо поле, причинено от заряд. Потенциалът възниква при обработката на листови или ролкови материали. Феноменът възниква в момента на отделяне на материала от повърхността. Този ефект може да възникне при преместване на един слой спрямо друг. Този процес все още не е напълно разбран. Може да се сравни с разделянето на плочите на кондензатор. В този случай механичната енергия се преобразува в електрическа.
Способността на предметите да натрупват заряди има отрицателен ефект върху превозните средства. Ако не вземете никакви мерки, може да възникне повреда и повреда.
Опасността от явлението
Особено застрашени от повреда са електрониката и всички механизми, които използват електронни блокове за управление. В опасни от пожар и експлозия индустрии в резултат на разряда възникват искри.
Те могат да причинят пожар или експлозия. Защитата срещу статично електричество може напълно да елиминира или значително да намали риска от авария. Основната опасност е появата на електрически разряд.
Натрупването на заряд се улеснява от сух въздух и стоманобетонни стени на сгради и съоръжения. Полярността на заряда може да бъде положителна или отрицателна.
При работещи устройства, които имат въртяща се ролка със задвижващи ремъци, зарядът може да достигне 25 000 волта. При сухо време върху каросерията на автомобила може да се натрупа електростатично електричество от 10 000 волта.
А човек, който върви по килима с вълнени чорапи, е в състояние да натрупа до 6000 волта. Дори в домашни условия напрежението на статичното електричество може да достигне значителни стойности.
Въпреки това, той не е в състояние да причини значителна вреда на човек поради недостатъчна мощност. Токът, протичащ през човек, е само част от милиампера.
В природата такова явление може да натрупа огромни стойности и се проявява в мълниеносни разряди. С освобождаването на големи мощности, които са способни да произведат значителни разрушения.
Средства за защита в битова среда
За да се намали въздействието върху хората, се използва система за защита срещу вредното въздействие на статичното напрежение.
В битови условия най-ефикасното средство е повишаването на влажността на въздуха с помощта на овлажнител. Това не само елиминира появата на стрес върху обекти.
Но също така намалява образуването на прах в помещението. Намаляването на статичното електричество и праха в стаята е дневник за деца с алергии.
Методи за защита в производствените предприятия
За да се осигури защита срещу статично електричество в производството, се използват следните методи:
- Разработване на специални методи на технологичния процес, изключващи натрупването на заряд на работното място;
- В промишлени помещения създавайте микроклимат;
- При обработката на гащеризони и подове в помещението се използват вещества с определени физични и химични свойства, които могат да облекчат напрежението от материалите.
- Това се прави, за да се осигурят мерки за сигурност. Вредата от статичното електричество върху технологичното оборудване се намалява с помощта на "Фарадеева клетка".
Това е корпус, изработен от фина мрежа, който е свързан към земята. По същия начин кабелите са екранирани, предпазвайки ги от вредни въздействия.
Видове изхвърляния
Има няколко вида изхвърляне:
- Искров разряд. Появата на искра между два обекта. Например корпус от оборудване и човек. Ако мощността на разреждане е висока, тогава има голяма вероятност от запалване в присъствието на разтворители или бензинови пари във въздуха;
- Изпускане на четка. Възниква, когато зарядите се концентрират в острите ъгли на оборудване с диелектрични свойства. Той има по-малко енергия и не представлява такава опасност като искров разряд;
- Плъзгащ се разряд. Среща се върху листови или ролкови материали с високо съпротивление. Това явление възниква в момента на триене или пръскане на праховото покритие. Може да се сравни с разреждането на обикновен кондензатор. И сравнете с искров разряд със същите последствия.
Допълнителни предпазни мерки
Отчитайки негативните последици, предприятията прилагат специални мерки, които изключват източници на статично електричество. Работническите гащеризони са обработени за отстраняване на статично електричество, което елиминира появата на искри от облеклото.
В допълнение към създаването на условия, при които се намалява натрупването на заряди, мощните йонизатори на въздуха се използват за защита от статично електричество.
Такива устройства имат неоспорими предимства. Подобряване на аероионния състав на въздуха в помещенията. Това помага да се намали натрупването на заряди върху облеклото на обслужващия персонал, синтетичните килими и оборудването.
Приложение в индустрията
Използването на статично електричество в промишлеността не е намерило широко приложение. Най-често нещата не надхвърляха лабораторните инсталации. Следователно всички инструменти са използвани единствено за демонстриране на примери за статично електричество в природата.
Коронните разряди са намерили приложение в промишлени инсталации. С тяхна помощ въздушните смеси се пречистват от примеси. Създадени са и инсталации за боядисване, които използват статично електричество. Това прави възможно боядисването на сложни повърхности с най-малка загуба на боя.
Човешко въздействие
Сблъскваме се с този природен феномен не само в предприятията. Най-често статичното електричество се наблюдава в ежедневието.
При събличане се чува пращене и се виждат искри от разряда, а косата на главата не може да се разресва. Тези такси се отразяват неблагоприятно на състоянието на хората. Ефектът от подобни полета върху човешкото здраве и имунната система не е напълно изяснен.
Въпреки това може да се каже, че престоят в апартамент, където има статично електричество, има отрицателен ефект върху човек. Основните нарушения могат да бъдат отбелязани:
- Има нарушения в централната нервна система, които са придружени от вазоспазъм и високо кръвно налягане;
- Постоянни главоболия;
- Раздразнителност и емоционална възбудимост;
- Появяват се нарушения на съня и апетитът изчезва;
- Появява се фобия - страх от получаване на освобождаване от отговорност, което е придружено от болезнени усещания.
Ето защо е много важно да познаваме методите за защита срещу статично електричество в ежедневието. За това се използват техники като заземяване на всички електрически уреди.
Използване на битови овлажнители на въздуха. Редовно извършвайте мокро почистване на апартамента, за предпочитане сутрин и вечер.
За да се гарантира отстраняването на статичното електричество от синтетичните тъкани, те се третират с антистатични течности. Всеки трябва да е наясно с опасностите от продължителното пребиваване на полето и да използва ESD защитно оборудване.
Съществуването на човек в определена среда е свързано с въздействието върху него (и върху околните условия) на електромагнитни полета. Какъв извод може да се направи при наличието на недвижими такси? И така, говорим за електростатични полета.
Основна опасност
В този случай нервната система на хората е под голям стрес. Това се дължи на факта, че електрическите полета от излишното количество заряди засягат тялото, дрехите и предметите. Сърдечно-съдовата система на тялото също реагира на тези явления.
основна информация
Какво е статично електричество? Това се случва, когато има нарушение на вътрешномолекулното или атомното равновесие. Това се дължи на загуба или печалба на електрон. Обикновено атомът се характеризира с равновесно състояние. Това се дължи на еднакъв брой отрицателни и положителни частици. Говорим за електрони и протони. Първите лесно се преместват от един атом в друг. В този случай се образуват отрицателни и положителни йони. По този начин се появява статично електричество, когато възникне такъв дисбаланс.
Основните причини за появата
Статичното електричество може да възникне под въздействието на редица фактори, сред които са следните:
Повече за опасностите
Електрификацията на различни материали може да представлява заплаха за хората. В тази връзка всеки трябва да знае правилата за защита от статично електричество. Основната опасност се крие във възможността за искров разряд. Това се отнася както за изолиран проводящ обект, така и за електрифицирана повърхност.
Възможност за освобождаване от отговорност
Това се случва, когато интензитетът на съответното поле върху повърхността на проводника или диелектрика (поради натрупването на заряди върху тях) достигне критична стойност. Последният понякога се нарича punchy. Тази стойност за въздуха е приблизително 30 kV/m.
Други опасности
Поради искровите разряди горимите смеси могат да се запалят. Това ще се случи, когато освободената енергия е по-голяма от тази, която е допринесла за началото на пожара. Има и общ смисъл. Тази енергия трябва да бъде по-висока от минималния подобен параметър на запалване на горимата смес.
Възможни последствия
Защо трябва да знаете основните правила за защита от статично електричество? В някои случаи от въздействието му могат да възникнат нежелани нервни и болезнени усещания. Понякога това води до неволно рязко движение на човек. В резултат на това той може да получи механични наранявания. В този случай собственото статично електричество на човека играе важна роля.
Контролни функции
Има съответен GOST. Статичното електричество наистина може да бъде изключително опасно. За намаляване на рисковете са установени допустими нива на интензивност на съответните полета. Всичко това трябва да се контролира строго на работното място. Също така е необходимо да се спазват санитарните и хигиенните стандарти. Тези изисквания се отнасят за полета, които възникват поради електрифицирането на определени материали, както и по време на използване на инсталации. В последния случай се предполага високо постоянно напрежение. Тяхното спазване е основната защита срещу статично електричество. GOST определя допустимите нива на напрежение на работното място. Той също така съдържа общи изисквания за защитно оборудване и контрол. Що се отнася до допустимите нива на напрегнатост на електрическото поле, те се определят, като се вземе предвид времето, прекарано от служителите на работните им места.
Избор на правилните инструменти
Защитата срещу статично електричество може да бъде организирана по различни начини. На първо място, трябва да вземете предвид следното:
- Характеристики на технологичните процеси.
- Микроклиматът на помещенията.
- Физични и химични свойства на обработваните материали.
По този начин се разработва подход към организацията на мерките за сигурност. Премахването на статичното електричество може да се извърши по няколко начина:
- Елиминиране на образуваните заряди.
- Намаляване на интензивността им.
По отношение на последния случай отговорът на въпроса как да се премахне статичното електричество е следният: това се постига чрез намаляване на силата и скоростта на триене, увеличаване на проводимостта на материалите и разликите в съответните им свойства. Следват практически препоръки:
Най-ефективните методи
Зарядите могат да се генерират чрез пръскане, пръскане и пръскане на определени течности. В идеалния случай, когато такива явления са напълно елиминирани. Ако това не е възможно, тогава трябва поне да ги ограничите максимално. Например при пълнене на резервоари с диелектрични течности не може да се използва свободно падаща струя. В този случай дренажният маркуч се насочва по стената, за да се избегне пръскане. В идеалния случай, ако е възможно да го спуснете под нивото на течността. Колкото по-ниска е електропроводимостта на материалите, толкова по-висока е интензивността на образуване на заряд. По този начин е желателно да се увеличи предварително зададеният параметър на съществуващите елементи. Това може да стане чрез въвеждане на антистатични вендузи. Съответно, за покриване на подовете трябва да се използва специален линолеум. Извършването на периодично антистатично третиране на килими е силно желателно. Това важи и за синтетичните тъкани. Желателно е контактуващите вещества и предмети да са направени от подобни материали. В този случай контактното електрифициране също е изключено. Например полиетиленовият прах трябва да се съхранява във варели, направени от подобни материали. По-добре е да се транспортира и излива само с помощта на подходящ тръбопровод и маркуч. В някои случаи това не е възможно. Тогава е допустимо да се използват материали, които са близки по диелектрични свойства. Така че можем да направим малък извод, че за защита срещу статично електричество е необходимо да се използват слабо или неелектризиращи материали. Също така е необходимо да се стремим да елиминираме следните явления при работа с диелектрични течности:
- Пръскане.
- пръскане.
- пръскане.
- Триене.
Ако няма възможност за пълно елиминиране, тогава трябва поне да ги ограничите колкото е възможно повече.
Допълнителни начини
Влажният въздух е достатъчно проводим, за да преминат получените заряди през него. Така в подходяща среда те практически не се срещат. Въз основа на това овлажняването на въздуха е най-разпространеният и най-лесният начин за справяне със статичното електричество. Има и други методи за сигурност. Говорим за йонизация на въздуха. Това също е често срещан метод за справяне с електрически заряди. Факт е, че йоните допринасят за неутрализирането им. Те се произвеждат от специално устройство. Домакинският йонизатор има много предимства. На първо място, той допринася за подобряване на аероионния състав на въздуха в помещенията. Това елиминира електрическите заряди, които възникват върху дрехи, синтетични повърхности и килими. Що се отнася до производството, там се използват най-мощните йонизатори. Има различни дизайни. Най-разпространени обаче са електрическите йонизатори.
Статичното електричество възниква от запазването на зарядите в електростатично поле върху диелектрични материали. Влияе неблагоприятно върху човешкия живот и работата на електрическите устройства. Искрите от статично електричество допринасят за пожари и експлозии. Силата на енергията е напълно достатъчна за запалване на газово-въздушни смеси и прах.
Заряд от статично електричество може да се натрупа върху човешкото тяло, ако носи дрехи от вълна или химически влакна. Потенциална стойност от около 7 джаула не е опасна за хората, но може да причини конвулсии и мускулни контракции. А това от своя страна може да създаде условия за нараняване при работа, падане от високо и т.н.
Статичното електричество влияе неблагоприятно на функционирането на прецизни инструменти, радиокомуникации и причинява неизправности. Работниците, които са постоянно изложени на статично електричество, са по-склонни да страдат от сърдечно-съдови заболявания и заболявания на нервната система.
Само защитата срещу статично електричество може да намали до нула или напълно да предотврати появата на това негативно явление.
Източници на статично електричество
- Действието на различни лъчения.
- Внезапна промяна в температурата.
- Взаимодействието на телата едно с друго по време на движение.
Това явление има отрицателно въздействие и е опасно. Защитата срещу статично електричество ви позволява напълно да предотвратите или значително да намалите ефекта му.
В домашни условия често се появява статично поле върху животински косми, при сваляне на синтетични дрехи, разресване на косата, носене на гумени обувки, ходене по килим с вълнени чорапи, използване на пластмасови изделия.
Електростатичното поле не застрашава човешкия живот, по време на разреждането се генерира слаб ток, който не е в състояние да навреди твърде много на човешкото тяло. Може само да създаде някакво дискомфортно състояние. За да предотвратите този ефект, трябва да следвате само няколко прости правила: в мразовито и сухо време не галете животните, събличайте вълнените дрехи по-бавно или ги третирайте със специално съединение, използвайте дървен или метален гребен, когато разресвате коса.
Натрупването на електростатична енергия се улеснява от:
- Стоманобетонни стени на сградата.
- Твърде сух въздух.
За електронните устройства зарядът на електростатичното поле е най-лошият враг. Някои елементи на електронните устройства не са в състояние да издържат на високите напрежения, които възникват по време на разреждане. Сензорните елементи могат да се повредят или да влошат работата си.
Ако запалими течности станат обект на електрическо поле, това ще създаде условия за тяхното запалване. Тези течности могат да станат статично заредени, когато се транспортират в цистерни. Също така зарядът възниква от механизъм или човек, който се приближава до тях. Ето защо в промишленото производство, където има запалими течности, се обръща много внимание на заземяващото устройство за подвижни конструкции и механизми. За шиене на обувки и специално облекло в производството се използват и специални тъкани, които не са способни да натрупват електрически заряд.
Принцип на действие
Нека да разберем как се образува статичен заряд. В нормално състояние физическите тела имат еднакъв брой отрицателни и положителни частици. Благодарение на този баланс се създава неутрално състояние на тялото. Когато неутралното състояние е нарушено, тялото получава електрически заряд от един полюс.
Статиката е състоянието на тялото в покой, когато то е без движение. В веществото на тялото може да възникне поляризация, която се изразява в движение на заряди между части на тялото или от близък обект.
Веществата се наелектризират поради разделяне на тела, промени в зарядите по време на триене, рязка промяна на температурата и облъчване. Зарядите на електрическото поле са разположени на повърхността на тялото или отстранени от повърхността на разстояние, равно на междуатомното разстояние. Ако телата не са заземени, тогава зарядите се концентрират върху контактната зона, а при наличие на заземяване зарядът преминава в заземителния контур.
Процесите на натрупване на заряди и тяхното изтичане протичат едновременно. Тялото се наелектризира при условие, че получава по-голям заряд от енергия в сравнение с консумирания заряд. В резултат на това става ясно, че защитата срещу статично електричество трябва да отклони натрупаните заряди към заземяващия контур.
Количеството статично електричество
Всички физически вещества имат свои собствени характеристики в трибоелектричната скала, в зависимост от способността им да създават електрически заряди с различни полюси при триене. Основните такива вещества са показани на фигурата.
За да имате представа за размера на получените статични заряди, разгледайте няколко примера:
- Въртяща се макара със задвижващ ремък може да зарежда до 25 000 волта.
- Каросерията на автомобил, движещ се по сух път, може да бъде заредена с до 10 000 волта.
- Човек във вълнени чорапи, когато ходи по сух килим, е в състояние да натрупа заряд върху тялото до 6000 волта.
В резултат на това става ясно, че напрежението на електростатичното поле може да достигне значителни размери дори в ежедневието. Този заряд не причинява значителна вреда на човек поради ниската си мощност. Разрядът преминава през голямо съпротивление и се изчислява в няколко фракции от милиампера.
Влажността също намалява електростатичния заряд. Влияе върху стойността на потенциала на тялото при докосване с различни материали. Следователно може да се приложи защита срещу статично електричество.
В естествената среда има статично електричество, достигащо огромни стойности. Например, когато облаците се движат между тях, възникват големи енергийни потенциали, които се изразяват в мълниеносни разряди. Мощността на тези изхвърляния е напълно достатъчна, за да изгори дървена къща или да разцепи ствола на многогодишно дърво.
В домашни условия, по време на разряди на електростатично поле, човек усеща леко изтръпване на пръстите, виждат се искри от триенето на вълнени дрехи и работоспособността на човека намалява. Електростатичното поле влияе отрицателно на човешкото състояние, но не причинява очевидни щети.
Има измервателни уреди, които могат да измерят точно стойността на статичния потенциал на натрупания заряд върху човешкото тяло и върху тялото на всяко устройство.
ESD защита
Има различни методи за защита срещу разряди на електростатично поле, както в ежедневието, така и в промишлени условия. Те имат своите различия. Нека разгледаме по-подробно всеки от тях.
Защита на дома
Всеки човек трябва да представя опасността, която представляват статични разряди за тялото. Те трябва да се познават и да могат да се ограничават. За да се реши този проблем, се организират различни събития, които обучават хората как да се предпазват, включително телевизионни предавания.
На тези събития на хората се обяснява къде и как се появява статичното поле, методите за измерването му и методите за извършване на превантивна работа. Например, за да избегнете неприятните усещания от статично поле, е препоръчително да използвате дървени гребени за разресване на косата вместо пластмасови. Дървото има неутрални характеристики и по време на триене не създава заряди на електростатично поле. В магазините можете лесно да закупите дървен гребен от всякаква форма и вид.
За да се предотврати образуването на статичен потенциал върху каросерията на автомобила при движение по суха пътна настилка, се използват специални антистатични ленти, които се фиксират в задната част на автомобила на дъното на каросерията. В мрежата за разпространение можете лесно да изберете всяка версия на такава лента.
Ако колата не е защитена по никакъв начин от евентуално разреждане на натрупания потенциален заряд, тогава напрежението може да се премахне чрез временно заземяване на каросерията на автомобила чрез свързване към земята чрез метална част. Можете да използвате ключа за запалване за това. Задължително е да свалите напрежението преди да заредите автомобила с бензин.
Когато се образува статичен заряд върху дрехи, изработени от химически влакна, се препоръчва използването на Antistatic. Това е специален спрей под формата на аерозол, който се продава в магазините. Премахва статичното електричество от дрехи, тъкани, синтетични калъфи за автомобилни седалки, особено през зимата, когато въздухът е сух. Но за да не използвате различни консерви и химикали, препоръчително е да носите дрехи от естествени материали: памук и лен.
Ако обувката е с гумена подметка, то това създава условия за натрупване на стрес потенциал. За да не се случи това е достатъчно да поставите в обувките специални антистатични стелки, които са изработени от естествени материали. В резултат на това отрицателното въздействие върху човека ще намалее.
Твърде сухият въздух през зимата в градските апартаменти допринася за натрупването на електростатичен заряд. За да направите това, има специални устройства - овлажнители. Ако няма такова устройство, тогава голяма мокра кърпичка, която трябва да се постави върху батерията, е доста подходяща. В резултат на това процесът на натрупване на заряд ще намалее, ситуацията в апартамента ще се подобри. Препоръчва се и редовно почистване. Това ще ви позволи да премахнете праха и електрифицираните зони навреме. Този начин е най-добрият.
Електрическите устройства в ежедневието по време на работа също натрупват статичен заряд върху корпуса. За да се намали ефекта на статичния заряд, се изпълнява система за изравняване на потенциала. Той е свързан към заземителния контур на цялата къща. Акрилната вана е обект на натрупване на статичен заряд върху нея и трябва да бъде защитена от система за изравняване на потенциала. Дори чугунена вана с акрилна облицовка също е подложена на това негативно явление.
Индустриална ESD защита
В промишленото производство се използват няколко метода за запазване на функционалността на оборудването:
- Повишаване устойчивостта на устройствата и оборудването към въздействието на електростатичния разряд.
- Блокиране на проникването на заряда на работното място.
- Предотвратяване на електростатични заряди.
Последните два метода правят възможно защитата на много устройства, а първият метод се използва само за определени видове оборудване.
Осигурява висока защита срещу разряди на статично поле и запазване на функционалността на устройството. Това е метална клетка под формата на решетка с малка клетка. Клетката обхваща оборудването от всички страни. Той е свързан към заземяващия контур. Електрическите полета не преминават вътре в клетката, в същото време клетката на Фарадей не пречи на статичното магнитно поле. По същия принцип те защитават кабелите, като ги оборудват с метален екран.
Защитата срещу статично електричество се разделя според методите на изпълнение:
- Конструктивни и технологични.
- химически.
- Физико-механични.
Последните два метода позволяват да се намали образуването на заряди и да се увеличи скоростта на тяхното изтичане в земята. Първият метод предпазва устройствата от заряди, но не ги отклонява към земята.
Можете да оптимизирате намаляването на статичния заряд, както следва:
- Повишаване на електропроводимостта на материалите.
- Създаване на коронацията.
Такива задачи се решават с помощта на:
- Изберете материали с добра обемна проводимост.
- Уголемяване на работните повърхности.
- Йонизация на въздушното пространство.
За изпълнението на тези задачи се създават тръбопроводи за потока на статични заряди към земята, заобикаляйки работните компоненти на устройствата. Ако материалите имат висока устойчивост, тогава се използват други методи.
