Походження

Електризація діелектриків тертям може виникнути при зіткненні двох різнорідних речовин через відмінність атомних і молекулярних сил (через відмінність роботи виходу електрона з матеріалів). При цьому відбувається перерозподіл електронів (у рідинах і газах ще й іонів) з утворенням на поверхнях, що стикаються, електричних шарів з протилежними знаками електричних зарядів. Фактично атоми і молекули однієї речовини, що мають сильніший тягар, відривають електрони від іншої речовини.

З іншого боку, такі напруги можуть бути небезпечні для елементів різних електронних приладів - мікропроцесорів, транзисторів і т. п. Тому при роботі з радіоелектронними компонентами рекомендується вживати заходів щодо запобігання накопиченню статичного заряду.

Блискавки

Внаслідок руху повітряних потоків, насичених водяними парами, утворюються грозові хмари, які є носіями статичної електрики. Електричні розряди утворюються між різноіменними зарядженими хмарами або, частіше, між зарядженою хмарою та землею. При досягненні певної різниці потенціалів відбувається розряд блискавки між хмарами чи землі. Для захисту від блискавок встановлюються блискавки, що проводять розряд безпосередньо в землю.

Примітки

Див. також

Посилання

Wikimedia Foundation.

2010 .

Дивитись що таке "Статична електрика" в інших словниках:Статистична електрика - див. Електрика статична …

Російська енциклопедія з охорони праці СТАТИЧНА ЕЛЕКТРИЧНІСТЬ, деяка кількість ЕЛЕКТРИЧНИХ ЗАРЯДІВ у стані спокою, а не руху, як у випадку з ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ. Як правило, незаряджені АТОМИ мають однакову кількість позитивних і негативних ЕЛЕКТРОНІВ.

Науково-технічний енциклопедичний словникСтатистична електрика - 3.1 статична електрика: Сукупність явищ, пов'язаних з поділом позитивних та негативних електричних зарядів, збереженням та релаксацією вільного електростатичного заряду на поверхні або в обсязі діелектриків або на…

Науково-технічний енциклопедичний словник- rus статична електрика (c) eng static electricity fra electricité (f) statique deu statische Elektrizität (f) spa electricidad (f) estática … Безпека та гігієна праці. Переклад англійською, французькою, німецькою, іспанською мовами

Науково-технічний енциклопедичний словник- statinė elektra statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. static electricity vok. statische Elektrizität, f rus. статична електрика, n pranc. électricité statique, f … Fizikos terminų žodynas

Електрика статична- Статична електрика: сукупність явищ, пов'язаних із поділом позитивних та негативних електричних зарядів, збереженням та релаксацією вільного електростатичного заряду на поверхні або в обсязі діелектриків або на… Офіційна термінологія

Електрика- (Electricity) Поняття електрика, отримання та застосування електрики Інформація про поняття електрика, отримання та застосування електрики Зміст - це поняття, що виражає властивості та явища, зумовлені структурою фізичних… Енциклопедія інвестора

Сущ., с., упот. порівняння. Часто Морфологія: (ні) чого? електрики, чому? електриці, (бачу) що? електрика, чим? електрикою, про що? про електрику 1. Електрикою називають вид енергії, яку люди використовують для приведення до … Тлумачний словник Дмитрієва

- (Від грец. elektron бурштин, оскільки бурштин притягує легкі тіла). Особлива властивість деяких тіл, що виявляється лише за певних умов, напр. при терті, теплоті, або хімічних реакціях, і виявляється притягуванням легших ... Словник іноземних слів російської мови

Повсякденна діяльність будь-якої людини пов'язана з її переміщенням у просторі. При цьому він не лише ходить пішки, а й їздить транспортом.

Під час будь-якого руху відбувається перерозподіл статичних зарядів, що змінюють баланс внутрішньої рівноваги між атомами та електронами кожної речовини. Він пов'язаний із процесом електризації, утворенням статичної електрики.

У твердих тіл розподіл зарядів відбувається з допомогою переміщення електронів, а й у рідких і газоподібних - як електронів, і заряджених іонів. Усі вони у комплексі створюють різницю потенціалів.

Причини утворення статичної електрики

Найбільш поширені приклади прояву сил статики пояснюють у школі на перших уроках фізики, коли натирають скляні та ебонітові палички об вовняну тканину та демонструють тяжіння до них дрібних шматочків паперу.

Також відомий досвід щодо відхилення тонкого струменя води під дією статичних зарядів, сконцентрованих на ебонітовому стрижні.

У побуті статична електрика проявляється найчастіше:

при носінні вовняного або синтетичного одягу;

ходіння у взутті з гумовою підошвою або в вовняних шкарпетках по килимах та лінолеуму;

користування пластиковими предметами.

Ситуацію посилюють:

сухе повітря усередині приміщень;

залізобетонні стіни, з яких виконані багатоповерхові будинки.

Як створюється статичний заряд

Зазвичай фізичне тіло містить у собі рівну кількість позитивних та негативних частинок, за рахунок чого в ньому створено баланс, що забезпечує його нейтральний стан. Коли воно порушується, то тіло набуває електричного заряду певного знака.

Під статикою мають на увазі стан спокою, коли тіло не рухається. Усередині його речовини може відбуватися поляризація - переміщення зарядів з однієї частини на іншу або перенесення їх із розташованого поруч предмета.

Електризація речовин відбувається за рахунок придбання, видалення або поділу зарядів при:

взаємодії матеріалів за рахунок сил тертя чи обертання;

різкий температурний перепад;

опроміненні різними способами;

поділ або розрізання фізичних тіл.

Розподіляються по поверхні предмета або на віддаленні від неї в кілька міжатомних відстаней. У незаземлених тіл вони поширюються площею контактного шару, а в підключених до контуру землі стікають нього.

Придбання статичних зарядів тілом та його стікання відбувається одночасно. Електризація забезпечується тоді, коли тіло отримує більший потенціал енергії, ніж витрачає у зовнішнє середовище.

З цього положення випливає практичний висновок: для захисту тіла від статичної електрики необхідно з нього відводити заряди, що купуються, на контур землі.

Способи оцінки статичної електрики

Фізичні речовини за здатністю утворювати електричні заряди різних знаків при взаємодії тертя з іншими тілами, характеризують за шкалою трибоелектричного ефекту. Частина їх показана на зображенні.

Як приклад їхньої взаємодії можна навести такі факти:

ходіння в вовняних шкарпетках або взутті з гумовою підошвою по сухому килиму може зарядити людське тіло до 5÷6 кВ;

корпус автомобіля, що їде сухою дорогою, набуває потенціалу до 10 кВ;

ремінь приводу, що обертає шків, заряджається до 25 кВ.

Як бачимо, потенціал статичної електрики досягає дуже великих величин навіть у побутових умовах. Але він не завдає нам великої шкоди тому, що не має високої потужності, а його розряд проходить через високий опір контактних майданчиків і вимірюється в частках міліампера або трохи більше.

До того ж, його значно зменшує вологість повітря. Її вплив на величину напруги тіла при контакті з різними матеріалами показано на графіку.

З його аналізу випливає висновок: у вологому середовищі статична електрика проявляється менше. Тому для боротьби з ним використовують різноманітні зволожувачі повітря.

У природі статична електрика може досягати великих величин. При переміщенні хмар на далекі відстані між ними накопичуються значні потенціали, що проявляються блискавками, енергії яких буває достатньо для того, щоб розколоти вздовж стовбура вікове дерево або спалити житлову будівлю.

При розряді статичної електрики у побуті ми відчуваємо «пощипування» пальців, бачимо іскри, що походять від вовняних речей, відчуваємо зниження бадьорості, працездатності. Струм, дії якого піддається наш організм у побуті, негативно позначається на самопочутті, стан нервової системи, але він не приносить явних, видимих ​​ушкоджень.

Виробники вимірювального промислового обладнання випускають прилади, що дозволяють точно визначити величину напруги накопичених статичних набоїв як на корпусах обладнання, так і на тілі людини.

Як захиститися від дії статичної електрики у побуті

Кожен із нас повинен розуміти процеси, які утворюють статичні розряди, що становлять загрозу для нашого організму. Їх слід знати та обмежувати. З цією метою проводяться різноманітні навчальні заходи, включаючи популярні телепередачі населення.

На них доступними засобами є способи створення статичної напруги, принципи її виміру та методи виконання профілактичних заходів.

Наприклад, враховуючи трибоелектричний ефект, найкраще для розчісування волосся використовувати гребінці з натурального дерева, а не металу чи пластику, як робить більшість людей. Деревина має нейтральні властивості і при терті волосся не утворює заряди.

Для зняття статичного потенціалу з корпусу автомобіля при його русі сухою дорогою служать спеціальні стрічки з антистатиком, що кріпляться до днища. Різні їх види широко представлені у продажу.

Якщо такого захисту на автомобілі немає, потенціал напруги можна знімати короткочасним заземленням корпусу через металевий предмет, наприклад, ключ запалювання автомобіля. Особливо важливо виконувати цю процедуру перед заправкою паливом.

Коли на одязі із синтетичних матеріалів накопичується статичний заряд, то зняти його можна обробкою пари зі спеціального балончика зі складом «Антистатика». А взагалі краще менше користуватися подібними тканинами та носити натуральні матеріали з льону чи бавовни.

Взуття з прогумованою підошвою також сприяє накопиченню зарядів. Достатньо покласти в неї антистатичні устілки з натуральних матеріалів, як шкідливий вплив на організм буде знижено.

Вплив сухого повітря, характерного для міських квартир у зимовий час, вже обговорено. Спеціальні зволожувачі або навіть невеликі шматки змоченої матерії, покладені на битарею, покращують обстановку, знижують процес утворення статичної електрики. А ось регулярне виконання вологого прибирання у приміщеннях дозволяє своєчасно видаляти наелектризовані частинки та пил. Це один із найкращих способів захисту.

Побутові електричні прилади під час роботи теж накопичують на корпусі статичні заряди. Знижувати їхню дію покликана система зрівнювання потенціалів, що підключається до загального контуру заземлення будівлі. Навіть проста акрилова ванна або стара чавунна конструкція з такою ж вставкою схильна до статики і вимагає захисту подібним способом.

Як виконується захист від дії статичної електрики на виробництві

Чинники, що знижують працездатність електронного обладнання

Розряди, що виникають при виготовленні напівпровідникових матеріалів, здатні завдати великої шкоди, нарущити електричні характеристики приладів або взагалі вивести їх з ладу.

В умовах виробництва розряд може мати випадковий характер і залежати від різних факторів:

величин ємності, що утворилася;

енергії потенціалу;

електричного опору контактів;

виду перехідних процесів;

інших випадків.

При цьому початковий момент порядку десяти наносекунд відбувається зростання струму розряду до максимуму, а потім він знижується протягом 100÷300 нс.

Характер виникнення статичного розряду на напівпровідниковий пристрій через тіло оператора показаний на картинці.

На величину струму впливають: ємність заряду, накопиченого людиною, опір його тіла та контактних майданчиків.

При виробництві електротехнічного обладнання статичний розряд може утворитися і участі оператора з допомогою освіти контактів через заземлені поверхні.

В цьому випадку на струм розряду впливає ємність заряду, накопичена корпусом приладу і опір контактних майданчиків, що утворилися. При цьому на напівпровідник у початковий момент одночасно впливають наведений потенціал високої напруги та розрядний струм.

За рахунок такого комплексного впливу пошкодження можуть бути:

1. явними, коли працездатність елементів зменшена настільки, що вони стають непридатними до експлуатації;

2. прихованими - за рахунок зниження вихідних параметрів, іноді навіть укладаються в рамки встановлених заводських характеристик.

Другий вид несправностей виявити складно: вони позначаються найчастіше втратою працездатності під час експлуатації.

Приклад такого пошкодження від дії високої напруги статики демонструють графіки відхилення вольт амперних характеристик стосовно діода КД522Д та інтегральної мікросхеми ВІС КР1005ВІ1.

Коричнева лінія під цифрою 1 показує параметри напівпровідникових приладів до випробувань підвищеною напругою, а криві з номером 2 і 3 - їх зниження під впливом наведеного збільшеного потенціалу. У разі №3 воно має більший вплив.

Причинами ушкоджень можуть бути дії від:

підвищеної наведеної напруги, яка пробиває шар діелектрика напівпровідникових приладів або порушує структуру кристала;

високої щільності струму, що протікає, що викликає велику температуру, що призводить до розплавлення матеріалів і пропалювання оксидного шару;

випробування, електротермотренування.

Приховані ушкодження можуть зашкодити працездатності не відразу, а ще через кілька місяців і навіть років експлуатації.

Способи виконання захисту від статичної електрики на виробництві

Залежно від типу промислового обладнання використовують один із наступних методів збереження працездатності або їх поєднання:

1. виключення утворення електростатичних зарядів;

2. блокування їх потрапляння на робоче місце;

3. підвищення стійкості приладів та комплектуючих пристроїв до дії розрядів.

Способи №1 та №2 дозволяють виконувати захист великої групи різних приладів у комплексі, а №3 – використовується для окремих пристроїв.

Висока ефективність збереження працездатності обладнання досягається приміщенням його всередину клітини Фарадея - огородженого з усіх боків простору дрібної металевої сіткою, підключеної до контуру заземлення. Усередині неї не проникають зовнішні електричні поля, а статичне магнітне - є.

За цим принципом працюють кабелі з екранованою оболонкою.

Захисту від статики класифікують за принципами виконання на:

фізико-механічні;

хімічні;

конструкційно-технологічні.

Перші два способи дозволяють запобігти або зменшити процес утворення статичних зарядів та збільшити швидкість їхнього стікання. Третій прийом захищає прилади від впливу зарядів, але не впливає на їх стік.

Поліпшити стікання розрядів можна за рахунок:

створення коронування;

підвищення провідності матеріалів, у яких накопичуються заряди.

Вирішують ці питання:

іонізацією повітря;

підвищенням робочих поверхонь;

підбором матеріалів із кращою об'ємною провідністю.

За рахунок їх реалізації створюють заздалегідь підготовлені магістралі для стікання статичних зарядів на контур заземлення, виключення їх попадання на робочі елементи приладів. При цьому враховують, що загальний електричний опір створеного шляху не повинен перевищувати 10 Ом.

Якщо матеріали мають великий опір, то захист виконують іншими способами. Інакше на поверхні починають накопичуватися заряди, які можуть розрядитись при контакті із землею.

Приклад виконання комплексного електростатичного захисту робочого місця для оператора, що займається обслуговуванням та налагодженням електронних приладів, показано на малюнку.

Поверхня стола через з'єднувальний провідник і струмопровідний килимок підключена до контуру заземлення за допомогою спеціальних клем. Оператор працює у спеціальному одязі, носить взуття зі струмопровідною підошвою та сидить на стільці зі спеціальним сидінням. Всі ці заходи дозволяють якісно відводити заряди, що накопичуються на землю.

Іонізатори повітря, що працюють, регулюють вологість, знижують потенціал статичної електрики. При їх використанні враховують, що підвищений вміст води в повітрі негативно впливає на здоров'я людей. Тому її намагаються підтримувати на рівні 40%.

Також ефективним способом може бути регулярне провітрювання приміщення або використання в ньому системи вентиляції, коли повітря проходить через фільтри, іонізується і змішується, забезпечуючи таким чином нейтралізацію зарядів, що виникають.

Для зниження потенціалу, що накопичується тілом людиною, можуть застосовуватися браслети, що доповнюють комплект антистатичного одягу та взуття. Вони складаються із струмопровідної смуги, яка кріпиться на руці за допомогою пряжки. Остання підключена до дроту заземлення.

При цьому способі обмежують струм, що протікає через організм людини. Його величина не повинна перевищувати один міліампер. Великі значення можуть спричиняти біль і створювати електротравми.

Під час стікання заряду на землю важливо забезпечити швидкість його догляду за секунду. З цією метою застосовують покриття підлоги з малим електричним опором.

При роботі з напівпровідниковими платами та електронними блоками захист від пошкодження статичною електрикою забезпечується також:

примусовим шунтуванням висновків електронних плат та блоків під час перевірок;

використанням інструменту та паяльників із заземленими робочими головками.

Ємності з легкозаймистими рідинами, розташовані на транспорті, заземлюються за допомогою металевого ланцюга. Навіть фюзеляж літака забезпечується металевими тросиками, які при посадці працюють захистом від статичної електрики.

Світ складається із атомів. Це крихітні частинки, з яких побудовано наше тіло, джинси на ногах, сидіння в авто під п'ятою точкою та смартфон із Лайфхакером на екрані.

Усередині атомів є дрібніші елементи: ядро ​​з протонів і нейтронів, а також електрони, що обертаються навколо нього. Протони заряджені зі знаком плюс, електрони – зі знаком мінус.

Зазвичай атом має однакове число таких плюсів і мінусів, тому у нього нульовий заряд. Але іноді електрони залишають орбіти та притягуються до інших атомів. Найчастіше це відбувається внаслідок тертя.

Рух електронів від одного атома до іншого створює енергію, яку називають електрикою. Якщо направити її через провід або інший провідник, то вийде . Його роботу ви наочно бачите, коли заряджаєте смартфон кабелем.

Зі статичною електрикою все інакше. Воно «ледаче», не тече і ніби відпочиває на поверхні. У предмета з'являється позитивний заряд, якщо йому не вистачає електронів, і негативний, коли вони надміру.

Як проявляється статична електрика

1. Електричний розряд

Якщо одягнути на ноги чисті сухі шкарпетки з вовни і пошаркати ними по нейлоновому килиму, можна отримати електричний розряд.

Під час тертя електрони перестрибуватимуть зі шкарпеток на килим і навпаки. У результаті отримають протилежний заряд і захочуть врівноважити число електронів.

Якщо різниця в їх кількості досить велика, ви отримаєте видиму іскру, як тільки торкнетесь шкарпеток до килима.

2. Притягування предметів

Блискавки б'ють у високі будівлі, дерева і землю і спричиняють поломки обладнання.

Як уникнути появи статичної електрики

1. Підвищуйте вологість

Сухе повітря в приміщенні - найкращий друг статичної електрики. Але він практично не проявляється, якщо вологість перевищує 85%.

Щоб підвищити цей показник, регулярно проводьте вологе прибирання та використовуйте зволожувачі повітря.

Коли увімкнено опалення, на батарею можна покласти мокру тканину, щоб вода випаровувалась і робила повітря.

2. Застосовуйте натуральні матеріали

Більшість натуральних матеріалів зберігають вологу, синтетичні – ні. Тому перші менше других схильні до виникнення статичної електрики.

Якщо розчісувати волосся пластиковою гребінцем, воно отримає статичний заряд і почне розлітатися один від одного, псуючи зачіску. Це можна уникнути, використовуючи аксесуари з дерева.

Така ж історія із взуттям на гумовій підошві. Вона провокує створення статичної електрики на тілі. Але устілки з натуральних матеріалів нівелюють його ефект.

Футболки з бавовни, одяг з інших натуральних тканин не створюють статичну електрику. Штучний светр – навпаки.

3. Використовуйте заземлення

За допомогою нього статичну електрику можна відвести у землю. Це стосується не лише громовідводів, які перенаправляють заряд блискавок, а й роботи з електричним обладнанням.

Коли професійний майстер розкриває ноутбук, щоб його від пилу, він обов'язково використовує спеціальний заземлений шнур, закріплений на руці, - антистатичний браслет.

Антистатичний браслет / Aliexpress.com

Він потрібний, щоб уникнути попадання розряду статичної електрики від рук на мікросхеми. Інакше він зашкодить їх, і через якийсь час комп'ютер може вийти з ладу.

Що таке статичну електрику. Статична напруга це

Види статичної електрики. Виникнення та видалення статики

Порушення балансу між електричними зарядами всередині матеріалу чи його поверхні це виникнення статичної електрики. Заряд зберігається, доки він не буде знятий через протікання електричного струму або розряду. Статична електрика викликається при контакті та розподілі двох поверхонь, і хоча б одна з поверхонь є діелектриком – матеріалом, що не проводить електричний струм. Зі статичною електрикою більшість людей знайомі, оскільки вони бачили іскри в момент нейтралізації надлишкового заряду, відчували на собі розряд і чули супроводжуючий його тріск.

Причини статичної електрики

Речовини складаються з атомів, які у звичайному стані електрично нейтральні, оскільки містять однакову кількість позитивних зарядів (протонів ядра) та негативних зарядів (електронів атомних оболонок). Статична електрика полягає у поділі позитивних та негативних зарядів. При контакті двох матеріалів електрони можуть переходити з одного матеріалу на інший, що призводить до надлишку позитивних зарядів на одному матеріалі і рівному надлишку негативного заряду на іншому матеріалі. При поділі матеріалів утворений дисбаланс зарядів зберігається.

При контакті матеріали можуть обмінюватись електронами; матеріали, що слабо утримують електрони, схильні їх втрачати, у той час як матеріали, в яких зовнішні оболонки атомів не повністю заповнені, схильні захоплювати електрони. Цей ефект називається трибоелектричним і призводить до того, що один матеріал заряджається позитивно, а інший негативно. Полярність і величина заряду при розподілі матеріалів залежить від відносного положення матеріалу в трибоелектричному ряду.

Матеріали розташовуються у ряду, один кінець якого є позитивним, а інший негативним. При терті пари матеріалів матеріал, що знаходиться ближче до позитивного кінця ряду, заряджається позитивно, а інший негативно. Єдиного трибоелектричного ряду (подібного до ряду напруг металів), не існує, як немає і єдиної теорії електризації. Зазвичай ближче до позитивного кінця ряду розміщуються матеріали з більшою діелектричною проникністю.

Порядок проходження матеріалів у трибоелектричному ряду може бути порушений. Так у парі шовк-стело, скло негативно, у парі скло-цинк, негативний цинк, а парі цинк-шовк, негативно заряджається не цинк, як слід очікувати, а шовк. Така відсутність упорядкованості називається трибоелектричним кільцем.

Трибоелектричний ефект – основна причина виникнення статичної електрики у повсякденному житті, при взаємному терті різних матеріалів. Наприклад, якщо потерти повітряну кульку об волосся, вона заряджається негативно, і може притягуватися до позитивно заряджених джерел стіни, прилипаючи до неї і порушуючи закони тяжіння.

Попередження та видалення статичних зарядів

Запобігти накопиченню статики дуже просто – достатньо відкрити вікно або увімкнути зволожувач повітря. Збільшення вмісту вологи в повітрі призведе до збільшення її електричної провідності, аналогічного ефекту можна досягти іонізацією повітря.

Особливо чутливі до статичних розрядів предмети можна захистити нанесенням антистатичного засобу з утворенням на поверхні предмета струмопровідного шару.

Особливо чутливі до розрядів статичної електрики напівпровідникові компоненти електронних пристроїв. Для захисту цих пристроїв зазвичай використовуються струмопровідні антистатичні пакети. Люди, що працюють з напівпровідниковими схемами, часто заземлюють себе антистатичними браслетами, що одягаються на кисть руки. Уникнути утворення статичних зарядів при контакті зі статтю (наприклад, у лікарнях), можна шляхом носіння антистатичного взуття з струмопровідною підошвою.

Розряд

Іскра - це розряд статичної електрики, коли надлишковий заряд нейтралізується потоком зарядів з оточення або до оточення. Електричний удар викликається подразненням нервів при протіканні струму, що нейтралізує, через людське тіло. Запасена енергія статики залежить від розміру об'єкта, електричної ємності, напруги, до якого він виявився зарядженим, та діелектричної проникності навколишнього середовища.

Для моделювання ефекту розряду статики на чутливі електронні прилади, людське тіло представляється як електрична ємність 100 пФ, заряджена до напруги від 4 до 35 кВ. При торканні об'єкта ця енергія розряджається менш ніж мікросекунду. Хоча загальна енергія розряду мала, порядку міліджулів, вона може пошкодити чутливі електронні прилади. Великі об'єкти запасають більше енергії, що становить небезпеку для людей при контакті, або спалахнути іскрою горючий газ або пил.

Блискавка

Блискавка – приклад статичного розряду атмосферної електрики внаслідок контакту частинок льоду у грозових хмарах. Зазвичай значні розряди можуть накопичуватися тільки в областях малої електричної провідністю. Розряд зазвичай настає при напрузі поля близько 10 кВ/см залежно від вологості. Розряд перегріває навколишнє повітря з утворенням яскравого спалаху та звуку тріску. Блискавки – лише масштабний варіант іскри статичного розряду електрики. Спалах виникає внаслідок нагрівання повітря в каналі розряду до такої високої температури, що він починає випромінювати світло, як будь-яке розпечене тіло. Удар грому – наслідки вибухового розширення повітря.

Електронні компоненти

Багато напівпровідникових пристроїв електронних пристроїв дуже чутливі до присутності статики і можуть бути пошкоджені розрядом. При поводженні з наноустроями обов'язково носити антистатичний браслет. Іншим запобіжним заходом є зняття взуття з товстою гумовою підошвою і постійне стояння на металевій заземленій основі.

Утворення електрики в потоках займистих та горючих матеріалів

Розряд статичної електрики становить небезпеку у галузях промисловості, де застосовуються горючі речовини, де маленькі електричні іскри можуть призвести до вибуху. Рух дрібних частинок пилу або рідин з малою електропровідністю в трубопроводах або їх механічне перемішування може спричинити утворення статики. При статичному розряді у хмарі пилу чи пари можливий вибух.

Вибухати можуть зернові елеватори, лакофарбові фабрики, ділянки виробництва скловолокна, паливозаправні колонки. Накопичення заряду в середовищі відбувається при її електричній провідності менше 50 пС/м, при більшій провідності заряди, що утворюються, рекомбінують (рекомбінація – процес, зворотний іонізації), і накопичення не відбувається.

Наповнення великих трансформаторів трансформаторним маслом вимагає дотримання запобіжних заходів, оскільки електростатичні розряди всередині рідини можуть пошкодити ізоляцію трансформатора.

Оскільки інтенсивність утворення зарядів тим вища, що вища швидкість течії рідини і діаметр трубопроводу, у трубопроводах діаметром понад 200 мм швидкість течії рідини обмежується стандартом. Так, швидкість течії вуглеводнів із вмістом води зазвичай обмежується лише на рівні 1 м/с.

Утворення зарядів обмежується заземленням. При провідності рідини нижче 10 пС/м цього заходу виявляється недостатньо і до рідини додаються антистатичні присадки.

Перекачування палива

Перекачування горючих рідин на зразок бензину трубопроводами може призвести до утворення статики, а розряд може призвести до займання парів палива.

Подібні випадки траплялися на автозаправках та в аеропортах при заправці літаків гасом. Тут також ефективне заземлення та антистатичні присадки. Перебіг газу в трубопроводах становить небезпеку лише за наявності у газі твердих частинок чи крапель рідини.

На космічних апаратах статична електрика становить велику небезпеку внаслідок низької вологості середовища, і з цією небезпекою доведеться рахуватися при здійсненні запланованих польотів на Місяць та Марс. Піші переходи сухою поверхнею можуть викликати утворення величезних зарядів, які можуть пошкодити електронні пристрої.

Озонне розтріскування

Статичні розряди у присутності повітря чи кисню викликають утворення озону. Озон ушкоджує гумові деталі, зокрема веде до розтріскування ущільнювачів.

Енергія статичного розряду

Енергія, що вивільнилася при статичних розрядах, варіюється в широких межах. Розряди енергією понад 5000 мДж становлять небезпеку для людини. Один із стандартів передбачає, що предмети споживання не повинні створювати розряд з енергією понад 350 мДж на особу. Максимальна напруга обмежується значенням 35-40 кВ внаслідок обмежуючого фактора коронного розряду. Потенціал нижче 3000В зазвичай людиною не відчувається. Проходження пішки 6 метрів по поліхлорвініловому лінолеуму при вологості повітря 15% викликає утворення потенціалу 12 кВ, тоді як при 80% вологості потенціал не перевищує 1,5 кВ.

Іскра виникає за енергії іскри вище 0,2 мДж, але іскру подібної енергії людина зазвичай не бачить і не чує. Щоб стався вибух у водні, достатньо іскри з енергією 0,017 мДж і до 2 мДж для парів вуглеводнів. Електронні компоненти ушкоджуються при енергії іскри між 2 та 1000 нДж.

Застосування статики

Статична електрика широко використовується в ксерографах, повітряних фільтрах, для фарбування автомобілів, фотокопіювальних пристроях, фарборозпилювачах, принтерах та заправці паливом повітряних суден.

Схожі теми:

electrosam.ru

Що таке статична електрика

Виникає у разі, коли порушується внутриатомное чи внутримолекулярное рівновагу, що з придбанням чи втратою електрона. При однаковій кількості протонів і електронів атом перебуває у стані рівноваги. Електрони дуже легко переміщаються між атомами, формуючи позитивні іони, коли відсутня електрон або негативні іони за наявності додаткового електрона. З появою даного дисбалансу відбувається виникнення статичної електрики. Чому виникає статична електрика При контактах між двома матеріалами, під час їх частого з'єднання та відділення (тертя, намотування, розмотування та інше). За дуже швидких перепадів температур. При сильних електричних полях, ультрафіолетовому випромінюванні, рентгенівських Х-променях. При операціях з розрізання або розкривання. При електричному полі, спричиненому статичним зарядом (наведення). Поділ матеріалів та поверхневий контакт – найпоширеніші причини появи статичної електрики, особливо на виробництві, пов'язаному з обробкою, намотуванням або розмотуванням різних рулонних матеріалів. Електричний пробій виникає у проміжку між рядом розташованими матеріалами. Коли плівка виходить із контактної зони чути невелике потріскування і спостерігається слабке іскріння. І тут статичний заряд набирає величину, цілком достатню, щоб пробити навколишнє повітря. Синтетична плівка перед контактом із валом в електричному відношенні нейтральна. Але коли плівка починає контактувати з валом, на неї направляється потік електронів і створює негативний заряд. Заземленим металевим валом позитивний заряд дуже швидко йде. Якщо будь-який об'єкт здатний накопичити заряд великої величини і, при цьому, є висока напруга, статична електрика може призвести до іскріння, електростатичного притягання або відштовхування, а також до ураження персоналу електрострумом. Декілька проблем, пов'язаних зі статичною електрикою Статичний розряд у електроніці. Струм розряду, що виходить від людини, створює тепло, що призводить до розриву доріжок у мікросхемах, переривання контактів, руйнування з'єднань. Дуже часто мікросхеми не зовсім виходять з ладу, і несправність може виявитися будь-якої миті під час роботи приладу. Тому треба завжди прибирати накопичений на тілі людини заряд. Електростатичне тяжіння чи відштовхування. Виникає на підприємствах із виробництва тканин, паперу, пластмасових виробів. Ці матеріали в процесі роботи можуть часто змінювати свої характеристики – прилипають до обладнання, склеюються між собою, притягують пилюку. Висока ймовірність виникнення пожежі. Особливо ймовірна на підприємствах, де у виробництві використовуються легкозаймисті рідини. Найменша іскра від генерування статичного заряду може легко спровокувати спалах.

electric-220.ru

Захист від статичної електрики. Виникнення, днівсвії

Статична електрика виникає внаслідок збереження зарядів електростатичного поля на діелектричних матеріалах. Воно негативно впливає життя людини і експлуатацію електричних пристроїв. Утворення іскор від статичної електрики сприяє пожежам та вибухам. Потужності енергії цілком вистачить для займання газоповітряних сумішей та пилу.

Заряд статичної електрики може накопичуватися на тілі людини, якщо на ньому одяг із вовни або з хімічних волокон. Величина потенціалу близько 7 Джоулів не становить небезпеки для людини, проте здатна викликати судоми та скорочення м'язів. А це, у свою чергу, може створити умови для травми на роботі, падіння з висоти тощо.

Статична електрика негативно впливає функціонування точних приладів, радіозв'язку, викликає несправності у роботі. Працівники, на яких постійно впливає статична електрика, частіше хворіють на серцево-судинні захворювання та хвороби нервової системи.

Тільки захист від статичної електрики здатний звести до нуля або зовсім не допустити виникнення цього негативного явища.

Джерела статичної електрики

• Дія різних випромінювань.
• Різка зміна температури.
• Взаємодія тіл один з одним під час руху.

Це явище негативно впливає і становить небезпеку. Захист від статичної електрики дозволяє повністю запобігти або значно зменшити його дію.

У побутових умовах статичне поле часто виникає на шерсті тварин, при знятті синтетичного одягу, розчісуванні волосся, при носінні гумового взуття, ходіння по килиму в шерстяних шкарпетках, користуванні пластмасовими виробами.

Електростатичне поле не загрожує життю людини, при розряді утворюється слабкий струм, який не здатний надто нашкодити організму людини. Він може створити лише деякий некомфортний стан. Для запобігання такому ефекту необхідно дотримуватися лише кількох простих правил: у морозну і суху погоду не гладити тварин, повільніше знімати вовняний одяг, або обробити його спеціальним складом, при розчісуванні волосся застосовувати дерев'яну або металеву гребінець.

Накопичення електростатичної енергії сприяють:

• Залізобетонні стіни будівлі.
• Занадто сухе повітря.

Для електронних пристроїв заряд електростатичного поля є найлютішим ворогом. Деякі елементи електронних пристроїв не здатні витримати високу напругу, що виникає при розряді. Чутливі елементи можуть вийти з ладу або погіршити параметри роботи.

Якщо об'єктом впливу електричного поля стануть легкозаймисті рідини, це створить умови для їх займання. Ці рідини під час перевезення у цистернах можуть накопичити статичний заряд. Також заряд виникає і від механізму або людини, що наблизилась до них близько. Тому в промисловому виробництві, де є легкозаймисті рідини, велику увагу приділяють влаштуванню заземлення рухомих конструкцій, механізмів. Для пошиття взуття та спеціального одягу на виробництві також застосовуються спеціальні тканини, які не здатні накопичувати електричний заряд.

Принцип дії

Розберемося, як утворюється статичний заряд. У нормальному стані фізичні тіла мають однакову кількість негативних і позитивних частинок. За рахунок цього балансу утворюється нейтральний стан тіла. За порушення нейтрального стану тіло отримує електричний заряд одного полюса.

Статикою називається стан тіла у спокої, коли воно перебуває без руху. У речовині тіла може виникати поляризація, яка виявляється у пересуванні зарядів між частинами тіла, або від предмета, що знаходиться поруч.

Речовини електризуються через поділ тіл, зміну зарядів під час тертя, різку зміну температури, опромінення. Заряди електричного поля знаходяться на поверхні тіла або віддалені від поверхні на відстань, що дорівнює міжатомній відстані. Якщо тіла не заземлені, то заряди концентруються на контактній площі, а за наявності заземлення заряд йде у контур заземлення.

Процеси накопичення зарядів та його стікання відбуваються одночасно. Тіло електризується за умови отримання ним більшого заряду енергії, порівняно з зарядом, що витрачається. У результаті стає зрозуміло, що захист від статичної електрики повинен відводити заряди, що накопичуються, на заземлюючий контур.

Величина статичної електрики

Всі фізичні речовини мають свою характеристику на трибоелектричній шкалі, залежно від їхньої здатності створювати електричні заряди різних полюсів при терті. Основні такі речовини зображені малюнку.

Щоб мати уявлення про розміри статичних зарядів, що виникають, розглянемо кілька прикладів:

• Шків, що обертається, з приводним ременем здатний зарядитися до 25000 вольт.
• Кузов автомобіля, що рухається сухою дорогою, може отримати заряд до 10000 вольт.
• Людина в вовняних шкарпетках при ходінні по сухому килиму здатна накопичити заряд на тілі до 6000 вольт.

В результаті стає зрозуміло, що напруга електростатичного поля може досягти значних розмірів навіть у побуті. Цей заряд не завдає людині значної шкоди через її малу потужність. Розряд протікає через великий опір і обчислюється у кількох частках міліампера.

Вологість повітря також знижує електростатичний заряд. Вона впливає значення потенціалу тіла під час дотиків з різними матеріалами. Тому захист від статичної електрики може полягати у застосуванні зволожувачів повітря.

У природному середовищі існує статична електрика, що досягає величезних значень. Наприклад, під час руху хмар між ними виникають великі потенціали енергії, що виражаються у розрядах блискавки. Потужність цих розрядів цілком вистачить, щоб спалити дерев'яний будинок чи розколоти ствол багаторічного дерева.

У побутових умовах при розрядах електростатичного поля людина відчуває дрібні пощипування в пальцях, видно іскри від тертя вовняного одягу, знижується працездатність людини. Електростатичне поле негативно впливає стан людини, але явних пошкоджень не завдає.

Існують вимірювальні прилади, здатні точно виміряти значення статичного потенціалу накопиченого заряду на тілі людини та на корпусі будь-якого пристрою.

Захист від статичної електрики

Існують різні методи захисту від розрядів електростатичного поля як у побуті, так і в промислових умовах. Вони мають свої відмінності. Розглянемо докладніше кожні з них.

Захист у побутових умовах

Кожна людина має становити небезпеку, яку несуть статичні розряди для організму. Їх необхідно знати і вміти їх обмежувати. Для вирішення цього завдання організовуються різні заходи щодо навчання людей методам захисту, зокрема телепередачі.

На цих заходах людям пояснюють, звідки як з'являється статичне поле, методи його вимірювання та прийоми виконання профілактичної роботи. Наприклад, щоб уникнути неприємних відчуттів статичного поля, для розчісування волосся доцільно використовувати дерев'яні гребінці замість пластикових. Дерево має нейтральні характеристики і під час тертя не створює заряди електростатичного поля. У магазинах можна легко придбати дерев'яну гребінець будь-якої форми і виду.

Щоб запобігти утворенню статичного потенціалу на кузові автомобіля при їзді сухим дорожнім покриттям, застосовують спеціальні антистатичні стрічки, які фіксуються ззаду автомобіля на днищі кузова. У торговій мережі можна легко вибрати будь-який варіант такої стрічки.

Якщо автомобіль нічим не захищений від можливого розряду накопиченого заряду потенціалу, напругу можна знімати тимчасовим заземленням кузова автомобіля шляхом його з'єднання із землею через металеву частину. Для цього можна використати ключ запалювання. Знімати напругу обов'язково перед тим, як заправляти автомобіль бензином.

Коли на одязі з хімічних волокон утворюється статичний заряд, рекомендується користуватися «Антистатиком». Це спеціальний балончик у вигляді аерозолю, який продається у магазинах. Він знімає статичну електрику з одягу, тканин, із синтетичних чохлів на сидіннях автомобіля, особливо в зимовий час, коли повітря сухе. Але, щоб не використовувати різні балончики та хімію, рекомендується носити одяг із натуральних матеріалів: бавовни та льону.

Якщо на взутті прогумована підошва, то це створює умови для накопичення потенціалу напруги. Щоб цього не сталося, достатньо у взуття покласти спеціальні антистатичні устілки, які виготовлені з натуральних матеріалів. Внаслідок цього негативний вплив на людину зменшиться.

Занадто сухе повітря взимку у міських квартирах сприяє накопиченню електростатичного заряду. Для цього існують спеціальні пристрої – зволожувачі повітря. Якщо такого пристрою немає, то цілком підійде велика волога серветка, яку потрібно покласти на батарею. В результаті процес накопичення заряду зменшиться, ситуація в квартирі покращиться. Також рекомендується регулярно проводити вологе прибирання. Це дозволить вчасно видаляти пил та наелектризовані ділянки. Такий спосіб є найкращим.

Електричні пристрої у побуті під час експлуатації також накопичують статичний заряд на корпусі. Для зниження дії статичного заряду виконують систему вирівнювання потенціалів. Вона підключається до заземлюючого контуру всього будинку. Акрилова ванна схильна до накопичення на ній статичного заряду, і її необхідно захищати системою зрівнювання потенціалів. Навіть чавунна ванна з акриловим вкладишем також схильна до цього негативного явища.

Захист від статичної електрики на виробництві

У промисловому виробництві застосовують кілька способів збереження функціональності обладнання:

• Збільшення стійкості пристроїв та обладнання до дії електростатичного розряду.
• Блокування проникнення заряду на робоче місце.
• Недопущення виникнення електростатичних набоїв.

Два останні способи дають можливість здійснювати захист багатьох пристроїв, а перший спосіб застосовується лише окремих видів устаткування.

Високий захист від розрядів статичного поля та збереження функціональності пристрою забезпечує клітина Фарадея. Це металева клітина у вигляді сітки з дрібним осередком. Клітина захищає обладнання з усіх боків. Вона підключається до заземлюючого контуру. Всередину клітини не проходять електричні поля, водночас магнітного статичного поля, клітина Фарадея не заважає. За таким самим принципом захищають кабелі, оснащуючи їх металевим екраном.

Захист від статичної електрики ділиться за методами виконання:

• Конструкційно-технологічні.
• Хімічні.
• Фізико-механічні.

Останні два методи дають можливість знизити утворення зарядів та підвищити швидкість їхнього відходу в землю. Перший спосіб виконує захист пристроїв від зарядів, але не відводить їх на заземлення.

Оптимізувати зниження електростатичного заряду можна так:

• Збільшення струмопровідності матеріалів.
• Створення коронування.

Такі завдання вирішують за допомогою:

• Вибір матеріалів з гарною об'ємною провідністю.
• Збільшення робочих поверхонь.
• Іонізація повітряного простору.

p align="justify"> Для реалізації цих завдань створюють магістралі для протікання на землю статичних зарядів, минаючи робочі компоненти пристроїв. Якщо матеріали мають високий опір, застосовують інші способи.

Схожі теми:

electrosam.ru

Статична електрика – це... Що таке Статична електрика?

Статична електрика - сукупність явищ, пов'язаних із виникненням, збереженням та релаксацією вільного електричного заряду на поверхні або в об'ємі діелектриків або на ізольованих провідниках.

Волосся дівчинки наелектризувалося від тертя.

Походження

Електризація діелектриків тертям може виникнути при зіткненні двох різнорідних речовин через відмінність атомних і молекулярних сил (через відмінність роботи виходу електрона з матеріалів). При цьому відбувається перерозподіл електронів (у рідинах і газах ще й іонів) з утворенням на поверхнях, що стикаються, електричних шарів з протилежними знаками електричних зарядів. Фактично атоми і молекули однієї речовини, що мають сильніший тягар, відривають електрони від іншої речовини.

Отримана різниця потенціалів поверхонь, що стикаються, залежить від ряду факторів - діелектричних властивостей матеріалів, значення їх взаємного тиску при зіткненні, вологості і температури поверхонь цих тіл, кліматичних умов. При наступному поділі цих тіл кожне з них зберігає свій електричний заряд, а зі збільшенням відстані між ними за рахунок роботи з поділу зарядів, різниця потенціалів зростає і може досягти десятків і сотень кіловольт.

Електричні розряди можуть взаємно нейтралізуватися через деяку електропровідність вологого повітря. При вологості повітря понад 85% статична електрика практично не виникає.

Статична електрика у побуті

Статична електрика поширена у повсякденному житті. Якщо, наприклад, на підлозі лежить килим із вовни, то при терті про нього людське тіло може отримати електричний заряд мінус, а килим отримає плюс заряд. Іншим прикладом може служити електризація пластикової гребінця, яка після зачісування отримує мінус заряд, а волосся отримує плюс заряд. Накопичувачем мінус-заряду найчастіше є поліетиленові пакети, полістироловий пінопласт. Накопичувачем плюс-заряду найчастіше є суха поліуретанова монтажна піна, якщо її стиснути рукою.

Коли людина, тіло якого наелектризовано, стосується металевого предмета, наприклад труби опалення або холодильника, накопичений заряд моментально розрядиться, а людина отримає легкий удар струмом.

Електростатичний розряд відбувається при дуже високій напрузі та надзвичайно низьких струмах. Навіть просте розчісування волосся в сухий день може призвести до накопичення статичного заряду з напругою в десятки тисяч вольт, проте струм його звільнення буде настільки малий, що його часто неможливо буде навіть відчути. Саме низькі значення струму не дають статичному заряду завдати людині шкоди, коли відбувається миттєвий розряд.

З іншого боку, такі напруги можуть бути небезпечні для елементів різних електронних приладів - мікропроцесорів, транзисторів тощо. Тому при роботі з радіоелектронними компонентами рекомендується вживати заходів щодо запобігання накопиченню статичного заряду.

Блискавки

Внаслідок руху повітряних потоків, насичених водяними парами, утворюються грозові хмари, які є носіями статичної електрики. Електричні розряди утворюються між різноіменними зарядженими хмарами або, частіше, між зарядженою хмарою та землею. При досягненні певної різниці потенціалів відбувається розряд блискавки між хмарами чи землі. Для захисту від блискавок встановлюються блискавки, що проводять розряд безпосередньо в землю.

Крім блискавок, грозові хмари можуть викликати на ізольованих металевих предметах небезпечні електричні потенціали через електростатичну індукцію.

Примітки

Див. також

Посилання

dic.academic.ru

Статистична електрика

Феномен статичної електрики відомий давно, і кожен із нас стикається з проявами його майже щодня. Під час одягання або знімання одягу із синтетичного матеріалу, контакту з екраном телевізора або комп'ютера часто виникає відчутний електричний розряд. У сучасному світі ефект статичної електрики отримав широке практичне застосування (друкарські та копіювальні апарати, фарбування). Однак розряд статичної електрики може призвести і до трагічних наслідків.

Вперше можливості статичної електрики викликати виникнення вибуху та пожежі були виявлені в 1893 р. американцем Ріхтером, який намагався покращити процес сухої хімчистки одягу та спробував ввести порошок магнезії в бензол, що використовується в процесі чищення, для збільшення струмопровідності.

У паливній та хімічній індустрії проблему виникнення зарядів статичної електрики почали глибоко вивчати на початку 30-х рр., після кількох вибухів на заводах компанії SHELL. На морському транспорті вивченням цієї проблеми зайнялися дещо пізніше, у середині 60-х рр., знову ж таки після серії вибухів на танкерах, які перевозили сиру нафту. Було проведено фундаментальні дослідження в галузі виникнення зарядів статичної електрики на танкерах при різних технологічних операціях та визначено міжнародні вимоги щодо запобігання утворенню електростатичних розрядів.

Розглянемо природу утворення електростатичного заряду.

Причини виникнення зарядів статичної електрики. Існує три етапи, що послідовно призводять до виникнення небезпеки займання горючих сумішей при впливі статичної електрики, а саме:

Поділ заряду;

Накопичення заряду;

Розряд статичної електрики.

Відомо, що атоми складаються з позитивно зарядженого ядра, навколо якого обертаються негативно заряджені частинки електрони. Сума всіх негативних зарядів у тілі за абсолютним значенням дорівнює сумі всіх позитивних зарядів у ньому, у цілому тіло електрично нейтрально і має заряду.

Електрони, що знаходяться на периферійних орбітах атома, можуть порівняно легко залишати своє місце та переходити на орбіти атомів іншого тіла чи речовини. Той атом, який втратить електрони, відчуватиме їх недолік і отримає позитивний заряд. Атом-же, на орбіти якого перейде електрон, що відірвався, матиме надлишок електронів, а заряд його стане негативним. Інакше висловлюючись, при переміщенні електронів з орбіти одного атома на орбіту іншого відбувається перерозподіл зарядів, і навіть один атом отримує позитивний заряд, а інший негативний. Такі заряджені атоми називаються іонами.

При електризації тіл заряди не утворюються, а лише поділяються: частина негативних зарядів переходить з одного тіла на інше.

Наприклад, при терті ебонітової палички об вовну, ебоніт отримує негативний заряд, а вовна заряджається позитивно.

Перетеклих електронів відбувається тільки у разі взаємодії атомів з різною щільністю електронів.

Щоразу, коли в контакт входять два неоднорідні матеріали, на поверхні, що розділяє ці матеріали, відбувається поділ заряду. Ця поверхня може розділяти два тверді тіла, тверде тіло і рідина або дві рідини, що не змішуються. На поверхні розділу заряд одного знака, наприклад позитивного, переміщається від матеріалу А до матеріалу таким чином, що ці матеріали стають відповідно позитивно і негативно зарядженими. Поки матеріали А та В нерухомі та контактують один з одним, заряди знаходяться надзвичайно близько один до одного. У такому разі незначна різниця потенціалів між зарядами протилежного знака не становить жодної загрози.

Інтенсивний поділ зарядів відбувається внаслідок таких дій, як:

Проходження потоку рідини через труби або дрібнокомірчасті фільтри,

Осадження частинок твердого тіла або рідини, що не змішується, через іншу рідину,

Викид дрібних крапель або частинок із сопла,

Сплескування або збовтування рідини при її зіткненні з твердою поверхнею,

Сильне тертя один про одного деяких матеріалів.

Коли заряди роз'єднуються, з-поміж них утворюється велика різниця потенціалів. При цьому в навколишньому просторі відбувається розподіл різниці потенціалів, інакше кажучи, формується електричне поле (тобто під час миття танка при розпиленні рідини електростатичне поле виникає у всьому обсязі танка).

Якщо в електростатичне поле помістити незаряджений провідник, то він отримає приблизно такий самий потенціал, як і поле, в якому він знаходиться. Більш того, поле приводить в рух заряди всередині провідника, заряд одного знака притягується полем до одного кінця провідника, на іншому кінці провідника формується рівний за величиною заряд протилежного знака. Заряди, розділені таким чином, називаються індукованими, вони накопичуються в електростатичному полі.

Заряд може виникати і там, де не відбувається безпосереднього контакту між зарядженими тілами, а також при впливі на матеріал іншого зарядженого тіла, що викликає формування позитивних та негативних іонів. Наприклад, при проходженні грозової хмари над високою будівлею або судном, в останніх формуються позитивні та негативні іони, хоча безпосереднього контакту між матеріалами чи зарядами не було. Це призводить до того, що те саме речовина або тіло може нести протилежні заряди.

Навколо зарядженого тіла відбувається формування електричного поля, свого роду відображення простору навколо зарядженого тіла. У двох протилежних точках електричного поля визначається різниця потенціалів у вольтах. Напруженість електрвстатнческвге пвля визначається в вольтах на метр (В/м).

В однорідному електричному полі напруженість поля визначається як різниця потенціалу на метр. Розмір напруженості поля визначає можливість виникнення розряду. У сухому повітрі іскровий електричний розряд може статися при величині напруженості електричного поля близько 3000000 В/м. Однак якщо помістити в поле заземлений провідник, навіть при слабкій напруженості поля можна отримати значний електричний розряд.

Накопичення заряду. Раніше розділені заряди прагнуть знову з'єднатися між собою та нейтралізувати один одного. Цей процес відомий як релаксація заряду. Якщо один з матеріалів або обидва ці матеріали, що несуть електростатичний заряд, мають низьку струмопровідність, то повторне з'єднання зарядів утруднено і даний матеріал акумулює (накопичує) заряд на собі.

Час, протягом якого зберігається заряд, характеризується часом релаксації

даного матеріалу, яке співвідноситься з його струмопровідністю. Чим менша струмопровідність

матеріалу, тим більший період релаксації заряду.

Якщо ж провідність матеріалу висока, то заряди з'єднуються дуже швидко, тим самим перешкоджаючи процесу їхнього роз'єднання, внаслідок чого відбувається дуже незначне акумулювання заряду або він не акумулюється зовсім. Матеріал з такою провідністю може зберігати або акумулювати заряд тільки в тому випадку, якщо він оточений діелектриком. При цьому швидкість втрати заряду залежатиме від часу релаксації діелектрика.

Можна сміливо сказати, що найважливішим чинником, визначальним час релаксації матеріалу, є його електропровідність.

Усі матеріали за рівнем їх струмопровідності умовно можна поділити на три основні групи.

Перша група – провідники. До твердих провідників належить більшість металів, а рідких - цілий діапазон водних розчинів солей, включаючи морську воду. Людське тіло, що більш ніж на 60% складається з води, також є провідником електричного струму. До важливих властивостей рідких провідників належить як їх нездатність утримувати електричний заряд, якщо де вони ізольовані, а й майже миттєве розрядження, якщо вони ізольовані і є можливість електричного розряду. Іншими словами, отриманий заряд поширюється рівномірно по всьому матеріалу, а при зіткненні із заземленням миттєво зникає.

Дуже часто розряди між двома провідниками відбуваються у вигляді іскри, в такому випадку вони набагато небезпечніші, ніж розряди, що виникають між провідником та діелектриком. При релаксації заряду між провідником та діелектриком виникають не іскрові, а коронні чи кистьові розряди.

Друга група – діелектрики чи ізолятори. Якщо заряд виникає лише у місці зіткнення чи роз'єднання матеріалів, такі матеріали називаються діелектриками.

Заряджені діелектрики доставляють заряд у місце, де може статися безпосередній контакт заряду з провідником. Сильно заряджені діелектрики можуть безпосередньо ініціювати займисті іскри. Рідини розглядаються як діелектрики, якщо їх провідність менше 50 пикоСименс на метр (пСм/м) з періодом релаксації не більше 0,35 с. Такі рідини найчастіше називають акумулюючою статичну електрику. До них відносяться чисті нафти та чисті нафтопродукти (дистиляти), зріджені гази.

Третя група є рядом рідин і твердих матеріалів з проміжною струмопровідністю. Яскравий приклад – темні нафти, сирі нафти, спирти, ацетон та ін.

Коли напруженість електричного поля досягає певної величини, може статися розряд поля, що має різні форми. Для займання пароповітряної суміші необхідно щоб електростатичний розряд був досить потужним. Було встановлено, що для займання пароповітряної суміші пропану достатньо, щоб між електродами стався розряд з виділенням енергії в 0,2 мДж, а для займання пароповітряної суміші аміаку потрібно розряд у 600 разів потужніший.

Існують такі форми електростатичних розрядів.

Корона - іонне випромінювання блакитного кольору. Його можна побачити на гострих кутах або вантах за певних погодних умов. Це сяйво відоме під назвою "Вогні Святого Ельма". Таке випромінювання не несе у собі достатньо енергії для виникнення полум'я.

Північне, або полярне, сяйво - це слабкі промені, сформовані з дуже маленьких іскор, що випромінюються зарядженими гострими кутами або виступами конструкцій у напрямі заряджених хмар або туману. Таке світіння може виникнути в танках супертанкерів, воно також не несе достатньої енергії для виникнення полум'я.

Іскра виникає лише в тому випадку, якщо напруженість електричного поля досягає певної критичної величини. Іонний промінь збільшується із підвищенням напруженості поля, і кінцевий результат такого збільшення – виникнення справжньої іскри. При велику напруженість поля утворюється розряд, більш відомий як блискавка. Однак якщо ми помістимо в електричне поле заземлений провідник, то виникне іскровий розряд, достатній для займання суміші навіть за малих величин напруженості поля.

studfiles.net

Статична електрика ESD та її наслідки

Що ж собою представляє термін "Статична електрика" - сукупність явищ, пов'язаних з виникненням, збереженням та релаксацією вільного електричного заряду на поверхні або в обсязі діелектриків або на ізольованих провідниках. Електризація відбувається в процесі тертя двох діелектриків, тобто фактично відбувається відрив електронів від речовини з утворенням різниці потенціалів на поверхнях, що стикаються.

Чим небезпечна статична електрика?

Але перейдемо до практики, чим нам так заважає статика в нашій роботі? На перший погляд, ми не бачимо цього і значить воно нам не загрожує. Це неправильне припущення, статика є завжди, коли ми ходимо або стикаємося з різними предметами і просто в спекотний сонячний день в повітрі, кількість статичної електрики може перевищувати всі уявні межі. Людина починає відчувати статичну напругу понад 3000 вольт і побачити щирість можна від 5000 вольт. Іноді ми можемо накопичувати заряд до 10000 вольт, при тому що радіоелементи можуть вийти з ладу при струмах що виникають при напрузі вже в 5 вольт. Відповідно до загальної статистики від електростатичного розряду виходять з ладу понад 50 відсотків усіх електронних компонентів, а цифра вже зібраної та експлуатованої продукції перевищує 60 відсотків.

Важливо знати, що величина статичної електрики залежить від багатьох факторів, основний це відносна вологість повітря:

Так що не обов'язково нам щось спеціально натирати щоб отримати статичний розряд, це відбувається завжди без нашого на те бажання.

Як боротися зі статичною електрикою?

Перше та найважливіше правило, робочий інструмент та прилади повинні бути обов'язково заземлені. При роботі з радіоелементами та зібраними пристроями на руку людини надягається спеціальний антистатичний браслет, який з'єднується з точкою заземлення через резистор в 1 МОм.

Робочий стіл теж повинен бути заземлений, на робочій поверхні має бути покриття, яке має максимально проводити електричні розряди, воно повинно мати малий опір. Також необхідно дотримуватись чистоти в робочому приміщенні або майстерні. Проводити якомога частіше вологе прибирання. У приміщенні де проводиться ремонт покласти спеціальне провідне покриття, що забезпечує відведення накопиченого зарядку з дотичних поверхонь до точки заземлення.

Це лише мала частина інформації щодо антистатичної безпеки, на просторах інтернету є маса сайтів присвячених саме даній темі на яких написано багато корисних порад і правил, дотримуючись яких ви зможете максимально убезпечити своє робоче місце. При цьому самим підвищивши рентабельність і якість всіх робіт, що виконуються.______________________Ви збираєтеся купити будинок маса вигідних пропозицій.

progulki.com.ua

Статична напруга - Велика Енциклопедія Нафти та Газа, стаття, сторінка 1

Статична напруга

Сторінка 1

Статичні напруження в лопатках перших ступенів порівняно невеликі. Однак ці лопатки працюють у резонансі з частотою імпульсів, що обурюють, оскільки їх відбудова від резонансу практично неможлива; тому підвищення демпфуючої здатності лопаток перших ступенів турбін є дуже потужним, інколи ж єдиним засобом забезпечення їх надійності.  

Статичну напругу слід знаходити від впливу відцентрових сил і від стаціонарної частини гідродинамічного навантаження.  

Статична напруга у певних межах є стимулятором роботи. Доведено, що попереднє статичне ня, наприклад згиначів передпліччя, не тільки не наступної динамічної роботи, а навпаки, її.  

Статичні напруги, що визначаються за формулою О ст т % / А, через однаковий поперечний переріз стрижнів збігаються.  

Статична напруга не впливає на процес окалиноутворення сталі Х18Н10Т у такій мірі, як вуглецевої, мабуть, внаслідок утворення на хромонікелевій сталі більш тонкої, еластичної та міцної плівки.  

Статична напруга не впливає на загальну корозію магнію та його сплавів, не в присутності іонів хлору вони схильні до корозійного розтріскування. Сірчистий газ та його водні розчини, а також рідкий та газоподібний аміак не викликають корозії магнію. Найкращим способом захисту магнію та його сплавів є хімічна обробка (занурення в розчин солей хромової кислоти або анодна обробка в цьому розчині) з подальшим грунтуванням поверхні із застосуванням ZnCrO4 та нанесенням лаку або емалі.  

Статична напруга зсуву Е менша за динамічну напругу зсуву те, що пов'язано з фізико-хімічною природою суспензій.  

Статична напруга зсуву 0 визначається також на ротаційних (торсіонних) приладах. Численні дослідження показали, що для отримання стабільних результатів вимірювання слід проводити при невеликій швидкості обертання циліндра приладу, проте операція вимірювання повинна протікати не більше 1 хв.  

Статична напруга зсуву (СНР) бурового розчину Qt (Па), де індекс t вказує час (хв) знаходження зразка у спокої. Величина характеризує опір міцності бурового розчину, що перебуває в спокої заданий час, і визначається за допомогою приладу СНС-2 або реомет-рів типу ВСН як дотичне напруга зсуву, яке відповідає початку руйнування структури.  

Статична напруга зсуву (МПа) у фільтраційній кірці визначається величиною 9К Кп.  

Статична напруга зсуву характеризує зусилля, яке потрібно докласти, щоб вивести розчин стану спокою.  

Статична напруга зсуву (СНС) 0, що визначається мінімальною дотичною напругою зсуву, при якому починається руйнування структури в глинистому розчині, що лежить, Па. СНР характеризує міцність тиксотропної структури та інтенсивність зміцнення в часі.  

Статична напруга зсуву (СНР) 6 (в дПа) характеризує міцність тиксотропної структури емульсій у стані спокою. Наявність певних значень СНР у зворотних емульсіях надає їм здатність утримувати у зваженому стані дрібнодисперсні обтяжувачі, знижує глибину проникнення в колектор при знаходженні емульсії проти перфорованої товщини пласта або, навпаки, призводить до збільшення тиску, необхідного для її витіснення з кіл. При цьому зворотні емульсії можуть мати СНР за рахунок структурування всього обсягу дисперсійного середовища структуроутворювачами або за рахунок утворення коагуляційної структури шляхом з'єднання глобул дисперсної фази в агрегати, пов'язані між собою в обсязі дисперсійного середовища. Останній вид структури легко руйнується при перебігу системи або підвищення температури.  

Як перевірити напругу акумулятора мультиметром

Як перевірити напругу акумулятора мультиметром

Якщо електричні заряди вільно переміщаються провідником, це називається електричним струмом. Якщо вони зупиняються без руху, починають накопичуватися на чомусь, слід говорити про статичну електрику. Відповідно до ГОСТу, статикою називають сукупність виникнення, збереження та вільного накопичення електричного заряду на зовнішній поверхні діелектризованих матеріалів або на ізоляторах.

Виникнення статичної електрики

Коли фізичне тіло знаходиться у звичайному нейтральному стані, баланс негативно та позитивно заряджених частинок у ньому дотримується. Якщо ж він порушується, у тілі утворюється електрозаряд з тим чи іншим знаком, виникає поляризація – заряди починають рухатися.

Додаткова інформація.Кожен фізичний об'єкт здатний виробляти заряди або позитивного, або негативного напрями, що й характеризуються по трибоелектричної шкалою.

Наприклад:

• позитивні: повітря, шкіра, азбест, скло, шкіра, слюда, шерсть, хутро, свинець;
• негативні: ебоніт, тефлон, селен, поліетилен, поліестер, латунь, мідь, нікель, латекс, бурштин;
• нейтральні: папір, бавовна, деревина, сталь.

Статична електризація предметів може відбуватися через різні причини. Головними є такі:

• безпосередній контакт між тілами з наступним поділом: тертя (між діелектриками або діелектриком та металом), намотування, розмотування, переміщення шарів матеріалу один щодо одного та інші подібні маніпуляції;
• миттєва зміна температури оточення: різке охолодження, приміщення в духовку та ін;
• радіаційний вплив, опромінення ультрафіолетом або рентгенівськими променями; наведення сильних електричних полів;
• процеси різання – на верстатах для розкрою чи розрізання паперових листів;
• спеціальне направлене наведення статистичним розрядом.

На молекулярному рівні виникнення статичної електрики відбувається внаслідок складних процесів, коли електрони та іони з неоднорідних поверхонь, що зіштовхуються, з різними атомарними зв'язками поверхневого притягання починають перерозподілятися. Чим швидше матеріали або рідини переміщуються один щодо одного, нижче їх питомий опір, більше площі, що вступають в контакт і зусилля взаємодії, тим вище буде ступінь електризації та електричний потенціал.

Джерелами виникнення електростатики, як у побутових, так і в промислових умовах, є комп'ютерна та офісна техніка, телевізори та інші агрегати та прилади, що живляться від електричного струму. Наприклад, найпростіший комп'ютер має пару вентиляторів для охолодження системного блоку. При розгоні повітря частинки пилу, що містяться в ньому, електризуються і, зберігаючи заряд, осідають на навколишніх предметах, шкірі та волоссі людей і навіть проникають у легені.

Також статика у великій кількості накопичується на екранах моніторів. У будинках та виробничих приміщеннях електростатичні заряди утворюються на підлогах, покритих лінолеумом або ПВХ-плиткою, на людях (у волоссі та на синтетичному одязі).

У природі дуже сильним буває статична електрика, що виникає при переміщенні хмарних мас: між ними виникають величезні потенціали електроенергії, що проявляється у грозових розрядах.

У промисловості часто зустрічається утворення статичних набоїв у випадках:

• тертя стрічок транспортерів про вали, ременів проводів - про шківи (особливо у випадках буксування та застрявання);
• при проходженні горючих рідин трубопроводами;
• заповнення цистерн бензином та іншими рідкими нафтовими фракціями;
• попадання та просування порошинок у повітропроводах з великою швидкістю;
• під час розмелювання, перемішування та відсіювання сухих речовин;
• під час взаємного стискання діелектричних матеріалів різного роду та консистенції;
• обробці пластичних мас механічним способом;
• проходження зрідженого газу (особливо містить суспензії або пил) трубопроводами;
• переміщення візків з прогумованими шинами по ізолюючому статевому покриттю.

Небезпека статичної електрики

Найбільшу небезпеку статична електрика, що накопичилася, становить промислове виробництво. Може статися несподіване запалення пального матеріалу іскрами від дотику оператора з обладнанням на заземленні та наступним вибухом. Енергія електростатичних розрядом іноді становить близько 1,4 джоулів – це більш ніж достатньо для приведення сумішей пилу, пари, газу та повітря, присутніх у будь-яких горючих речовинах, у стан горіння. За ГОСТом найбільша енергія накопичених зарядів лежить на поверхні промислового об'єкта має бути понад 40 відсотків від найменшої енергії для загоряння матеріалу.

При протіканні деяких технологічних операцій, наприклад:

• пересипання та перевезення піску у вантажівках;
• прокачування палива трубопроводами;
• переливанні спирту, бензолу, ефіру в незаземлені цистерни з великою швидкістю;
• при транспортерних роботах та ін генеруються електричні потенціали від 3 до 80 кіловольт.

Зверніть увагу!Щоб вибухнули бензинові пари, достатньо 300 вольт, горючі гази – 3 кіловольта, а горючі пилу – близько 5 кіловольт.

Статика також негативно відбивається на роботі всіх точних та надточних приладів, радіозв'язковому устаткуванні, створює великі проблеми у функціонуванні засобів автоматики та телевізійної механіки. Багато деталей складних електронних приладів просто не розраховані на такі високі значення напруги, що утворюються статичним розрядом. Він виводить ці деталі з ладу, у результаті приладів втрачається точність роботи.

На людях також можуть накопичуватися заряджені частинки, якщо вони носять взуття з підошвами, які не проводять струм, вовняний, шовковий або синтетичний одяг. Електризація відбувається при русі (якщо статеве покриття не проводить електрострум) та взаємодії з діелектричними предметами.

Вплив статики на людське тіло здійснюється у вигляді тривалого струму слабкого напруження або моментного розряду, що викликає легкі і не завжди приємні поколювання на шкірі (іноді вони оцінюються як помірні або навіть сильні уколи). В цілому, такий вплив потенціалом не вище 7 джоулів вважається безпечним для здоров'я, проте, навіть слабкий розряд струму може призвести до рефлекторного скорочення м'язів, що може призвести до різних виробничих травм (потрапляння в робочі зони механізмів, захоплення частин тіла або одягу неогородженими рухомими елементами машин, падіння з висоти).

Якщо розглядати дію статичної електрики на організм людини на клітинному рівні, то в результаті спрацювання нейрорефлекторного механізму відбувається подразнення шкірних нейронів і дрібних капілярів. Це призводить до змін в іонному складі тканин нашого тіла, що проявляється у підвищеній стомлюваності протягом дня, постійному подразненому психічному стані, порушенню ритму сну та іншим проблемам у функціонуванні центральної нервової системи. Загальна працездатність знижується. Спазми кровоносних судин, що провокуються постійним впливом статичної електрики, можуть стати причиною брадикардії - зменшення частоти скорочень серцевого м'яза і підвищеного кров'яного тиску.

Способи захисту від статики на виробництві

Проти шкідливого та небезпечного прояву накопиченого статичного електроструму у виробничих умовах розробляється та застосовується комплекс захисних заходів. В їх основі лежать такі методи:

• підвищення провідних властивостей матеріалів і навколишнього робочого середовища, що призводить до розсіювання в просторі електрозарядів статики, що періодично з'являються;
• зниження швидкостей обробки та переміщення матеріалів, що значно зменшує можливості генерування статичних електрозарядів;
• повномасштабне застосування грамотно влаштованого заземлення, що допомагає унеможливити накопичення небезпечних потенціалів;
• підвищення стійкості самих машин та механізмів до дії статистичних розрядів;
• недопущення проникнення електричного струму у робочу зону.

Всі способи, які застосовуються для запобігання статичних електричних розрядів, поділяють на конструкційні, технологічні, хімічні, фізичні та механічні. Три останні спрямовані головним чином на зниження активності генерування електрозарядів та якнайшвидшого їх догляду в ґрунт. У той самий час перші з перерахованих методів із заземленням пов'язані.

Як високонадійний засіб захисту від статичної електрики виступає так звана клітина Фарадея. Вона виконується у вигляді дрібнокомірчастої сітки, що огороджує машини по всій площі, у неї є підключення до контуру заземлення.

Завдяки такій конструкції поля електрики не проникають всередину клітини Фарадея, а на магнітне поле вона ніяк не впливає. Електричні кабелі, попередньо покриті екраном з металевого листа, захищаються за такими ж принципами.

Електростатичний заряд можна оптимально зменшити за допомогою зростання струмопровідності промислових матеріалів та проведенням коронування (тобто створення на поверхні матеріалів повітряної плазми коронним розрядом кімнатної температури). Досягається це за допомогою спеціального підбору матеріалів, що мають підвищену об'ємну провідність, нарощуванням робочих площ та підвищенням іонізації повітря навколо механізмів, що захищаються. Спеціальні агрегати – іонізатори, що генерують позитивно та негативно заряджені іони, які притягуються до протилежно заряджених діелектриків та нейтралізують їх заряди.

Важливо!Для речовин із високим електроопіром такі способи захисту від статики не підходять.

Обов'язковим у переліку заходів із захисту від статичної електрики є заземлення. До складу заземлювального пристрою входить заземлювач (провідний елемент) та провідник заземлення між заземлюючою точкою на ґрунті та заземлювачем. Достатнім заземлення проти електростатики вважається під час опору в будь-якій точці обладнання не вище 1 мегаОм. Для обладнання часто використовуються плівки, що ведуть, що покривають робочу поверхню.

У робочих приміщеннях настилаються антистатичні підлоги, оператори повинні працювати в антистатичному одязі та взутті (при цьому опір матеріалу підошв не вище 100 ом).

Захист від статичної електрики у побуті

У побутових умовах існує комплекс заходів та заходів, які допомагають запобігти утворенню електростатичних розрядів:

• вологе прибирання, що проводиться щодня, знижує об'єм пилу, що циркулює в повітрі;
• недопущення пересихання повітря; щоденне провітрювання приміщень;
• застосування в збиранні антистатичних щіток;

• використання антистатичних предметів меблів;
• оздоблення будинку матеріалами, які добре знімають статику: деревина, антистатичний лінолеум та інші;
• щодо одягу, вовняний одяг знімати повільними рухами, а для зняття ефекту прилипання шовкових речей – використовувати антистатичні спреї;
• не гладити шерсть тварин при холодному та сухому повітрі;
• волосся розчісувати гребінцями з дерева чи металу замість пластикових гребенів.

Не варто забувати про захист особистих автомобілів від утворення статики на кузові машини, особливо перед заправкою бензином. Робиться це за допомогою простої антистатичної смужки під днищем кузова.

Статична електрика - це вільні електричні заряди, що збираються на різних діелектриках. І в промисловості, і в побуті відбувається накопичення зовсім корисної статичної електрики, і необхідний захист від нього, оскільки такі заряди здатні завдати шкоди як машинам, механізмам, так і промисловим об'єктам та здоров'ю людини. Тільки надійні методи здатні звести нанівець або зовсім не допустити цього негативного явища.

Відео