Види статичної електрики. Виникнення та видалення статики
Дата публікації: 29.01.2016У нашому житті ми щодня стикаємося з дією статичної електрики. Іноді це нас дратує, когось навіть лякає, хтось не звертаємо уваги на такі речі. Але завжди краще знати, що нас оточує і як уникнути незначних, але завжди неприємних наслідків дії статичної електрики. У цій раді ма якраз і розповімо вам про це.
За теорією всі речовини у своєму складі мають атоми. В атомі однакова кількість протонів та нейтронів. Протони мають позитивний заряд, електрони – негативний, тобто мають протилежну полярність та взаємно притягуються. Атом перебуває у рівновазі. Але електрони можуть переміщатися, тоді утворюються позитивні та негативні іони. Іони самі не переміщуються. Коли їхній заряд збільшується або зменшується, виникає дисбаланс, тобто статична електрика. Статичний заряд може бути позитивним чи негативним. Заряди з однаковою полярністю відштовхуються, із протилежною притягуються.
За здатністю проводити заряди речовини умовно поділяють на провідники, напівпровідники та діелектрики. Статичні заряди виникають на поверхні твердих матеріалів і рідин при великих швидкостях обертання, руху, при дробленні, при контактах і роз'ємі між матеріалами, що дотикаються, при швидкому збільшенні температури, при високому ультрафіолетовому або рентген випромінюванні, високій радіації, при індукції в сильному електричному полі, при низька вологість повітря. При вологості повітря нижче 50% діелектричні матеріали сильніше електризуються, при вологості повітря більше 85% статична електрика практично не виникає, оскільки повітря стає електропровідним.
У нашому житті ми щодня стикаємося з дією статичної електрики. Ми ніколи не зможемо відмовитися на роботі та в побуті від сучасного обладнання, приладів, машин, тканин, рідин, тому завжди стикатимемося з дією статичної електрики.
У промислових виробництвах при роботі з листовими пластиками (їх з'єднання та роз'єднання), у текстильній та паперовій промисловості (змотування та розмотування рулонів тканини та паперу) завжди спостерігаються явища електризації. У борошномельній промисловості, у виробництві цукру, у ковбасному виробництві (при подрібненні, фільтруванні, просіюванні, пересипанні речовин) виникає статична електрика. Статична електрика виникає і в нафтопереробці, на спиртзаводах при переливанні та перекачуванні рідин. Зі статичною електрикою зустрічаються в хімічному виробництві при виготовленні пластмас; у радіоелектронній промисловості при виробництві та транспортуванні приладів та мікросхем; в офісних приміщеннях, де знаходяться телевізори, комп'ютери та різна оргтехніка. Кондиціонери та вентилятори, видуючи наелектризовані порошинки, підвищують статичний заряд у приміщенні; будь-які електроприлади створюють під час роботи електростатичні поля. Електростатичні заряди виникають на поверхні літака при терті повітря; на поверхні автомобіля, що рухається в суху погоду, якщо гума коліс має гарну ізоляцію. Статична електрика може виникнути через індукцію від електричного поля високовольтної лінії електропередач (ЛЕП) або грози. Простим прикладом виникнення статичного заряду може бути ходьба, коли відбувається контакт підошви з килимом, потім поділ.
Вдома джерелом статичної електрики служать будь-які електроприлади, телевізор, комп'ютер, екран монітора, синтетичний одяг, штори із синтетики та подушки, поліетиленові пакети, навіть гребінець із пластику. Всі ми знаємо, як волосся тягнеться за гребінцем, так як заряджені з нею різноіменно, і стає "дибом", так як зарядилися між собою однаковим зарядом і тому розлітаються в різні боки.
Величина зарядів статичної електрики залежить багатьох речей: від електропровідності матеріалів, від їхньої діелектричної проникності, від швидкості руху, від тертя частинок, від температури і вологості повітря. Статичні заряди можуть частково взаємно нейтралізуватися через деяку електропровідність повітря, можуть стікати на землю поверхнею обладнання.
Але в деяких випадках заряди великі і різниця потенціалів велика. Тоді відбувається іскровий розряд між наелектризованими частинами обладнання чи відбувається розряд на людину. Наприклад, у машини під лінією ЛЕП може зарядитися наведеним зарядом металеві двері і розрядиться вона на людину, що доторкнулася до дверей, що може бути небезпечно для людини. Велика небезпека виникає за блискавок. Під час руху повітряних потоків хмари можуть утворювати електричні розряди, також розряди можуть бути між зарядженими хмарами та землею. Ці розряди можуть розрядитися на людину, де немає блискавковідводів.
Ще приклад статичного розряду. Часто буває, що водій отримує електроудар, залишаючи свою машину, тому що між сидінням та одягом у момент підйому виникає заряд. Однак можна уникнути удару, якщо до підйому водій торкається металевої деталі (до рами), тоді заряд встигає безпечно стекти через кузов і шини на землю.
Виникнення розрядів (іскріння) на виробництвах – небажано, оскільки перешкоджає нормальній роботі. Статична електрика для різних електронних приладів - транзисторів, мікропроцесорів - шкідлива, тому що виникає іскріння має високу напругу і може вивести з ладу. Такі суміші, рідини мають мінімальну енергію займання. Це доводиться враховувати. Якщо ця енергія нижча за енергію розряду, виникає спалах.
Людське тіло є хорошим провідником, але може накопичувати заряди. Якщо оператор знаходиться в електричному полі та тримається за заряджений об'єкт (наприклад, за намотану бобіну плівки), його тіло зарядиться. Заряд залишається в тілі людини, якщо він у взутті на ізолюючій підошві. Якщо оператор торкнеться металевих деталей, заряд може стекти і оператор отримає електроудар, тобто проскакує іскра. Так точно при роботі з рідинами, що займаються. Якщо тіло оператора буде генерувати заряд (пересування діелектриками, одягнений у синтетичну тканину, взуття з ізолюючою підошвою), оператор може спровокувати спалах рідини або розчинника.
У ряді випадків статична електризація людини наступний розряд з людини на землю чи заземлене обладнання або розряд із незаземленого обладнання через тіло людини можуть спричинити біль чи нервові відчуття у людини. Людина в результаті несподіваного больового уколу може зробити в реакції у відповідь різкі рухи, впасти з висоти, отримати травму, злякатися спалаху рідини. У цьому вся небезпека статичних розрядів. При розрядах електротравми немає, але вважається, що електричне поле підвищеної напруженості шкідливе для людини. При тривалому перебування в такому полі можуть спостерігатися зміни в серцево-судинній або центрально-нервовій системах. Може виникнути у людини фобія через страх очікуваного удару. У людей, особливо в офісах, де багато комп'ютерів та оргтехніки, трапляються скарги на головний біль, дратівливість, порушення сну, апетиту. Питання впливу статичної електрики на людину мало вивчено.
Велику шкоду статична електрика завдає на виробництві, тому там вживають заходів для захисту від статичної електрики. При цьому враховуються особливості технологічного процесу, властивості оброблюваних матеріалів та рідин.
По-перше, проводять постійне відведення статичної електрики за допомогою заземлення. Так, наприклад, якщо плівка перебуватиме на металевому валу, і вал заземлений, заряд стікає на землю і розряду не буде. Для усунення статичної електрики роблять заземлення корпусів устаткування.
У літаків на шасі та днищі фюзеляжу закріплені металеві тросики, що дозволяє знімати статичні заряди, що утворилися у польоті.
Для зняття статичних набоїв з кузова автомобіля до днища прикріплюють електропровідну смужку - "антистатик". Якщо водій помічає при виході з автомобіля, що кузов іскритий, він повинен розрядити кузов, торкаючись металевим ключем. Особливо це потрібно зробити перед заправкою машини бензином. Для людини розрядка у разі не небезпечна.
Для діелектричних рідин, наприклад, для нафтопродуктів вводять в основний продукт спеціальні присадки (елеат хрому, елеат кобальту ін.) Для всіх діелектричних рідин (бензин, спирт та ін) обмежують розбризкування, плескання. Не допускається наповнення резервуарів вільно падає з висоти струменем. Зливний шланг треба опускати до дна цистерни. Наконечники зливних шлангів треба заземлювати гнучким мідним провідником. До складу гумових шлангів для перекачування рідин, що легко займаються, вводять присадки (антистатичні речовини, як графіт, сажа), що знижує небезпеку займання при переливанні в авто- і залізничні цистерни. При зливі бензину на заправці бензовоз – заправник заземлюється додатково.
Для зниження дії статичної електрики намагаються застосовувати матеріали з більшою електропровідністю або вводять антистатичні присадки. Так для статей застосовують антистатичний лінолеум. Регулярно роблять антистатичну обробку ковроліну, синтетичних тканин. Дотичні предмети краще виготовити з одного матеріалу. Так поліетиленовий порошок краще зберігати у поліетиленових бочках.
Вологе повітря має достатню електропровідність. Тому зволоження повітря, наприклад, в офісах, де багато комп'ютерів, оргтехніки, може бути одним із простих та доступних методів усунення статичної електрики. Зволоження повітря понад 70% забезпечує постійне відведення статичних зарядів.
Є інший метод усунення статичних зарядів – іонізація повітря. Під час роботи іонізатора його іони нейтралізують заряди статичної електрики. На виробництвах використовують найпотужніші іонізатори повітря різної конструкції (індукційні, високовольтні, радіаційні). За допомогою побутових іонізаторів усувають заряди на одязі, килимах, синтетичних покриттях.
Відведення статичної електрики з людини на виробництвах здійснюють пристроєм електропровідних підлог, майданчиків, трапів. Забезпечують засобами індивідуального захисту – антистатичні халати, взуття на шкіряній підошві або підошві з електропровідної гуми.
Вдома можна зволожувати повітря, помістивши на батареї опалення вологі рушники. Можна застосовувати різні антистатики для тіла, тканин, щоб не прилипала спідниця до ніг, щоб не тріщав і не іскрив светр, коли знімаємо. Для волосся можна вибрати гребінь з дерева, а якщо гребінець все ж таки з пластику, служить вода, масло троянди, лаванди, та багато чого можна знайти при бажанні надати волоссю красу і блиск собі на радість.
Останні поради розділу «Наука &Техніка»:
Вам допомогла ця порада?Ви можете допомогти проекту, пожертвувавши на його розвиток будь-яку суму на власний розсуд. Наприклад, 20 рублів. Або більше:)
Статична напруга приносить користь, а іноді й неприємності. Спробуємо розібратися, чому. На дружній вечірці змішайте в чашці ложку солі та щіпку перцю. Попросіть друзів поділити суміш на складові. Після марних спроб продемонструйте їм невеликий експеримент. Розчешіть волосся пластиковим гребінцем, а потім доторкніться нею до вмісту чашки. Частинки перцю самі вискочать із ємності. В основі цього кумедного досвіду лежить цікаве явище статичної електрики.
Під словом "електрика" вчені мають на увазі взаємодію електричних зарядів. Їхній рух упорядкований, щоб люди могли користуватися різноманітними приладами та механізмами: від чайника до тролейбуса. Статична електрика не поспішає запускати холодильник або мобільний телефон. Воно перебуває у стані релаксації. Тобто вільний заряд зберігається, доки не виникнуть умови для руху. Це досить просто: уявіть пожежника, який чекає на повідомлення про спалах житлового будинку.
Як відкрили статичну електрику
Приблизно вісім тисяч років тому наші предки приручили диких кіз та овець. Вони помітили, що вироби з вовни мають незвичайну здатність накопичувати заряд. Вперше поняття про статичну електрику намагався сформулювати давньогрецький математик Фалес. Для своїх дослідів він використав бурштин. Камінь притягує дрібні легкі частки, якщо натерти його вовняною тканиною. Тоді з цього явища не змогли отримати користь. Електрон по-грецьки бурштин. На його честь набагато пізніше назвали елементарну частинку з негативним зарядом.
Через дві тисячі років придворний лікар англійської королеви Вільям Гілберт описує, що таке статична електрика. У своїй науковій праці з фізики він підкреслює споріднену природу електрики та явища магнетизму. Дослідження британця стали початком докладного вивчення теми серед колег у Європі. Більш чітке поняття про статичну електрику дав досвід Отто фон Геріке. Німець зібрав перший електростатичний механізм. Це була куля із сірки на залізному стрижні. В результаті вчений дізнався, що предмети під впливом електрики можуть не тільки притягатися, а й відштовхуватися один від одного.
Небагато науки
Сьогодні причини виникнення статичної електрики добре вивчені. Це спостерігається поверхнях деяких предметів у результаті взаємодії коїться з іншими матеріалами. Сила заряду та її здатність зберігатися залежить від своїх властивостей і складу. Найпростіший приклад взаємодії тіл – тертя. Чим інтенсивніше та швидше дівчина розчісує волосся, тим сильніше утворюється заряд. Статична електрика оточує людей усюди, але вони помічають її не завжди. Електростатичні заряди утворюються в сонячну погоду під час пересування автомобілем. Вони накопичуються від напруги, що виникає між асфальтом та кузовом. Якщо водій не використовує антистатик, це призведе до іскри.
Небезпека статичної електрики
Більшість явищ статичної електрики у повсякденному житті людина просто не помічає. Незначні неприємності можуть виникнути під час використання одягу з вовни або синтетики. Величини струмів у разі дуже невеликі і залишають травм. На побутовому рівні це цілком безпечно. Складнощі з'являються, коли йдеться про промислове виробництво, підприємства переробної галузі або машинобудування. У великій кількості електростатичні заряди присутні на виробництві. Верстати, сепаратори, стрічки транспортера можуть мати значний потенціал.
Якщо таких чинників багато, утворюється електричне поле із високими показниками напруженості. У цій обстановці знаходиться не лише некомфортно, а й небезпечно для здоров'я. Головна причина для занепокоєння в умовах небезпечного виробництва – пожежна небезпека статичної напруги. На поверхні обладнання чи одягу може нагромадитися великий заряд. Йдеться про роботу з легкозаймистими рідинами, горючими газами та вибухонебезпечними сумішами. Іскра може спричинити серйозну аварію.
Захист від статичної електрики
Щоб уникнути несприятливого впливу цього явища, розроблено державний стандарт показника напруженості електростатичних полів. Його максимально допустимий рівень 60 кВ/м/год. Вони можуть змінюватися від часу перебування робітника у небезпечному приміщенні. Виміряти рівень заряду статичної електрики – завдання професіонала. Ключовим показником є залежність опору поля (його здатність перешкоджати проходженню струму) та його напруженості (ставлення сили поля до величини заряду). На цьому ґрунтується робота вимірювальних приладів.
Вплив статичної електрики на організм людини може бути згубним і викликає різні захворювання, у тому числі психічні. Якщо говорити про виробничу безпеку в цілому, основних способів боротьби два:
- Зниження можливості утворення електростатичних набоїв.
- Усунення накопичення електростатичних зарядів.
Щоб зменшити тертя – деталі обладнання шліфують та змащують. Для виготовлення механізмів застосовують однакові матеріали. Позбутися зарядів можна за допомогою заземлення верстатів.
Статична електрика може зіграти злий жарт при розпилюванні або розбризкуванні рідин з низькими показниками провідності струму. Це може призвести до їх займання.
Проблема вирішується використання спеціальної тари та умовами обробки. До індивідуальних засобів захисту від статичної напруги можна віднести кілька найменувань:
- Спеціальний одяг (штани та куртка).
- Взуття з підошвою, що забезпечує ізоляцію.
- Рукавички
- Браслети для зняття діелектричного напруження.
Немає лиха без добра
Статична електрика приносить не лише шкоду, а й користь. З розвитком технологій, люди приручили статичну напругу і навчилися отримувати з неї зиск. Так явище успішно використовується при ламінінації пиломатеріалів у паперовій промисловості. Накопичений заряд допомагає при виготовленні та нанесенні етикеток і при якісному порошковому фарбуванні автомобілів.
Ви, напевно, у школі стикалися на уроках фізики з таким визначенням як – статична електрика. Далі ми з вами коротко розберемо, про що саме йдеться у цьому визначенні, а також поділимося знаннями про те, через що воно виникає і як боротися з цим явищем у побуті та на виробництві. Отже, до вашої уваги причини виникнення статичної електрики та заходи боротьби з нею.
Що це таке?
Причини виникнення цього явища природи досить цікаві. При неправильному балансі всередині атома чи всередині молекули й у результаті втрати (набуття) нового електрона з'являється статична електрика. У нормі кожен атом повинен перебувати в «рівновазі» через рівну кількість протонів і нейтронів у ньому. Ну а своє чергу, електрони, переміщуючись від атома до атома, можуть формувати негативні іони або позитивні іони. І в разі відсутності рівноваги виходить це природне явище.
Більш детально дізнатися про те, що являє собою електростатичний заряд і як його використовувати з користю, ви можете дізнатися в цьому відео:
У чому небезпека явища?
Найголовнішою небезпекою статичної електрики є ризик ураження струмом (про нього ми поговоримо нижче), проте існує ще й ризик займання. Вважається, що не для кожного виробництва загрожує ризик займання, але безпосередньо для таких підприємств, як поліграф, це дуже небезпечно, оскільки вони використовують у виробництві розчинники, які легко спалахують.
- Енергія, тип та потужність статичного розряду.
- Необхідність у присутності середовища, яке легко спалахує.
Наочно небезпека даного явища та правила боротьби з ним демонструються на відео прикладі:
До речі, ви повинні знати, що негативний вплив статичної електрики на організм людини полягає не тільки в отриманні травм, а й у порушеннях нервової системи!
Причини та джерела виникнення
На сьогоднішній день ми впевнені, що статична електрика виникає через кілька причин, а саме:
- Через наявність будь-якого контакту між поверхнями 2 матеріалів з подальшим відділенням їх один від одного (наприклад, тертя гумової кульки про вовняний светр або на виробництві при намотуванні матеріалів).
- Присутність ультрафіолету, радіаційного випромінювання тощо.
- При швидкому перепаді температур.
Найчастіше статична електрика проявляється за першої причини. Ця процедура не повністю зрозуміла, проте це є найбільш точним поясненням з усіх.
Ні для кого не секрет що як на виробництві, так і в побуті це явище відбувається частіше і для контролю над ним слід точно виявити ділянку проблемної зони та вжити заходів для захисту. Цікавий факт: це явище може спричинити «щирість» навколо об'єкта, який має таку здатність, як накопичення заряду електрики. І ви спитаєте, в чому небезпека цього? А в тому, що при накопиченні великого заряду є можливість ураження робочого персоналу на виробництві. На сьогоднішній день відомо лише дві основні причини виникнення удару статичною електрикою.
Першою причиною є наведений заряд. За умови знаходження людини в електричному полі і якщо вона тримається руками за заряджений предмет, тіло цієї людини може зарядитися.
Якщо на цій людині будуть одягнені захисні черевики з ізолюючою підошвою, то заряд електрики залишатиметься в ньому. А чи може заряд зникнути? Звичайно, причиною цього буде той момент, коли він торкнеться заземленого предмета. Саме в цей момент робітник і отримає поразку електричним струмом (у момент витоку заряду на землю). Описаний спосіб отримання удару струмом виходить за наявності у нього на ногах взуття, що ізолює електрику. Адже при дотику до зарядженого об'єкта через взуття заряд залишається в тілі людини, а коли той торкається об'єкта, призначеного для захисту від нього (до заземленого обладнання), заряд стрімко проходить через тіло людини і завдає удару струмом. Виникнення цього процесу можливе як у побуті, так і на виробництві, можна сказати, що ніхто не захищений від нього. При дії синтетичних килимів та взуття під час пересування людини з'являється заряд статичної електрики. Заходи боротьби з цим небезпечним явищем у побуті демонструються на відео:
Вас колись било розрядом електрики при виході з машини, ви досі не знаєте, що робити в такому випадку? Це виникає при впливі вашої руки з металевими дверима через те, що під час виходу з машини відбувається «провокація» заряду між вашим одягом та сидінням. На жаль, як уже говорилося раніше, єдиним варіантом, як позбутися цієї дилеми - це торкнуться дверей машини, щоб через неї струм машиною «спустився» до землі. Іншого легшого способу, як зняти з себе статичну електрику, немає.
Друга причина ураження статичною електрикою на виробництві виникнення заряду на устаткуванні. Даний вид ураження електричним струмом буває рідко на відміну від вищенаведеного прикладу.
Отже для вашого захисту і для того щоб ви знали як позбутися цієї проблеми розглянемо весь цей процес. Припустимо, що певний предмет має значний заряд статичної електрики, буває, що ваші пальці накопичили заряд в такій кількості, що відбувається «пробою» і в результаті цього – розряд. Так що ось вам невелика порада: для вашого захисту на виробництві необхідно одягати гумові рукавички (про всяк випадок). Усі ми розглянули у відповідній статті!
Заходи та засоби захисту
У той момент, коли на виробництві стоїть питання «як зняти» небезпеку виникнення статичної електрики та організувати захист від неї багато нафтовиків звертаються до постанови Держгіртехнагляду. Відомо, що абсолютно все заземлене обладнання може вважатися захищеним, навіть якщо обладнання має забарвлений фарбою металевий корпус.
Чесно кажучи, захист обладнання від поразки статичною електрикою нами вже було обговорено раніше. Про те, як боротися з цим явище в будинку та квартирі, доступно розповідається у відео, наданому вище. Важливо відзначити, що зволожувачі повітря дійсно добре сприяють зняттю електростатичного заряду. Про те ми розповідали у відповідній статті.
Ще одним прикладом захисту є стікачі для автомобілів. Власне кажучи, стікач це просто «шматок» гуми, прикріплений до машини так, щоб однією стороною він торкався машини, а інший землі, такий собі «пересувний заземлювач». З метою запобігання рекомендується встановлювати стікачі на авто, як показано на фото нижче. Це дозволить прибрати електростатичний заряд, який може завдати вам шкоди.
Ось і все, що хотілося розповісти вам про те, які бувають причини виникнення статичної електрики та які методи боротьби з цим явищем існують на сьогоднішній день. Сподіваємося, інформація була для вас корисною та цікавою!
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
- Електротехнічна енциклопедія #143. Війна зі "статикою" в автомобілі та будинки
- ЕСБЕ. Стаття
Wikimedia Foundation. 2010 .
Дивитись що таке "Статична електрика" в інших словниках:
Статистична електрика- див. Електрика статична …
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 словник
Статистична 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… Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації- (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
ЕЛЕКТРИКА СТАТИЧНА- сукупність явищ, пов'язаних із виникненням, збереженням та релаксацією вільного електричного заряду на поверхні (або в обсязі) діелектриків або на ізольованих провідниках. Заряди статичної електрики (СЕ) утворюються при самих ... Російська енциклопедія з охорони праці
Люди постійно стикаються зі статичною електрикою, точніше з її проявами (у своїй квартирі, в автомобілі, на виробництві тощо). Проте не багато хто з нас серйозно замислювався про природу його виникнення, фізичні властивості, характеристики, засоби захисту від статичної електрики. Ця стаття присвячена пошуку відповідей на ці запитання.
Що таке статична електрика
Для молекули чи атома будь-якої речовини нормальним є рівноважний стан, тобто. число позитивних (протонів) та негативних (електронів) частинок в атомі однаково. Але електрони речовини можуть легко (у різних матеріалів по-різному) переміщатися від одного атома до іншого, тим самим формуючи позитивний (недостатній електрон) або негативний (надлишковий електрон) заряд атома. Саме такий дисбаланс в атомах та молекулах формує статичне електрополе. Такі поля нестабільні і за першої можливості розряджаються.
ГОСТ 17.1.018-79 “Статична електрика. Іскробезпека» трактує термін «статична електрика» як здатність вільних електричних зарядів виникати, зберігатися та релаксувати в обсязі та на поверхні напівпровідників та діелектриків.
Обов'язковим супутником статичного поля є сухе повітря. При вологості вище 80% такі поля майже будь-коли формують т.к. вода є відмінним провідником і не дозволяє надмірній електриці накопичуватися на поверхні матеріалів.
Джерела виникнення статичного поля та причини його генерування
Всі ми пам'ятаємо зі шкільного курсу фізики досвід з ебонітовим стрижнем, або пластмасовим гребінцем і шматком вовняної тканини. Після натирання стрижня тканиною він міг притягувати до себе дрібно нарізані шматочки паперу.
Тертя двох поверхонь є найпоширенішим джерелом виникнення статичного поля. Необов'язково терти два матеріали один про одного. Статичне поле може виникнути при одиночному контакті, наприклад, у разі намотування/розмотування тканинної стрічки.
Також джерелами генерування статичного поля можуть бути:
- Різкі температурні перепади;
- Високий рівень радіації.
Статичне полі то, можливо «самопридбаним» і «наведеним», тобто. отриманим від іншого сильно наелектризованого об'єкта без безпосереднього контакту з ним. Такий метод «примусової електризації» називають індукцією.
Всім нам добре відомий електричний тріск при знятті верхнього одягу або "електричний удар" від кузова автомобіля. Ми спостерігаємо і нерідко відчуваємо на собі дію статичних розрядів під час розчісування волосся, нарізування паперу, переливання бензину і т.д.
Обов'язковою умовою для створення статичного електрополя є наявність магнітних полів. Таким чином слід констатувати, що вільні заряди оточують нас постійно. Але людині цього мало і він активно використовує у своєму повсякденному житті та роботі величезну кількість різних електричних пристроїв, тим самим тільки збільшуючи загальну «електричну напруженість» довкілля.
Сфера використання
Електростатичні прилади та пристрої, принцип дії яких ґрунтувався на терті, так і не змогли залишити лабораторних полиць та навчальних, де вони переважно використовуються як демонстраційний матеріал.
Спроби використати статичні поля для генерації електричного струму теж не принесло особливих успіхів. Генератори Ван Дер Граафа та Фелічі, які були створені у 30-му та 40-му році минулого століття, теж не знайшли собі широкого застосування, т.к. це обладнання було досить громіздко.
До того ж їхнє функціонування та технічне обслуговування обходилося дуже дорого.
Дуже корисним з погляду промислового застосування виявилося відкриття коронного розряду, який широко застосовується в різних галузях промисловості. Зокрема, за його допомогою можна очищати гази від різних домішок і наносити фарбу на поверхню будь-якої конфігурації.
Проблеми, пов'язані зі статичною електрикою
Значно більшу увагу сьогодні приділяється проблемам, які є прямим наслідком накопиченої електростатичної напруги. Електроудари різної потужності можуть вражати людину як у домашніх умовах, так і на роботі.
Наприклад, светр із синтетичної тканини, в результаті тертя зі спинкою крісла або з матеріалом верхнього одягу, здатний накопичувати розряд, який «дасться взнаки» при його зніманні. Набагато потужніше б'є при дотику до кузова автомобіля, який наелектризувався від тертя повітря.
Будь-який електричний прилад, будь то кухонний комбайн, ноутбук, монітор комп'ютера або пилосос, обов'язково несе в собі електростатичний заряд, який охоче переходить в людину при контакті. Такий «перехід» може викликати, а може й не викликати хворобливих відчуттів, але він однозначно шкідливий для людського організму.
Вчені давно довели, що вплив енергії статичної електрики становить небезпеку для здоров'я людини, зокрема для серцево-судинної та центральної нервової системи.
Захист
У згадуваному раніше ГОСТі детально розглядаються способи захисту від впливу статичних полів, найпростішим з яких є надійне заземлення обладнання.
Що можна зробити для захисту від статичних полів приміщень приватного будинку та промислових приміщень?
Відео: як позбутися статичної електрики.
https://www.youtube.com/watch?v=ls-hBlqJu9Y
Для захисту людей та високоточного обладнання від впливу статичної електрики на виробництві використовують спеціальні екрани та інші електромеханічні пристрої. Для придушення електризації в рідких полімерах застосовують спеціальні присадки та розчинники. Широко використовуються як для захисту від статичної електрики в побуті та на виробництві різні антистатики.
Це хімічні речовини, що мають низьку молекулярну масу, що дозволяє їх молекул легко переміщатися і, на додаток до цього, вступати реакцію з атмосферною вологою. Сукупність цих характеристик дозволяє їм розсіювати вогнища виникнення статичних полів та знімати статистичну напругу з людини.
