Статическое электричество — для студента

С проявлениями статического электричества легко столкнуться в повседневной жизни: при быстром снятии свитера, хождении по ковру в шерстяных носках, при использовании автомобиля. Образуемый в быту заряд неприятен, но не опасен для человека, а промышленности же статика может привести в пожару или взрыву.

Что это такое

Со статическим электричеством знакомы все люди. Это совокупность явлений, которые связаны с возникновением, сохранением и свободного накопления электрического заряда. Последний возникает на поверхности диэлектрика, который плохо проводит ток, или на изолированным проводнике, не имеющим доступ к постоянному току.

В Быту со статическим электричеством сталкивались все

Появление статического электричества связано с отсутствием перемещения заряда. Свободно передвигающиеся по проводнику электрические заряды являются электрический током. Если же эти заряды останавливаются в одном месте, это называется статическим электричеством.

В любом веществе положительные и отрицательные частицы атомов находятся в равновесии, их количество равно. При этом отрицательно заряженные электроны могут перемещаться между атомами, формирую положительный или отрицательный заряд. Это способствует формированию статического нестабильного электрического поля.

Статика неприятна, но не опасна

Важно! О статическом электричестве, его возникновении и способах защиты сказано в ГОСТе 17.1.018-79.

Сколько вольт в статическом напряжении

Сила разряда и характеристика статического напряжения может быть разной. Человек может ощущать разряд свыше 3 тысяч Вольт, увидеть искры можно от 5 тысяч Вольт, накапливать в теле можно до 10 тысяч.

Иногда энергия заряда достигает 1,4 джоулей, чего достаточно для поджигания горючих газов и жидкостей, но это происходит только на производстве.

Как получить

В домашних условиях получить статическое электричество несложно:

1. Необходимо надеть сухие чистые носки из шерсти (желательно предварительно нагреть их на батарее) и пройти по нейлоновому ковру, не отрывая ног. Сильно шаркать не стоит, так как разрядка произойдет быстрее, чем нужно. Для получения заряда необходимо прикоснуться к металлическому предмету или человеку;

Проще всего пошаркать ногами в носках по ковру

1. Необходимо взять воздушный шарик (не из фольги) и надуть его. Затем взять шерстяной предмет и потереть шарик 10 секунд. Также можно приложить шарик к голове и потереть о волосы. Для проверки нужно поднести шарик к пустой алюминиевой банке, лежащей на боку: если она начала откатываться, заряд скопился. Для разрядки нужно потереть шарик о металл несколько секунд;
2. Для более наглядной демонстрации и проверки заряда можно сделать специальный электроскоп. Потребуется взять стакан из вспененного полистирола, проделать в нижней части 2 отверстия и продеть через них трубочку так, чтобы оба ее конца находились снаружи. К верхнему краю нужно прикрепить при помощи скотча 4 небольших глиняных шарика на равном расстоянии друг от друга, перевернуть стакан и поставить вверх дном в центр алюминиевого противня. Далее нужно взять кусочек алюминия и скатать из него шарик, отрезать нитку (ее длина должна быть в 2-3 раза больше, чем высота от края соломинки до противня) и привязать к ней шарик. Второй конец нужно привязать к обоим концам трубочки, поправить последнюю так, чтобы алюминиевый шарик свисал почти до противня, но не прикасался к нему. Если поднести к шарику заряженный шарик, шарик потянется за ним.

Еще один способ — потереть надутый шарик о волосы

Причины возникновения

На молекулярном уровне напряжение возникает при столкновении поверхностей из разных материалов, когда ионы и электроны с поверхностей начинают перераспределяться. Чем больше площади поверхностей и прилагаемые усилия, тем выше степень электризации.

Главная причина возникновения заряда — трение

Существует несколько причин возникновения и накапливания электростатического напряжения:

1. Контакт (трение, наматывание, разматывание) 2 различных материалов с последующим отдалением: например, трение шерстяной ткани о резиновый шарик;
2. Резкие перепады температур;
3. Сухой воздух: при влажности более 80% статическое электричество не образуется, так как вода хорошо проводит ток;
4. Наличие радиации, рентгеновских лучей или УФ-излучения;
5. Образуется заряд и при работе некоторых бумажных станков: при раскрое или резке;
6. Статика может возникнуть перед или во время грозы. Разряд возникает между 2 облаками или между облаком и землей, при попадании молнии в громоотвод электричество уходит в почву.

Наглядный пример статического напряжения — гроза

Область применения

Применять статическую электроэнергия в быту пока что не научились — слишком сложный и опасный процесс получения. Многие приборы, работающие на силе трения, применяются только для показа опытов.

Вам это будет интересно  Особенности светильника ДРЛ 250

Намного чаще статика применяется на производстве: при покраске поверхностей, очищении от пыли примесей, создании ворса и т.д.

Какая опасность статического напряжения

Главная опасность заключается в неконтролируемом ударе током. В быту это практически неопасно: например, при снятии шерстяного свитера человека ударит током, но сила этого заряда будет крайне мала.

При длительном нахождении в электрическом поле повышенной напряженности у человека могут начаться проблемы со здоровьем: головные боли, нарушение сна, раздражительность, нарушение работы сердечно-сосудистой и нервной систем.

Достаточно сильный разряд может привести к пожару

Намного выше опасность статического напряжения на производстве и при перевозке легковоспламеняемых веществ: при сильном разряде они могут взорваться или загореться.

Например, в вентиляции и вытяжке может скопиться пыль из диэлектрического материала, который легко вспыхивает и разгорается из-за постоянной подачи воздуха.

При перевозке электричество может скапливаться при перекачке или сливе жидкостей, даже за счет плескания при езде.

Важно! В домашних условиях полезно «заземляться», например, ходить босиком.

Меры безопасности

В бытовых условиях защититься от статики можно при помощи следующих мер:

1. Увлажнять воздух и каждый день проветривать комнаты;
2. Регулярно проводить влажную уборку, чтобы уменьшить количество пыли, и использовать специальные антистатические щетки;

Использование щетки позволяет снять скопившееся напряжение

1. По возможности использовать мебель из материалов, снимающих статику: специальный линолеум, дерево;
2. Не гладить животных при слишком сухом воздухе, расчесываться деревянными или металлическими щетками — пластик сильно электризуется;
3. Использовать для одежды антистатические спреи, шерстяные вещи снимать медленно для уменьшения трения;
4. На днище автомобиля необходимо наклеить антистатическую полосу для снижения образования статики.

На производстве снизить электростатическое напряжение можно, уменьшив скорость работы, используя специальные материалы и заземление. Также по ГОСТу энергия накопления заряда на поверхности предметов не должна превышать 40% от наименьшей энергии загорания.

На производстве должны быть приняты меры предосторожности

Статическое электричество многие считают неопасным, хоть и не особо приятным. Однако все зависит от силы заряда: в промышленности или при перевозке большого количества горючих жидкостей накопившийся разряд может быть очень сильным и привести к пожару.

Источник: https://rusenergetics.ru/polezno-znat/staticheskoe-elektrichestvo

Статическое электричество — электростатика. Откуда берётся и как с ней бороться дома и на производстве. — Дмитрий — КОНТ

• Приветствую Вас!
• В этой статье Вы узнаете откуда берётся статическое электричество, как с ним бороться дома и на производстве и чего нужно опасаться при взаимодействии со статикой.
• Статическое электричество — свободные электрические заряды, скапливающиеся на поверхности или внутри различных изолированных от земли тел.

Статическое электричество.

Откуда появляется статическое электричество?

В природе главными генераторами статического электричества являются:

— Ветер. Трение о любые поверхности образует очаги напряженности на поверхностях.

— Грозы и молнии. Ионизация воздуха. Заряженные частицы электризуют всё вокруг и часть уходит в землю.

Если грозы могут быть чаще всего летом, то ветер постоянен и присутствует практически всегда и везде — движение воздушных масс не остановить.

Кроме природы источниками генерации статического электричества являются:

— Оборудование на производствах, приборы дома. За счёт электромагнитной индукции. Поля вокруг устройств.

— Сам человек. Да, человек во время движения генерирует очень много статики и этот показатель может достигать до 10.000 Вольт, но при крайне низком токе и именно поэтому статическое электричество не доставляет много дискомфорта. Особенно ярко это выражается в зимнее время.

Методы борьбы со статическим электричеством.

В данном абзаце разделю дом и производство, но в целом подходы почти одинаковы и разница лишь в цене реализации защиты.

Защита от статического электричества на предприятиях и производствах.

1) На предприятиях от недостаточных мер антистатической защиты могут быть пожары, если это ткацкие предприятия. На предприятиях электронной промышленности будут страдать электронные компоненты, потому что они крайне нежные и боятся статических разрядов даже в 100 вольт.

1. Методы защиты:
2. — качественное заземление по всему периметру предприятия, организованное по стандартам данной отрасли.
3. — обязательное заземление всего парка станков и оборудования внутри предприятия.

— на предприятиях электронной промышленности даже пол имеет специальное устройство, позволяющее новым свободным зарядам стекать в землю через заземлители. Кроме этого перед входом на предприятие электронной промышленности стоят специальные турникеты, подойдя к которым человек самостоятельно себя разряжает стоя на пластинах и только после этого турникет откроется.

— Промышленные системы увлажнения воздуха. Они могут быть встроенными в систему вентиляции и кондиционирования, а могут быть отдельно стоящими, как на этой фото ниже. Влажность — ключевой параметр при борьбе с появлением статического электричества.

• Достаточной влажностью воздуха считается — 50%
• — Кроме всего вышесказанного отдельное внимание уделяется заземлению самого человека во время работы с оборудованием и делается это при помощи антистатического браслета(ESD), который человек одевает на руку. В свою очередь сам браслет подключается к специальной розетке для заземления, как на этой фото

Внутри розетки находится сопротивление номиналом 1 мегаОм, через который появляющийся ток плавно стекает в шину заземления, которая соединена с этой розеткой. Именно плавно, потому что быстро — это искра, а именно с ними мы и боремся.

2) Защита от статического электричества дома.

В домашних условиях тоже можно успешно бороться со статикой, но приёмов гораздо меньше, чем на производствах.

Не у всех в домах и квартирах имеется централизованное заземление. В своём доме его можно сделать, но в квартирах это проблематично. Подключаться к металлическим конструкциям щитовых нельзя. Потому что заземления бывают разные. Это опасно для жизни.

Для консультаций на тему заземления в вашем конкретном случае лучше вызвать специалиста — электрика. Наличие или отсутствие у вас заземления в розетках можно увидеть, глядя на внутреннюю часть электрических розеток в вашем доме или квартиры.

В той, в которой есть третий провод, есть дополнительные контакты — заземление, а в той, в которой нет заземления — всего 2 контакта, как на фото.

1. Если счастливчики могут заземлить свои электроприборы, то это здорово, но это далеко не все методы!
2. Первым и, пожалуй, единственным отличным способом борьбы с ударами статического электричества в домашних условиях является увлажнение воздуха!

Объяснение простое — влага, появившаяся в воздухе, является отличным переносчиком зарядов, в том числе и с человека.

То есть если в вашей квартире уровень влажности постоянно и без увлажнителя составляет не менее 45%, то увлажнитель вам не нужен. Я уверен, что вас током от приборов не бьёт(при условии, что приборы исправны).

Измерить влажность воздуха и одновременно его температуру позволяет недорогой прибор — гигрометр, на фото.

Кстати говоря многие цветы очень негативно относятся к сухому воздуху и плохо растут.

Дополнительно стоит добавить, что в зимнее время, при температурах ниже 0, влажность воздуха резко понижается, из-за того, что влага в воздухе кристаллизуется и перестаёт быть переносчиком зарядов. И поэтому проблема с ударами тока от приборов проявляет себя только зимой.

Что касается ударов электричеством зимой от машины, то тут спасенье только одно — перчатки.

Объяснение — в сухом зимнем воздухе при ходьбе человек в изолированной от земли обуви — генератор статики и показатель может легко достигать 10.000 вольт.

Машина в свою очередь стоит на улице и ею благополучно занимается ветер, трение которого также генерирует на корпусе машины статику. Машина на резиновых колёсах и тоже изолирована от земли.

И тут встречаются 2 конденсатора — человек и машина.

К примеру человек накопил 5000 Вольт, а машина 3000 Вольт. При касании происходит уравнивание потенциалов и на обоих становится по 4000 Вольт. И переход от человека на машину уже болезненно ощущается, а перетекло всего 1000 Вольт. Не пугайтесь, это нормальные цифры для статического электричества, больших токов в нем почти не бывает.

К машине в качестве заземлителя многие прикручивают(к металлическим её частям) антистатические ремешки, как на фото, но в этом случае зимой разряд с человека 5000 Вольт на заземленную машину с нулевым потенциалом будет гораздо сильнее и неприятнее, поэтому решение это не самое лучшее на мой взгляд.

Спасибо Огромное Вам за прочтение моей статьи до конца, если понравилось — поделитесь статьёй в соцсетях. Статья написана после публикации моего видео на эту же тему.

• ******************************************
• Мой Youtube канал «Технологии производства электроники»
• Монтаж печатных плат, консультации производств и разработка электроники — https://express-24.ru
• Мой Блог на Boosty с интересными материалами — https://boosty.to/afire14

Источник: https://cont.ws/post/1533089

Как избавиться от статического электричества в офисе

Главная › Разное

Рейтинг статьи () Загрузка…

Человек ежедневно встречается с электричеством, которое скапливается на различных синтетических вещах. То, как снять статическое напряжение, зависит от места и причин его возникновения. Способы для дома и предприятия отличаются из-за потенциальной опасности неконтролируемого заряда.

Суть явления

Под статическим электричеством понимается избыток свободных электронов, которые собираются на поверхности материала, имеющего нулевую проводимость тока. Хранится на материале оно до того момента, пока диэлектрик не войдет в контакт с проводником.

Статическое электричество можно встретить в быту и в природе. В дикой природе электроны скапливаются рядом с источниками воды, местами схождений лавин и ударов молний. В быту статическое электричество появляется из-за трения. Источником тока является и сам человек. В зависимости от чувствительности, его можно ощущать или нет. Зависит это от работы центральной нервной системы.

Источники

Источником становится поверхность, которая соприкасалась с другим материалом. Если в опытах с расческой необходимо тереть ткань о пластмассу, то в жизни разряд может накапливаться от одиночного контакта. Кроме трения, причиной возникновения статики может быть перепад температур или высокий уровень радиации.

Предмет может самостоятельно создать статическое поле или получить его от другого объекта после контакта с ним. Во втором случае происходит принудительная электризация или индукция.

Появиться статика может только при воздействии магнитного поля. Свободные заряды находятся вокруг, но их разряд слишком слаб, чтобы на человека это как-то влияло. Среда обитания обретает большое количество источников для получения дополнительного статического электричества.

Факторы

Статика влечет за собой опасные и вредные факторы. Особенно четко они прослеживаются на предприятиях, где должна соблюдаться определенная техника безопасности при работе с легковоспламеняющимися материалами. Искра может стать причиной пожара или взрыва, а при работе человека со станками — причиной получения травмы из-за сокращения мышц после разряда.

Негативные факторы распространяются и на приборы. Оборудование для точных измерений перестает показывать корректные данные, а микросхемы в простых устройствах сгорают после получения разряда. Поэтому нужно знать, как снять статическое напряжение с материалов и человека.

Как от него защититься

Способы защиты от электричества на производстве и в быту отличаются. Причина заключается в потенциальных последствиях и необходимых мерах для предотвращения накопления большого заряда.

На производстве для предотвращения вредного и опасного воздействия статики предпринимают комплекс из следующих защитных мер:

• предотвращение проникновения электрического тока в зону работы;
• повышение проводимости материалов и окружающей среды;
• увеличение устойчивости машин и механизмов к разрядам тока;
• снижение скоростей обработки и транспортировки материалов;
• создание полноценного грамотно оборудованного заземления.

Внимание! Способы предотвращения разрядов делятся на два типа: снижение активности создания статики и ускорение ухода энергии в почву.

Для устранения вероятности образования разрядов в быту применяются следующие меры:

• замена мебели на антистатическую;
• использование древесины и других материалов для отделки помещений, снимающих статику;
• использование деревянной и металлической расчески и гребня;
• шерстяная одежда снимается медленно;
• влажная уборка;
• шелковые вещи обрабатываются антистатическими спреями
• проветривание;
• использование антистатических щеток.

Дома не требуется устанавливать специальное заземление для отвода статического электричества. Но в условиях предприятия оно будет необходимо. В таком оборудовании точка сопротивления должна находиться не выше 1 мегаОма.

Влияние

Самое яркое проявление статического электричества можно встретить на промышленном производстве. По его вине происходят непредвиденные воспламенения горючих материалов из-за образующихся искр при контакте оператора с заземленным оборудованием. Электростатическая энергия может нести в себе разряд на 1.4 джоуля, чего становится достаточно для возгорания горючих веществ.

Интересно! Для предотвращения подобных ситуаций был разработан ГОСТ, в соответствии с которым накопленная энергия от статического заряда не может превышать 40% от необходимой энергии для загорания веществ или материалов.

Человек является переносчиком частиц, которые скапливаются на одежде. При этом главным условием накопления заряда является наличие обуви с подошвой, которая не позволяет электричеству уходить с тела.

Человек ощущает статику на себе в виде продолжительного напряжения или в качестве моментального разряда.

В первом случае проходит слабое напряжение на протяжении долгого времени, а во втором — краткосрочное высвобождение, ощущаемое как покалывание.

Редко мощность разряда превышает 7 джоулей, поэтому электричество не представляет опасности напрямую, но есть и косвенное влияние. Оно проявляется в виде сокращения мышц, из-за чего могут возникать производственные травмы.

Внимание! После сокращения мышц части тела невольно могут попасть в рабочие и движущиеся механизмы.

Постоянные разряды начинают отражаться на человеке. Ему становится сложнее работать, увеличивается раздраженность и усталость. Ритм сна и функционирование нервной системы в целом ухудшается.

Как избавиться от статического электричества

Статика появляется в любом помещении, будь то офис, квартира или дом. Чтобы избавиться от электричества, необходимо предпринять ряд мер:

1. Увлажнить воздух. Для этого нужно проводить регулярные влажные уборки и проветривать помещение. В качестве дополнительного средства используются увлажнители воздуха. Если их стоимость отпугивает, то можно развесить на трубах мокрые полотенца.
2. Заменить вещи из искусственных материалов на натуральные, например, из древесины.
3. Если не получается полностью отказаться от синтетических материалов, то их можно обрабатывать антистатическими спреями. Особенно актуален этот метод в случае, когда необходимо понять, как избавиться в офисе от статического электричества, где нельзя ничего заменить.
4. Если на пол настелен линолеум, то его нужно мыть с применением средства, предотвращающего возникновение электричества.

В бытовых ситуациях статическое электричество не представляет опасности, но является неприятным фактором, с которым можно бороться простыми методами. Куда опаснее заряды проявляют себя на производстве, где разряд может стать причиной возгорания легковоспламеняющихся материалов. Тогда применяемые методы защиты будут серьезнее, так как от этого зависит процесс производства и жизни людей.

8 хитростей, как избавиться от статического электричества и перестать бить окружающих током

Источник: https://electrik-ufa.ru/raznoe/kak-izbavitsya-ot-staticheskogo-elektrichestva-v-ofise

Статическое напряжение. Детская забава или смертельная опасность?

Статическое напряжение приносит пользу, а иногда и неприятности. Попробуем разобраться почему. На дружеской вечеринке смешайте в чашке ложку соли и щепотку перца. Попросите друзей разделить смесь на составляющие.

После бесполезных попыток продемонстрируйте им небольшой эксперимент. Расчешите волосы пластиковой расческой, а затем дотроньтесь ею до содержимого чашки. Частицы перца сами выскочат из емкости.

В основе этого забавного опыта лежит интересное явление статического электричества.

Просто о сложном

Под словом «электричество» ученые подразумевают взаимодействие электрических зарядов. Их движение упорядочено, чтобы люди могли пользоваться разнообразными приборами и механизмами: от чайника до троллейбуса.

Статическое электричество не спешит запускать в работу холодильник или мобильный телефон. Оно находится в состоянии релаксации. То есть, свободный заряд сохраняется, пока не возникнут условия для движения.

Это довольно просто: представьте пожарного, который ждет сообщения о возгорании жилого дома.

Как открыли статическое электричество

Примерно восемь тысяч лет назад наши предки приручили диких коз и овец. Они заметили, что изделия из шерсти обладают необычной способностью накапливать заряд. Впервые понятие о статическом электричестве пытался сформулировать древнегреческий математик Фалес.

Для своих опытов он использовал янтарь. Камень притягивает мелкие легкие частицы, если натереть его шерстяной тканью. Тогда из этого явления не смогли извлечь пользу. Электрон по-гречески янтарь.

В честь него гораздо позже назвали элементарную частицу с отрицательным зарядом.

Спустя две тысячи лет придворный врач английской королевы Уильям Гилберт описывает, что такое статическое электричество. В своём научном труде по физике он подчеркивает родственную природу электричества и явления магнетизма.

В результате ученый узнал, что предметы под воздействием электричества могут не только притягиваться, но и отталкиваться друг от друга.

Немного науки

Сегодня причины возникновения статического электричества хорошо изучены. Это явление наблюдается на поверхностях некоторых предметов в результате взаимодействия с другими материалами. Сила заряда и его способность сохраняться зависят от их свойств и состава. Самый простой пример взаимодействия тел – трение.

Чем интенсивнее и быстрее девушка расчёсывает волосы, тем сильнее образуется заряд. Статическое электричество окружает людей повсюду, но они замечают его не всегда. Электростатические заряды образуются в солнечную погоду при передвижении на автомобиле. Они накапливаются от напряжения, которое возникает между асфальтом и кузовом.

Если водитель не использует антистатик, это приведет к искре.

На языке физиков такой процесс называется электролизация. Она возникает при трении двух разных материалов – диэлектриков, которые слабо проводят электрический ток.

Если у диэлектриков одинаковые характеристики, то заряд не образуется. Другой вариант как получить статическое электричество – взаимодействие диэлектрика и заизолированного проводника.

То есть при условии, что проводник не может поделиться полученной электростатической энергией с другим предметом.

Опасность статического электричества

Большинство явлений статического электричества в повседневной жизни человек просто не замечает. Незначительные неприятности могут возникнуть при использовании одежды из шерсти или синтетики. Величины токов в этом случае очень небольшие и не оставляют травм.

На бытовом уровне это вполне безопасно. Сложности появляются, когда речь заходит о промышленном производстве, предприятиях перерабатывающей отрасли или машиностроения. В больших количествах электростатические заряды присутствуют на производстве.

Станки, сепараторы, ленты транспортера могут обладать значительным потенциалом.

Если таких факторов много, образуется электрическое поле с высокими показателями напряженности. В этой обстановке находится не только некомфортно, но и опасно для здоровья.

Главная причина для беспокойства в условиях опасного производства — пожарная опасность статического напряжения. На поверхности оборудования или одежды может накопиться большой заряд.

Речь идет о работе с легковоспламеняющимися жидкостями, горючими газами и взрывоопасными смесями. Искра может стать причиной серьезной аварии.

Защита от статического электричества

Чтобы избежать неблагоприятного воздействия этого явления, разработан государственный стандарт показателя напряженности электростатических полей. Его максимально допустимый уровень 60 кВ/м в час. Они могут изменяться от времени нахождения рабочего в опасном помещении.

Измерить уровень заряда статического электричества – задача для профессионала. Ключевым показателем является зависимость сопротивления поля (его способность препятствовать прохождению тока) и его напряженности (отношение силы поля к величине заряда).

На этом основывается работа измерительных приборов.

Влияние статического электричества на организм человека может быть губительным и вызывает различные заболевания, в том числе психические. Если говорить о производственной безопасности в целом, основных способов борьбы два:

1. Снижение возможности образования электростатических зарядов.
2. Устранение накопления электростатических зарядов.

Чтобы уменьшить трение – детали оборудования шлифуют и смазывают. Для изготовления механизмов применяются одинаковые материалы. Избавиться от зарядов можно с помощью заземления станков.

Статическое электричество может сыграть злую шутку при распылении или разбрызгивании жидкостей с низкими показателями проводимости тока. Это чревато их воспламенением.

Проблема решается использование специальной тары и условиями обработки. К индивидуальным средствам защиты от статического напряжения можно отнести несколько наименований:

1. Специальная одежда (штаны и куртка).
2. Обувь с подошвой, обеспечивающей изоляцию.
3. Перчатки.
4. Браслеты для снятия диэлектрического напряжения.

Нет худа без добра

Статическое электричество приносит не только вред, но и пользу. С развитием технологий, люди приручили статическое напряжение и научились извлекать из него выгоду. Так явление успешно используется при ламининации пиломатериалов, в бумажной промышленности. Накопленный заряд помогает при изготовлении и нанесении этикеток и при качественной порошковой покраске автомобилей.

Источник: https://VseOToke.ru/elektrobezopasnost/staticheskoe-jelektrichestvo

Что такое статическое электричество и как с ним бороться?

Понятие о статическом электричестве знакомо всем из школьного курса физики. Статическое электричество возникает в процессе появления зарядов на проводниках, поверхностях различных предметов. Появляются они в результате трения, возникающего при соприкосновении предметов.

Что это такое — статическое электричество

Все вещества состоят из атомов. В атоме находится ядро, вокруг которого расположены в одинаковом количестве электроны и протоны. Они способны перемещаться из одного атома в другой. При движении формируются отрицательные и положительные ионы. Их дисбаланс приводит к тому, что возникает статика. Статический заряд протонов и электронов в атоме одинаков, но имеет разную полярность.

Статика появляется в быту. Статический разряд может происходить при низких токах, но высоких напряжениях. Опасности для людей в этом случае нет, но разряд опасен для электроприборов. Во время разряда страдают микропроцессоры, транзисторы и другие элементы схемы.

Причины возникновения статистического электричества

Возникает статика при следующих состояниях:

• контакте или удалении друг от друга двух разных материалов;
• резких перепадах температуры;
• радиации, УФ-излучении, рентгеновских лучах;
• работе бумагорезательной машины и раскроечных станков.

Статика часто возникает во время грозы или перед ней. Грозовые облака при движении по воздуху, насыщенному влагой, образуют статическое электричество. Разряд происходит между облаком и землей, между отдельными облаками.

Устройство молниеотводов помогает провести заряд в землю. Грозовые облака создают электрический потенциал на металлических предметах, вызывающих легкие удары при прикосновении к ним.

Для человека удар не опасен, но мощная искра способна вызвать возгорание некоторых предметов.

Каждый житель неоднократно слышал треск, который раздается при снятии одежды, удар от прикосновения к автомобилю. Это является следствием появления статики. Электроразряд чувствуется при нарезании бумаги, расчесывании волос, при переливании бензина.

Свободные заряды сопровождают человека везде. Использование различных электрических устройств увеличивает их появление.

Они возникают при пересыпании и измельчении твердых продуктов, перекачивании или переливании горючих жидкостей, при перевозке их в цистернах, при сматывании бумаги, тканей и пленки.

  Как и чем тушить электрооборудование под напряжением?

Заряд появляется в результате электрической индукции. На металлических корпусах автомобилей в сухое время года создаются большие электрические заряды. Экран телевизора или монитор компьютера способен заряжаться от воздействия луча, создаваемого в электронно-лучевой трубке.

Вред и польза от статистического электричества

Статический заряд пытались использовать многие ученые и изобретатели. Создавались громоздкие агрегаты, польза от которых была низкой. Полезным оказалось открытие учеными коронного разряда. Он широко используется в промышленности.

С помощью электростатического заряда красят сложные поверхности, очищают газы от примесей. Все это хорошо, но существуют и многочисленные проблемы. Электроудары бывают большой мощности. Они способны иногда поражать человека.

Это случается и дома, и на рабочем месте.

Вред статического электричества проявляется в ударах разной мощности при снятии синтетического свитера, при выходе из автомобиля, включении и выключении кухонного комбайна и пылесоса, ноутбука и микроволновой печи. Эти удары могут оказаться вредными.

Ток разряда, принесенного человеком, своим теплом разрушает соединения, разрывает дорожки микросхем, уничтожает пленку полевых транзисторов. В результате схема приходит в негодность. Чаще всего это происходит не сразу, а на любом этапе в процессе работы инструмента.

На предприятиях, обрабатывающих бумагу, пластмассу, текстиль, материалы часто ведут себя неправильно.

Они склеиваются друг с другом, прилипают к различным видам оборудования, отталкиваются, собирают много пыли на себя, наматываются неправильно на катушки или бобины. Виной этого является возникновение статического электричества.

Два одинаковых по полярности заряда отталкиваются друг от друга. Иные, один из которых заряжен положительно, а другой — отрицательно, притягиваются. Так же ведут себя и заряженные материалы.

На полиграфических предприятиях и в других местах, где используются в работе легковоспламеняющиеся растворители, возможно возникновение пожара. Это происходит в тех случаях, когда на операторе надета обувь с токонепроводящей подошвой, а оборудование не имеет правильного заземления. Способность возгорания зависит от следующих факторов:

• типа разряда;
• мощности разряда;
• источника статического разряда;
• энергии;
• наличия поблизости растворителей или других горючих жидкостей.

Разряды бывают искровыми, кистевыми, скользящими кистевыми. От человека исходит искровой разряд. Кистевой возникает на заостренных частях оборудования.

Энергия его настолько мала, что он практически не вызывает угрозы пожара. Кистевой разряд скользящий возникает на листовых синтетических, а также на рулонных материалах с разными зарядами на каждой стороне полотна.

Опасность он представляет такую же, как искровой разряд.

Поражающая способность — главный вопрос для специалистов по технике безопасности. Если человек держится за бобину и сам находится в зоне напряжения, его тело тоже зарядится.

В результате происходят рефлекторные движения, которые иногда приводят к травме.

Длительное пребывание в заряженной зоне приводит к раздражительности человека, к снижению аппетита, ухудшению сна.

Пыль из производственного помещения удаляется с помощью вентиляции. Она скапливается в трубах и может воспламениться от статистического искрового разряда.

Как снять статическое электричество с человека

Самое простейшее средство защиты от него — заземление оборудования. В условиях производства используются для этой цели экраны и иные приспособления. В жидких веществах применяются специальные растворители и присадки.

Активно используются антистатические растворы. Это вещества с низкой молекулярной массой. Молекулы в антистатике легко перемещаются и вступают в реакцию с влагой, содержащейся в воздухе.

За счет этой характеристики с человека снимается статика.

Если обувь оператора на токонепроводящей подошве, он должен обязательно прикоснуться к заземлению. Тогда уход статического тока в землю нельзя будет остановить, но человек получит сильный или слабый удар.

Действие статического тока мы чувствуем после ходьбы по коврам и паласам. Удары током получают водители, выходящие из машины. От этой проблемы избавиться легко: достаточно прикоснуться к двери рукой, сидя на месте.

Заряд стечет в землю.

Хорошо помогает проведение ионизации. Делается это с помощью антистатической планки. Она имеет много иголок из специальных сплавов. Под действием тока в 4-7кВ воздух вокруг разлагается на ионы. Используются и воздушные ножи.

Они представляют собой антистатическую планку, через которую вдувается воздух и очищает поверхность. Заряды статики активно образуются при разбрызгивании жидкостей, обладающих диэлектрическими свойствами.

Поэтому для снижения действия электронов нельзя допускать падающей струи.

Желательно использовать антистатический линолеум на полу и чаще проводить уборку с помощью средств бытовой химии. На предприятиях, связанных с обработкой тканей или бумаги, проблему избавления от статики решают смачиванием материалов. Повышение влажности не дает накапливаться вредному электричеству.

Чтобы снять статику, необходимо:

• увлажнять воздух в помещении;
• обрабатывать ковры и паласы антистатиками;
• протирать сиденья в машине и в комнатах антистатическими салфетками;
• чаще увлажнять кожу на себе;
• отказаться от синтетической одежды;
• носить обувь на кожаной подошве;
• предотвращать появление статики на белье после стирки.

Хорошо увлажняют атмосферу комнатные цветы, кипящий чайник, специальные приспособления. Антистатические составы продаются в магазинах бытовой химии. Они распыляются над ковровой поверхностью.

Можно изготовить антистатик самостоятельно. Для этого берут смягчитель ткани (1 колпачок), выливают в бутылку. Затем емкость наполняется чистой водой, которую разбрызгивают над поверхностью ковра.

Салфетки, смоченные антистатиком, нейтрализуют заряды на обивке сидений.

Увлажнение кожи производится лосьоном после душа. Руки протираются несколько раз в день. Следует поменять одежду на натуральную. Если она заряжается, обработать антистатиками.

При полоскании белья можно добавить в машину уксус (¼ стакана). Сушить белье лучше на свежем воздухе.

Все перечисленные меры помогают нейтрализовать статические проблемы.

Источник: https://odinelectric.ru/elektrosnabzhenie/bezopasnost/chto-takoe-staticheskoe-elektrichestvo-i-kak-s-nim-borotsya

Статическое электричество, уникальные методы защиты

Введение

Электрические свойства тел основываются на том, как они могут проводить ток. Их подразделяют на  изоляторы и проводники. В том случае, когда объёмное электросопротивление материала превосходит 105 Ом, то данное вещество называют диэлектриком, не проводящий электрический ток.

В электростатике границы между непроводником и проводником оценивается показателем удельного сопротивления лишь 10 кОм*м. При переходе её вещество может преобразоваться в источник статического электричества (СЭ). Материал может быть в твёрдом или жидком состоянии.

При его трении, дроблении, перемешивании, деформации, перекачивании электроны начинают перераспределяться на поверхности контакта, образовывая двойные слои электрического типа. В этот момент возникают заряды на поверхности диэлектрика, то есть статического электричества.

Струя легковоспламеняющейся жидкости легко электризуется при свободном течении.

Накопление заряда данного процесса, который появляется, при работе с нефтепродуктами приводит к разряду, который представляет большую пожароопасность и взрывоопасность.

Электрические заряды в промышленности накапливаются на ремнях приводов, в пылевоздушных смесях в пневмосистемых, на конвейерных лентах или в смесях аэрозольного транспорта.

На предприятиях по пищевому производству статическое электричество образуется при процессе дробления, измельчения или просеивания сухих компонентов или при переработке зёрен [1].

Статическое электричество появляется при соприкосновении тел с различным температурным режимом, концентрацией зарядов, шероховатостью, электрическим положением атомов.

В этом случае происходит упорядоченное перераспределение зарядов в месте, где случился контакт.

При критическом показателе величины его напряжённости над поверхностями тел возникает электрический разряд. Для среды воздушного типа она имеет показатель 30 кВ/см.

Степень электризации тела зависит от величины его потенциала по отношению к земле. Она возрастает в разных физических либо технологических процессах.

Таких, как трение тел, перекачка и налив свободной струёй жидкости неэлектропроводного типа, обработка и перемещение сухих веществ. Заряды на диэлектриках могут возникать при их процессе трения об металл.

В таком случае металлический предмет заземляют, чтобы заряд стекал в землю.

• Определение энергии разряда.
• Электрическая искробезопасность – процесс предотвращения возможностей по образованию искры от статического электричества. Безопасную энергию, при наличии которой не будет образовываться пробой, можно вычислить по следующей формуле:
• Эи = к∙Эmin,

где к = 0,4-0,5 – показатель коэффициента безопасности; Эmin – минимальный показатель энергии, при которой происходит воспламенение горючего материала (для воспламенения смесей газов и паров с воздухом Эmin имеет показатель доли миллиДжоуля и определяется согласно таблице).

При накоплении статического электричества показатель заряда на  установках промышленного типа может достичь максимальной величины (45 кВ при транспортировках сыпучих сред на резиновой ленте конвейера, 80 кВ на кожаной ленте привода).

Потенциал на теле человека может достигать 20 кВ, но разряд не представляет опасности из-за малых показателей тока. Однако человек будет чувствовать уколы или судороги, что является не приятными ощущениями.

Кроме того,  при таком процессе могут быть задеты мышцы, что приведёт к некоординированным движениям и созданию аварийно опасной ситуации [2].

Электрическая ёмкость у разрядов данного типа электричества для человеческого тела имеет показатель от 100 до 350 пФ. В том случае, когда через него проходит разряд на 10 кВ, появляется энергия 5-17,5 мДж.

Данная величина превышает Эmin по воспламенению этилового спирта или бензола (0,2; 0,95 мДж) и называется пожароопасной.

Статическое электричество нарушает технологический режим, создаёт различные помехи в системе связи и в работе автоматических систем, выводит из строя приборы.

Средства защиты от СЭ.

-предупреждение возникновения электростатического заряда; В данном случае проводится заземление оборудования. Системы трубопроводов или аппаратов обычно заземляют минимум в 2 точках.

Если используемое заземляющее устройство имеет только защиту от статического электричества, то показатель его сопротивления не должен превышать 100 Ом.

Для того, чтобы между металлоконструкциями и трубопроводами, которые находятся на расстоянии меньше 10 см, не возникало СЭ, используют замкнутые контуры, при этом устанавливают интервал до 20 м и специальные перемычки из металла с заземлением.

Автоцистерны необходимо заземлять стальной цепью, чтобы в процессе движения она касалась дороги на участке не менее 20 см. Контактирующие тела применяют из материалов, удельное сопротивление которых близки по значению. Безопасные скорости по перемещению сыпучих и жидких материалов.

В том случае, если пропускать жидкий диэлектрик сквозь релаксационную ёмкость, участок трубы с максимальным диаметром, то электростатические заряды снимаются до 98 %, стекая через его стенки с заземлением В том случае, когда возникают брызги при наливе, капли электризуются достаточно интенсивно. Поэтому заполнение ёмкостей происходит с малыми расходами жидкостей.

Тонкая очистка жидкостей для уменьшения электризации.

Статическое электричество в чистых диэлектриках не накапливается. Происходит понижение значений потенциала заряда до уровня безопасности; Повышение влажности диэлектрика и окружающего воздуха также применяется для отвода зарядов.

Кроме того, статическое электричество можно уменьшить химической обработкой поверхности, например, при напылении электропроводных плёнок и антистатических аэрозолей данные процесс сводится к нулю. Электропроводные рабочие площадки, полы, трапы и заземлённые зоны. Пол на основе бетона считается электропроводным, если его толщина не превышает 3 см.

Антиэлектростатическая одежда и обувь с подошвой из кожи или электропроводной резины. Особую популярность имеет метод введения проводящих веществ в состав изготавливаемого материала: сажа, графит, порошок меди и серебра, и др.

Нейтрализация зарядов СЭ.

Для ионной нейтрализации зарядов применяется ионизация воздуха. Ионизаторы могут быть разных типов: радиоизотопные, индукционные, облучение воздуха ультрафиолетовыми и инфракрасными лучами, созданием коронного разряда. При генерации ионов в воздухе они притягиваются электростатическим полем в зоне накопления зарядов, где происходит нейтрализация последних.

На рисунке нижетизображена схема, где отрицательные ионы нейтрализуют положительные заряды СЭ. Эффективность нагнетания ионизированного воздуха в зону нейтрализации небольшая, поскольку ионы рекомбинируют в воздушном потоке. Причём рекомбинация становится интенсивней с увеличением плотности ионов.

Подбираются поверхности трения из материалов, компенсирующих возникающие электрические заряды [6].

Мероприятия по устранению электризации должны проводиться с изучением специфики производства. Наиболее эффективными оказываются комбинированные методы, когда используется одновременно несколько приёмов. Например, известно применение индукционного и радиоизотопного нейтрализаторов. Первый хорошо снижает большие заряды, а с малыми хорошо справляется второй.

Заключение

В  заключении, можно сделать вывод о том, что статическое электричество, как физическое явление носит отрицательный характер.

Заряды, которые возникают от статического электричества, могут вызывать чрезвычайные ситуации, например, пожары и взрывы в технологическом процессе, где используются легковоспламеняющиеся вещества.

Разряды от статического электричества могут вызвать у человека неприятные ощущения и приводят к ошибочным действиям или травмам. Существуют различные методы борьбы со СЭ, наиболее действенными из которых являются комбинированные.

Список литературы:

1. Металлы и электричество: А. Е. Гершберг — Москва, Левша, 2004 г.- 88 с.
2. Общая физика. Электричество и магнетизм. Сборник задач: П. Г. Кужир, Н. П. Юркевич, Г. К. Савчук — Москва, Издательство Гревцова, 2013 г.- 272 с.
3. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ: Краткий курс. (Готовимся к экзаменам, зачетам, коллоквиумам. Чт: — Москва, 2014 г.- 396 с.
4. Электричество (альбом): Джесси Рассел — Москва, Книга по Требованию, 2013 г.- 102 с.
5. Электричество и водоснабжение на дачном участке: Михаил Шевченко — Санкт-Петербург, Эксмо, 2012 г.- 256 с.
6. Электричество и магнетизм: А. Н. Матвеев — Санкт-Петербург, Лань, 2010 г.- 464 с.
7. Электричество и материя: Я.Н. Френкель — Москва, Книга по Требованию, 2012 г.- 177 с.
8. Электричество, магнетизм и электротехника в их историческом развитии: В.И. Лебедев — Санкт-Петербург, Книга по Требованию, 2012 г.- 178 с.
9. Электричество: А.А. Эйхенвальд — Санкт-Петербург, Книга по Требованию, 2012 г.- 762 с.
10. Электричество: Джесси Рассел — Москва, Книга по Требованию, 2012 г.- 54 с.
11. Электричество: С. Г. Калашников — Санкт-Петербург, ФИЗМАТЛИТ, 2004 г.- 624 с.
12. Элементарный учебник физики: Г.С. Ландсберг — Москва, Книга по Требованию, 2012 г.- 486 с.

Источник: https://sibac.info/studconf/tech/lxv/107194