Electricitatea statică este înțeleasă ca un ansamblu de fenomene asociate cu apariția și relaxarea unei sarcini electrice libere la suprafață, sau în cea mai mare parte a dielectricilor, sau pe conductorii izolați.

Formarea și acumularea de sarcini pe materialul prelucrat este asociată cu două condiții. În primul rând, trebuie să aibă loc contactul cu suprafața, rezultând formarea unui dublu strat electric. În al doilea rând, cel puțin una dintre suprafețele de contact trebuie să fie realizată din material dielectric. Încărcările vor rămâne la suprafață după separarea lor numai dacă timpul de distrugere a contactului este mai mic decât timpul de relaxare a încărcăturii. Acesta din urmă, în mare măsură, determină mărimea sarcinilor de pe suprafețele separate.

Un strat dublu electric este distribuția spațială a sarcinilor electrice la granițele de contact dintre două faze. Această distribuție a sarcinilor se observă la limitele metal - metal, metal - vid, metal - gaz, metal - semiconductor, metal - dielectric, dielectric - dielectric, lichid - solid, lichid - lichid, lichid - gaz.

Cantitatea principală care caracterizează capacitatea de electrizare este rezistivitatea electrică a suprafețelor materialele contactate. Dacă suprafeţele de contact au scăzut rezistență, apoi atunci când sunt separate, sarcinile se scurg din ele și suprafețele separate poartă o sarcină nesemnificativă. Dacă rezistența este mare sau viteza de separare a suprafeței este mare, atunci sarcinile vor fi reținute.

În consecință, principalii factori care influențează electrificarea substanțelor sunt parametrii lor electrofizici și viteza de separare.

Este convențional acceptat că atunci când rezistivitatea electrică a materialelor este mai mică de 10 5 Ohm m, sarcinile nu sunt stocate și materialele nu sunt electrificate.

Experimentele au stabilit că atunci când doi dielectrici intră în contact (frecare), cel cu o constantă dielectrică mai mare este încărcat pozitiv, în timp ce materialul cu o constantă dielectrică mai mică este încărcat negativ.

Descărcările de electricitate statistică sunt înțelese ca procese de egalizare a sarcinii între solidele individuale purtând diferite sarcini electrostatice. Ele sunt de obicei însoțite de fenomene de alunecare, coroană și descărcare de scânteie. Scânteile pot aprinde gaze sau vapori inflamabili sau pot iniția amestecuri explozive, iar câmpurile electromagnetice generate de descărcări pot deteriora componentele electronice, pot deteriora sau afecta funcționarea echipamentelor electronice.

Încărcările statice care provoacă efecte periculoase pot apărea într-o varietate de moduri. Cu toate acestea, în fabricarea și utilizarea elementelor și dispozitivelor electronice, două mecanisme de electrificare sunt esențiale: datorită inducției și frecării.

Curenții în timpul încărcării variază de la sute de picoamperi la câțiva microamperi, iar sarcinile electrostatice variază de la 3 nC la 5 µC. Diferența de potențial electrostatic dintre corpuri este determinată după finalizarea procesului de încărcare prin raportul sarcinii dobândite Q la recipient C AB corpuri unul față de celălalt:

U AB =Q/C AB .

Orez. 3.11 ilustrează influența materialelor utilizate, precum și umiditatea relativă a aerului, asupra cantității de tensiune care poate fi obținută în timpul electrificării.

Tabelul 3.1. Valori aproximative ale tensiunilor de încărcare statică la o umiditate relativă a aerului de 24% și o temperatură de 21 0 C

Piesele, componentele și dispozitivele electronice trebuie manipulate cu grijă deosebită pentru a evita deteriorarea datorată fenomenelor electrostatice.

De o importanță deosebită la manipularea dispozitivelor electronice este posibila încărcare electrostatică a corpului uman care ajunge la circuitele de comutare, plăci de circuite imprimate, elemente de control, carcase dispozitive în timpul transportului, instalării, testării, exploatării, reparației și service-ului acestora. Corpul uman are o capacitate relativă la masă pF. Dacă o persoană merge pe o podea sintetică, această capacitate poate fi încărcată cu aproximativ U max=15 kV, energie acumulată

Când o persoană se apropie de carcasa împământată a unui dispozitiv electronic, va avea loc o descărcare de scânteie și, deoarece condiția este de obicei îndeplinită

atunci va avea loc un proces aperiodic.

Cel mai puternic impact al descărcărilor de electricitate statică are loc atunci când există un obiect metalic în mână (cheie, șurubelniță, brățări conductoare etc.). În acest caz, panta curentului, care determină tensiunile de interferență induse, poate ajunge la 100 A/ns.

Descărcări statistice de electricitate se observă și în sălile de calculatoare, sălile de control și sălile de testare de la obiecte în mișcare (scaune, cărucioare de instrumente, rafturi cu hârtie imprimată, aspiratoare) pe carcasele dispozitivelor electronice atunci când acestea sunt atinse accidental.

Fiecare descărcare de electricitate statică este însoțită de câmpuri electrice și magnetice.

În acest caz, se creează un câmp electric de 4 kV/m în imediata apropiere a descărcării la o distanță de până la 10 cm și 1 kV/m la o distanță de 20 cm. În mod similar, câmpul magnetic este egal cu 15 A/m la o distanta de 10 cm si 4 A/m la o distanta de 20 cm.

Când electricitatea statică este descărcată, se observă cel mai adesea defecțiuni în funcționarea nodurilor digitale de mare viteză, precum și a elementelor de interfață digitală. Când este aplicat la conectori, tastaturi, elemente de afișare etc. este posibilă deteriorarea fizică a elementelor de interfață.

Impactul descărcărilor de electricitate statică asupra componentelor echipamentelor neprotejate este deosebit de periculos. Prin urmare, în timpul oricărei lucrări de reparație și reglare, trebuie respectate cerințele de siguranță electrostatică. La asamblarea profesională a echipamentelor se folosesc acoperiri antistatice etc. În condiții de funcționare, aceste cerințe nu pot fi întotdeauna îndeplinite. Cu toate acestea, merită în continuare respectate măsurile de precauție minime: de exemplu, înainte de a atinge componentele echipamentului, ar trebui să atingeți structurile metalice împământate, ceea ce vă va permite să eliminați excesul de încărcare.

Acest termen este înțeles în mod obișnuit ca desemnând conservarea sarcinilor electrice pe suprafețele dielectrice. Electricitatea statică este un fenomen negativ pentru viața umană și pentru funcționarea dispozitivelor electrice, deoarece Scânteile care apar ulterior pot duce la incendii și explozii. Energia lor este suficientă pentru a aprinde praful și amestecurile gaz-aer.

Descărcarea de electricitate statică acumulată pe corpul uman

Încărcătura se acumulează și pe corpul uman atunci când poartă îmbrăcăminte sintetică și de lână. În sine, o valoare potențială de cel mult 7 kJ nu este periculoasă pentru sănătatea umană, dar poate provoca contracții musculare puternice și chiar crampe și, ca urmare, căderi de la înălțime și răni la locul de muncă.

Faptul efectelor benefice ale mersului desculț pe sol a fost confirmat științific și anume îndepărtarea sarcinii statice din corpul uman.

Prezența descărcărilor în apropierea dispozitivelor de înaltă precizie poate provoca disfuncționalități (dispozitive de comunicații radio etc.).

Personalul care este expus în mod constant la sarcini electrice are mai multe șanse de a suferi de boli cronice ale sistemului nervos și cardiovascular.

Cei care lucrează în imediata apropiere a câmpului electric au adesea plângeri de iritabilitate excesivă, dureri de cap și tulburări de somn.

Cauze

Acest fenomen fizic apare din cauza frecării dielectricilor unul împotriva celuilalt sau împotriva metalelor. Încărcările încep să se acumuleze pe suprafețe, care pot fi reținute pentru perioade lungi de timp. Intensitatea generării sarcinii crește proporțional cu viteza de frecare, aria de contact, forța aplicată și rezistivitatea materialelor.

Al doilea motiv este considerat a fi inducția electrică, datorită căreia suprafețele izolate de sol acumulează particule încărcate. De exemplu, electricitatea statică se poate acumula pe obiectele metalice situate în apropierea liniilor electrice de înaltă tensiune pe vreme uscată.

În industria chimică, fenomenul se observă în timpul topirii materialelor plastice. În electronica radio, descărcările apar în timpul producției de echipamente în care sunt utilizate dielectrice. Aceeași imagine se observă la înfășurarea hârtiei și a filmului de plastic în role, turnarea și transportul pneumatic al dielectricilor (sticlă zdrobită, cauciuc dur) și transportul lichidelor (benzină și compoziții similare). Acasă, acest lucru se manifestă pe ecranele monitorului pe care sunt colectați un număr mare de protoni, cauzați de fasciculele electrice din tubul de raze.

Situații în care există o probabilitate mare de a primi un șoc electric

Au fost dezvoltate o serie de tehnologii și mijloace de protecție menite să minimizeze și să prevină acest fenomen.

Reducerea intensității sarcinilor

Măsurile vizează asigurarea securității proceselor tehnologice:

• în conformitate cu GOST-urile actuale, producția asigură controlul vitezei materiilor prime transportate prin conducte;
• Înainte de prelucrare, gazele și lichidele de lucru trebuie curățate de impurități și materii străine;
• stropirea de lichide și gaze este inacceptabilă în timpul proceselor de prelucrare și transport;
• în producție, unde este imposibil să se organizeze drenarea naturală a sarcinilor statice, se folosesc sisteme de transport închise (pentru transportul pneumatic de lichide, purjarea echipamentelor).

Legarea la pământ a aparatelor electrice și a pieselor sub tensiune:

• conform PUE, GOST-urile curente și SNiP-urile, instalațiile electrice pot fi combinate cu dispozitive de împământare împotriva sarcinilor statice;
• Rezistența încărcătorului pentru protecție împotriva electricității statice nu trebuie să fie mai mare de 100 Ohmi;
• toate suprafețele conductoare electric și părțile care transportă curent ale echipamentelor trebuie să aibă împământare de înaltă calitate;
• conductele pneumatice, puțurile de ventilație trebuie să formeze un singur circuit conectat la conductorii de împământare la fiecare 40 m, numărul minim de puncte este de 2 buc;
• Este obligatorie conectarea încărcătoarelor separate la circuitul comun la dispozitive pe suprafețele (în interiorul) cărora se poate forma o încărcare: concasoare, pulverizatoare etc.;
• containerele mari trebuie împământate în două puncte opuse conform GOST;
• În timpul încărcării (descărcării) gazelor, rezervoarele trebuie conectate la încărcătoare, care, la rândul lor, trebuie să fie amplasate în afara zonelor explozive; depresurizarea trapelor rezervorului se efectuează după conectarea carcasei la bucla de masă;

Împământarea dispozitivelor pentru a proteja oamenii împotriva șocurilor electrice

• furtunurile prin care se toarnă gazele și lichidele lichefiate trebuie să fie împletite fire de cupru sau cabluri cu un diametru de minim 4 mm. Conductorul trebuie conectat pe o parte la marginea furtunului, iar cealaltă la partea împământată a circuitului existent.

Eliminarea încărcărilor de pe suprafețele dure

Procesul constă în neutralizarea sarcinilor prin ionizarea aerului în apropierea procesului tehnologic. Conform GOST-urilor actuale, neutralizatorii sunt utilizați pentru aceasta:

• neutralizatoarele de radioizotopi sunt instalate în atelierele de explozivi;
• pentru producerea de produse de igienă este interzisă utilizarea neutralizatorilor cu radioizotopi, în astfel de cazuri, se recomandă utilizarea neutralizatorilor de inducție sau de înaltă tensiune;
• în cazul în care este imposibil să se utilizeze neutralizatori cu inducție, este indicat să se utilizeze dispozitive de neutralizare cu descărcare glisantă;
• dacă echipamentul are forme geometrice complexe și este imposibil să se asigure îndepărtarea sarcinii folosind metode standard, se folosesc neutralizatori aerodinamici, prin care ionii sunt injectați forțat în spațiul necesar.

Încărcări în amestecuri de gaze

• pentru a asigura condiții de siguranță, conform standardelor actuale GOST pentru procesele tehnologice, este necesar să se utilizeze gaze precurățate de particule solide;
• echipamentul trebuie să aibă etanșare de înaltă calitate;
• Prezența particulelor de metal și a pieselor mici în amestecurile de gaze este inacceptabilă.

Eliminarea încărcăturii din materialele în vrac

• Conform GOST-urilor actuale, este necesar să se proceseze materiale în vrac în recipiente metalice sau nemetalice conductoare.
• Materiile prime sub formă de pulbere pot fi transportate în conducte de compoziție similară (dacă acestea sunt polimeri, atunci conductele trebuie să fie din polietilenă).
• În spațiile de producție, umiditatea aerului trebuie să fie de cel puțin 65%. Dacă este imposibil să organizați această condiție, recurgeți la ionizarea aerului.
• Pentru a îmbunătăți procesul de drenaj, suprafețele de lucru sunt impregnate cu lubrifianți tensioactivi.
• Este interzisă descărcarea materiilor prime în vrac din celuloză, PVC și pungi de plastic în recipiente în care temperatura lichidului este mai mare decât temperatura lor de aprindere. În astfel de cazuri, se folosesc instalații cu șuruburi.

Pentru a evita exploziile (din cauza formării de scântei), trebuie prevenită formarea amestecurilor explozive, praful nu trebuie să se acumuleze, iar echipamentul trebuie curățat în mod regulat de amestecurile de praf-aer.

Reguli de protecție

Reguli de protecție împotriva electricității statice în producția chimică industrie:

• Dispozitivele de descărcare statică trebuie instalate la intrarea în conductele de încărcare ale rezervoarelor.
• Pentru a asigura siguranța procesului tehnologic, în conformitate cu GOST-urile actuale, se folosesc următoarele: neutralizatoare de inducție, neutralizatoare de tip submersibil, duze speciale pentru dirijarea fluxului, rezervoare de relaxare.
• Lichidele nu trebuie să stropească în timpul încărcării (descărcării).

Îndepărtarea încărcărilor de pe suprafețele vehiculelor, dispozitivelor și persoanelor:

• Conform GOST-urilor actuale, trenurile mobile trebuie să fie realizate din materiale conductoare electric. Deplasarea pe teritoriul se realizează cu stivuitoare metalice.
• În încăperile în care se umple rezervoarele mobile, podeaua este realizată din materiale conductoare electric.
• Lucrătorii trebuie să poarte încălțăminte antielectrostatică în interior.
• Nu este permisă efectuarea lucrărilor în recipiente în care pot apărea amestecuri explozive, purtând haine de lucru din fibre sintetice.

Îndepărtarea încărcăturii de la transmisiile cu curele:

• Conform GOST-urilor actuale, utilizarea rulmenților din elemente neconductoare în producție este inacceptabilă.
• Pentru a crește fiabilitatea dispozitivelor electrice, se folosesc lubrifianți conductivi electric.
• În atelierele în care nu este posibilă aplicarea altor măsuri de protecție, se folosesc neutralizatori.
• Utilizarea lubrifianților precum ceara și colofonia este inacceptabilă. Aceste substanțe ajută la creșterea rezistenței la suprafață a instalațiilor electrice.
• Nu lăsați curelele să se contamineze cu ulei sau substanțe inflamabile.
• În ateliere este necesară menținerea umidității atmosferice de cel puțin 70%, conform reglementărilor.

Antenele instalate pe acoperiș sunt considerate a fi echipamente potențial periculoase: sarcinile se acumulează pe ele din acțiunea vântului și a frecării norilor. Prin urmare, în clădirile înalte în care nu există protecții adecvate în apropiere, este necesar să construiți un paratrăsnet de înaltă calitate.

Manifestare în viața de zi cu zi

Pe covoare(din lână sau sintetice) se acumulează încărcături, sub influența cărora poate apărea o scânteie și apoi un incendiu.

Surse de acumulare de electricitate statică la domiciliu

Acumularea de praf pe suprafete poate provoca incendii casnice. O apariție frecventă în regiunile cu o situație de mediu dificilă, în apropierea întreprinderilor metalurgice și de construcții de mașini.

Pentru a preveni efectele nocive ale electricității statice, trebuie să:

• asigurarea paratrăsnetului în case;
• asigura neutralizarea și împământarea cablurilor electrice în apartamente și case;
• testați în mod regulat cablajul electric și aparatele electrice;
• curățați în mod regulat spațiile;
• previne acumularea de praf pe covoare și rafturi;
• În timpul lucrărilor de construcție, instalare și reparație, respectați regulile electrice, de incendiu și de siguranță la incendiu.

Prezența electricității statice în păr

Video despre electricitate

Cum se formează electricitatea statică și de ce este periculoasă este explicat în videoclipul de mai jos.

Protecția împotriva electricității statice este asigurată de tehnologiile moderne la un nivel înalt. Cunoașterea fenomenului și măsurile de combatere a acestuia vor ajuta la evitarea efectelor negative asupra sănătății umane și a situațiilor de urgență.

Când sarcinile electrice se deplasează liber printr-un conductor, se numește curent electric. Dacă se opresc fără să se miște și încep să se acumuleze pe ceva, ar trebui să vorbim despre electricitatea statică. În conformitate cu GOST, statica este totalitatea apariției, păstrării și acumulării libere a unei sarcini electrice pe suprafața exterioară a materialelor dielectrificate sau pe izolatori.

Apariția electricității statice

Când corpul fizic este într-o stare normală neutră, echilibrul particulelor încărcate negativ și pozitiv din el este menținut. Dacă este încălcat, în corp se formează o sarcină electrică cu un semn sau altul, are loc polarizarea - sarcinile încep să se miște.

Informații suplimentare. Fiecare obiect fizic este capabil să producă sarcini fie într-o direcție pozitivă, fie într-o direcție negativă, așa cum sunt caracterizate pe scara triboelectrică.

De exemplu:

• pozitiv: aer, piele, azbest, sticla, piele, mica, lana, blana, plumb;
• negativ: ebonită, teflon, seleniu, polietilenă, poliester, alamă, cupru, nichel, latex, chihlimbar;
• neutru: hârtie, bumbac, lemn, oțel.

Electrificarea statică a obiectelor poate apărea din diverse motive. Principalele sunt următoarele:

• contact direct între corpuri cu separare ulterioară: frecare (între dielectrici sau dielectric și metal), înfășurare, desfășurare, mișcare a straturilor de material unul față de celălalt și alte manipulări similare;
• modificarea instantanee a temperaturii mediului ambiant: răcire bruscă, introducere în cuptor etc.;
• expunerea la radiații, iradierea ultravioletă sau cu raze X, inducția de câmpuri electrice puternice;
• procese de tăiere - pe mașini de tăiat sau decupat foi de hârtie;
• ghidare direcțională specială cu o descărcare statistică.

La nivel molecular, apariția electricității statice are loc ca urmare a unor procese complexe când electronii și ionii de la ciocnirea suprafețelor neomogene cu diferite legături atomice de atracție de suprafață încep să fie redistribuiți. Cum materiale mai rapide sau lichidele se deplasează unul față de celălalt, cu cât rezistivitatea lor este mai mică, cu atât aria care intră în contact și forțele de interacțiune sunt mai mari, cu atât gradul de electrificare și potențialul electric vor fi mai mari.

Sursele de electrostatică, atât în ​​condiții casnice, cât și industriale, sunt echipamentele informatice și de birou, televizoarele și alte unități și dispozitive alimentate cu curent electric. De exemplu, cel mai simplu computer are o pereche de ventilatoare pentru a răci unitatea de sistem. Când aerul accelerează, particulele de praf conținute în el se electrifică și, reținând o sarcină, se așează pe obiectele din jur, pe pielea și părul oamenilor și chiar pătrund în plămâni.

De asemenea, statica se acumuleaza in cantitati mari pe ecranele monitorului. În locuințe și spații industriale, încărcăturile electrostatice se formează pe podele acoperite cu linoleum sau gresie PVC, pe oameni (în păr și pe îmbrăcămintea sintetică).

În natură, electricitatea statică este foarte puternică, apărând atunci când masele de nori se mișcă: între ele apar potențiale uriașe de electricitate, care se manifestă prin descărcări de fulgere.

În industrie, formarea sarcinilor statice este adesea întâlnită în următoarele cazuri:

• frecarea benzilor transportoare pe arbori, frecarea curelelor de sarma pe scripete (mai ales in cazurile de alunecare si blocare);
• când lichidele inflamabile trec prin conducte;
• umplerea rezervoarelor cu benzină și alte fracțiuni de petrol lichid;
• intrarea și mișcarea particulelor de praf în conductele de aer cu viteză mare;
• la măcinarea, amestecarea și cernerea substanțelor uscate;
• în timpul comprimării reciproce a materialelor dielectrice de diferite tipuri și consistențe;
• prelucrarea mecanică a materialelor plastice;
• trecere gaz lichefiat(în special care conțin suspensii sau praf) prin conducte;
• cărucioare de mișcare cu cauciucuri cauciucate pe pardoseală izolatoare.

Pericol de electricitate statică

Electricitatea statică acumulată reprezintă cel mai mare pericol în producția industrială. Poate apărea aprinderea neașteptată a materialului inflamabil de către scântei de la contactul operatorului cu echipamentul împământat, urmată de o explozie. Energia descărcării electrostatice este uneori de aproximativ 1,4 jouli - aceasta este mai mult decât suficientă pentru a aduce amestecurile de praf, abur, gaz și aer prezente în orice substanță inflamabilă într-o stare de ardere. Potrivit GOST, energia maximă a încărcăturilor acumulate pe suprafața unei unități industriale nu trebuie să depășească 40% din energia minimă pentru aprinderea materialului.

În timpul anumitor operațiuni tehnologice, de exemplu:

• turnarea și transportul nisipului în camioane;
• pomparea combustibilului prin conducte;
• turnarea de alcool, benzen, eter în rezervoare neîmpământate cu viteză mare;
• în timpul lucrului cu transportoare etc., se generează potențiale electrice de la 3 la 80 kilovolți.

Notă! Pentru ca vaporii de benzină să explodeze, sunt suficienți 300 de volți, gazele inflamabile - 3 kilovolți și praful inflamabil - aproximativ 5 kilovolți.

De asemenea, statica afectează negativ funcționarea tuturor instrumentelor de precizie și ultraprecizie, echipamentelor de comunicații radio și creează mari probleme în funcționarea mecanicii de automatizare și televiziune. Multe părți ale dispozitivelor electronice complexe pur și simplu nu sunt proiectate să reziste la astfel de tensiuni ridicate generate de descărcarea statică. Dezactivează aceste părți, drept urmare dispozitivele își pierd precizia.

De asemenea, oamenii pot acumula particule încărcate dacă poartă pantofi cu tălpi neconductoare sau îmbrăcăminte din lână, mătase sau sintetice. Electrificarea are loc atunci când se deplasează (dacă podeaua nu conduce electricitatea) și interacționează cu obiectele dielectrice.

Impactul statiei asupra corpului uman se realizează sub forma unui curent electric de joasă tensiune sau a unei descărcări instantanee, care provoacă senzații de furnicături ușoare și nu întotdeauna plăcute pe piele (uneori sunt evaluate ca moderate sau chiar înţepături puternice). În general, o astfel de expunere la un potențial de cel mult 7 jouli este considerată inofensivă pentru sănătate, cu toate acestea, chiar și o descărcare slabă de curent poate duce la contracția musculară reflexă, care este plină de diverse leziuni industriale (intrarea în zonele de lucru ale mecanismelor, prinderea unor părți ale corpului sau îmbrăcămintei de către părțile mobile neîmprejmuite ale mașinilor, căderea de la înălțime).

Dacă luăm în considerare efectul electricității statice asupra corpului uman la nivel celular, atunci ca urmare a activării mecanismului neuroreflex apare iritația neuronilor pielii și a celor mai mici capilare. Acest lucru duce la modificări ale compoziției ionice a țesuturilor corpului nostru, care se manifestă prin oboseală crescută în timpul zilei, o stare mentală iritată constantă, tulburări ale ritmului de somn și alte probleme în funcționarea sistemului nervos central. Performanța generală scade. Provocate de expunerea constantă la electricitatea statică, spasmele vaselor de sânge pot provoca bradicardie - o scădere a frecvenței contracțiilor mușchiului inimii și creșterea tensiunii arteriale.

Metode de protecție împotriva electrostatică în producție

Se elaborează și se aplică un set de măsuri de protecție împotriva manifestărilor nocive și periculoase ale curentului electric static acumulat în condiții de producție. Acestea se bazează pe următoarele metode:

• creșterea proprietăților conductoare ale materialelor și ale mediului de lucru înconjurător, ceea ce duce la dispersarea sarcinilor electrice statice care apar periodic în spațiu;
• reducerea vitezei de prelucrare și deplasare a materialelor, ceea ce reduce semnificativ posibilitatea de a genera sarcini electrice statice;
• utilizarea la scară largă a împământării bine proiectate, care ajută la eliminarea acumulării de potențiale periculoase;
• creșterea rezistenței mașinilor și mecanismelor în sine la acțiunea descărcărilor statistice;
• împiedicând pătrunderea curentului electric în zona de lucru.

Toate metodele utilizate pentru prevenirea descărcărilor electrice statice sunt împărțite în structurale, tehnologice, chimice, fizice și mecanice. Ultimele trei vizează în principal reducerea activității de generare a sarcinilor electrice și eliberarea rapidă a acestora în sol. În același timp, prima dintre aceste metode nu are legătură cu împământarea.

Așa-numita cușcă Faraday acționează ca un mijloc extrem de fiabil de protecție împotriva electricității statice. Este realizat sub forma unei plase cu ochiuri fine care inchide masinile pe toata zona are legatura cu bucla de masa.

Datorită acestui design, câmpurile electrice nu pătrund în interiorul cuștii Faraday și nu afectează în niciun fel câmpul magnetic. Cabluri electrice, preacoperite cu un ecran din tablă, sunt protejate după aceleași principii.

Sarcina electrostatică poate fi redusă în mod optim prin creșterea conductivității materialelor industriale și prin efectuarea tratamentului corona (adică, crearea de plasmă de aer pe suprafața materialelor cu o descărcare corona la temperatura camerei). Acest lucru se realizează printr-o selecție specială de materiale cu conductivitate volumetrică crescută, creșterea zonei de lucru și creșterea ionizării aerului din jurul mecanismelor protejate. Unitățile speciale - ionizatoarele - generează ioni încărcați pozitiv și negativ, care sunt atrași de dielectricii încărcat opus și neutralizează sarcinile acestora.

Important! Pentru substanțele cu rezistență electrică mare, astfel de metode de protecție împotriva statică nu sunt potrivite.

Împământarea este obligatorie în lista măsurilor de protecție împotriva electricității statice. Dispozitivul de împământare include un electrod de împământare (element conductor) și un conductor de împământare între punctul de împământare de pe sol și electrodul de împământare. Împământarea împotriva electrostaticelor este considerată suficientă dacă rezistența în orice punct al echipamentului nu este mai mare de 1 megaohm. Echipamentul utilizează adesea pelicule conductoare pentru a acoperi suprafața de lucru.

Pardoselile antistatice sunt așezate în zonele de lucru; operatorii trebuie să lucreze în îmbrăcăminte și încălțăminte antistatice (rezistența materialului tălpii nu este mai mare de 100 ohmi).

Protecție împotriva electricității statice la domiciliu

În viața de zi cu zi, există un set de măsuri și măsuri care ajută la prevenirea formării descărcărilor electrostatice:

• curățarea umedă efectuată în fiecare zi reduce cantitatea de praf care circulă în aer;
• prevenirea uscarii aerului, aerisirea zilnica a incintei;
• utilizarea periilor antistatice la curățare;

• utilizarea mobilierului antistatic;
• finisarea casei cu materiale care indeparteaza bine statica: lemn, linoleum antistatic si altele;
• În ceea ce privește îmbrăcămintea, îndepărtați hainele de lână cu mișcări lente, iar pentru a elimina efectul de lipire al articolelor din mătase, utilizați spray-uri antistatice;
• nu călcați blana animalelor în aer rece și uscat;
• Pieptănați-vă părul cu piepteni din lemn sau metal în loc de piepteni de plastic.

Nu uitați de protejarea vehiculelor personale de formarea de electricitate statică pe caroseria mașinii, mai ales înainte de a-l alimenta cu benzină. Acest lucru se face folosind o bandă antistatică simplă sub caroserie.

Electricitatea statică este sarcini electrice gratuite colectate pe diferite dielectrice. Atât în ​​industrie, cât și în viața de zi cu zi, electricitatea statică complet nesănătoasă se acumulează și este necesară protecția împotriva acesteia, deoarece astfel de încărcări pot dăuna atât mașinilor, mecanismelor, instalațiilor industriale, cât și sănătății umane. Numai metodele fiabile pot anula sau preveni complet acest fenomen negativ.

Video

Data publicării: 29.01.2016

În viața noastră, întâlnim zilnic efectele electricității statice. Uneori ne enervează, unii chiar ne sperie, alții nu dau atenție la astfel de lucruri. Dar întotdeauna este mai bine să știm ce ne înconjoară și cum să le evităm pe cele neimportante, dar întotdeauna consecințe neplăcute efectele electricității statice. În acest sfat vă vom spune exact despre acest lucru.

Conform teoriei, toate substanțele conțin atomi. Un atom are același număr de protoni și neutroni. Protonii au o sarcină pozitivă, electronii au o sarcină negativă, adică au polaritate opusă și se atrag între ei. Atomul este în echilibru. Dar electronii se pot mișca, apoi se formează ionii pozitivi și negativi. Ionii nu se mișcă singuri. Când sarcina lor crește sau scade, apare un dezechilibru, adică electricitate statică. Sarcina statică poate fi pozitivă sau negativă. Sarcinile cu aceeași polaritate se resping, sarcinile cu polaritatea opusă se atrag.

Pe baza capacității lor de a conduce sarcini, substanțele sunt împărțite în mod convențional în conductori, semiconductori și dielectrici. Sarcinile statice apar pe suprafata materialelor solide si a lichidelor la viteze mari de rotatie, miscare, in timpul strivirii, in timpul contactelor si conectorilor dintre materialele in contact, cu o crestere rapida a temperaturii, cu radiatii ultraviolete sau cu raze X ridicate, radiatii mari, cu inducție într-un câmp electric puternic, cu umiditate scăzută a aerului. Când umiditatea aerului este sub 50%, materialele dielectrice devin mai electrificate atunci când umiditatea aerului este mai mare de 85%, electricitatea statică practic nu apare, deoarece aerul devine conductiv electric.

În viața noastră, întâlnim zilnic efectele electricității statice. Nu vom putea refuza niciodată echipamente, instrumente, mașini, țesături, lichide moderne la locul de muncă și acasă, așa că ne vom confrunta mereu cu efectele electricității statice.

În producția industrială, la lucrul cu folii de plastic (legarea și separarea acestora), în industria textilă și hârtie (înfășurarea și derularea rolelor de țesătură și hârtie), se observă întotdeauna fenomene de electrificare. În industria măcinarii făinii, în producția de zahăr, în producția de cârnați (la măcinare, filtrare, cernere, turnare substanțe) apare electricitatea statică. Electricitatea statică apare și în rafinarea petrolului și în distilerii atunci când se toarnă și se pompează lichide. Electricitatea statică este întâlnită în producția chimică la fabricarea materialelor plastice; în industria radio-electronică în producția și transportul de dispozitive și microcircuite; în spații de birouri în care sunt amplasate televizoare, calculatoare și diverse echipamente de birou. Aparatele de aer condiționat și ventilatoarele, care elimină particulele de praf electrificate, cresc încărcătura statică din cameră; Orice aparat electric creează câmpuri electrostatice în timpul funcționării. Sarcinile electrostatice apar pe suprafața aeronavei în timpul frecării cu aerul; pe suprafața unei mașini care se deplasează pe vreme uscată, dacă cauciucul anvelopei are o izolare bună. Electricitatea statică poate rezulta din inducția din câmpul electric al unei linii electrice de înaltă tensiune (PTL) sau al unei furtuni. Un exemplu simplu O sarcină statică poate apărea la mers când talpa intră în contact cu covorul, apoi le separă.

Acasă, sursa de electricitate statică este orice aparat electric, televizor, computer, ecran de monitor, îmbrăcăminte sintetică, perdele și perne sintetice, pungi de plastic, chiar și pieptene de plastic. Știm cu toții cum parul ajunge la un pieptene, deoarece este încărcat diferit și stă pe cap, deoarece este încărcat cu aceeași încărcătură și, prin urmare, se împrăștie în direcții diferite.

Mărimea sarcinilor de electricitate statică depinde de multe lucruri: de conductivitatea electrică a materialelor, de constanta lor dielectrică, de viteza de mișcare, de frecarea particulelor, de temperatură și umiditate a aerului. Sarcinile statice se pot neutraliza parțial unele pe altele datorită unei anumite conductivitati electrice din aer și pot curge la sol de-a lungul suprafeței echipamentului.

Dar, în unele cazuri, taxele sunt mari și diferența de potențial este mare. Apoi are loc o descărcare de scânteie între părțile electrificate ale echipamentului sau o descărcare are loc asupra unei persoane. De exemplu, o mașină sub o linie electrică poate fi încărcată cu o încărcare indusă ușă de oțelși se va descărca asupra unei persoane care atinge ușa, ceea ce poate fi periculos pentru o persoană. Un mare pericol apare din cauza fulgerelor. Când curenții de aer se mișcă, norii pot forma descărcări electrice, iar descărcări pot apărea și între norii încărcați și sol. Aceste descărcări se pot deversa asupra unei persoane unde nu există paratrăsnet.

Un alt exemplu de descărcare statică. Se întâmplă adesea ca un șofer să primească un șoc electric la părăsirea mașinii sale, deoarece între scaun și îmbrăcăminte apare o sarcină în momentul ridicării. Cu toate acestea, un impact poate fi evitat dacă șoferul atinge o piesă metalică (cadru) înainte de a ridica, atunci încărcarea are timp să se scurgă în siguranță prin caroserie și anvelope până la sol.

Apariția descărcărilor (scântei) în producție este nedorită, deoarece interferează cu funcționarea normală. Electricitatea statică pentru diferite dispozitive electronice - tranzistoare, microprocesoare - este dăunătoare, deoarece scânteia rezultată are tensiune înaltăși îl poate dezactiva Dacă există scântei, poate exista riscul de incendiu atunci când se lucrează cu lichide inflamabile, amestecuri și soluții inflamabile. Astfel de amestecuri și lichide au energie de aprindere minimă. Acest lucru trebuie luat în considerare. Dacă această energie este mai mică decât energia de descărcare, se produce un incendiu.

Corpul uman este un bun conductor, dar poate acumula și sarcini. Dacă operatorul se află într-un câmp electric și se ține de un obiect încărcat (de exemplu, o bobină de film rănită), corpul său se va încărca. Acuzația rămâne în corpul uman dacă poartă pantofi cu talpă izolatoare. Dacă operatorul atinge părți metalice, sarcina se poate scurge și operatorul va primi un șoc electric, adică o scânteie va sări. Acest lucru este valabil atunci când lucrați cu lichide inflamabile. Dacă corpul operatorului generează o sarcină (mers pe dielectrici, purtarea țesăturii sintetice, pantofi cu talpă izolatoare), operatorul poate provoca aprinderea unui lichid sau solvent.

În unele cazuri de electrificare statică a unei persoane, o descărcare ulterioară de la o persoană la un echipament împământat sau împământat sau o descărcare de la un echipament neîmpământat prin corpul persoanei poate provoca durere sau senzații nervoase în persoană. Ca urmare a unei injecții dureroase neașteptate, o persoană poate face mișcări bruște ca răspuns, poate cădea de la înălțime, se poate răni sau se poate teme de focul rezultat al lichidului. Acesta este pericolul descărcărilor statice. Nu există leziuni electrice în timpul descărcărilor, dar se crede că un câmp electric de intensitate crescută este dăunător pentru oameni. Cu șederea prelungită într-un astfel de domeniu, pot fi observate modificări ale sistemului cardiovascular sau nervos central. O persoană poate dezvolta o fobie din cauza fricii de o lovitură așteptată. Oamenii, în special în birourile în care există o mulțime de calculatoare și echipamente de birou, au plângeri despre durere de cap, iritabilitate, tulburări de somn, apetit. Problema influenței electricității statice asupra oamenilor a fost puțin studiată.

Electricitatea statică dăunează foarte mult în producție, astfel încât aceștia iau măsuri de protecție împotriva electricității statice. Aceasta ia în considerare caracteristicile procesului tehnologic, proprietățile materialelor și lichidelor prelucrate.

În primul rând, îndepărtează permanent electricitatea statică folosind împământare. Deci, de exemplu, dacă filmul este pe un arbore metalic și arborele este împământat, sarcina va curge la pământ și nu va exista nicio descărcare. Pentru a elimina electricitatea statică, carcasele echipamentelor sunt împământate.

Avioanele au cabluri metalice atașate la trenul de aterizare și la partea inferioară a fuzelajului, ceea ce face posibilă îndepărtarea sarcinilor statice formate în timpul zborului.

Pentru a elimina sarcinile statice de pe caroseria mașinii, în partea inferioară este atașată o bandă conductoare electric numită „agent antistatic”. Dacă șoferul observă la părăsirea mașinii că caroseria face scântei, trebuie să descarce caroseria atingând-o cu o cheie metalică. Acest lucru trebuie făcut mai ales înainte de a alimenta mașina cu benzină. Pentru o persoană, descărcați în în acest caz, nu e periculos.

Pentru lichidele dielectrice, de exemplu, pentru produsele petroliere, în produsul principal se introduc aditivi speciali (eleat de crom, eleat de cobalt etc.) Pentru toate lichidele dielectrice (benzină, alcool etc.), stropirea și stropirea sunt limitate. Nu este permisă umplerea rezervoarelor cu un curent care cădea liber de la înălțime. Furtunul de scurgere trebuie coborât până la fundul rezervorului. Capetele furtunurilor de scurgere trebuie împământate cu un conductor flexibil de cupru. La furtunurile de cauciuc pentru pomparea lichidelor inflamabile se adaugă aditivi (substanțe antistatice precum grafitul, funinginea), ceea ce reduce riscul de aprindere la turnarea în rezervoarele rutiere și feroviare. Când se scurge benzina la o benzinărie, cisternul de combustibil este împământat suplimentar.

Pentru a reduce efectul electricității statice, ei încearcă să folosească materiale cu o conductivitate electrică mai mare sau să introducă aditivi antistatici. Deci, linoleumul antistatic este folosit pentru podele. Tratamentul antistatic al covoarelor și țesăturilor sintetice se efectuează în mod regulat. Este mai bine să faceți obiecte de contact din același material. Prin urmare, este mai bine să depozitați pulberea de polietilenă în butoaie de plastic.

Aerul umed are suficientă conductivitate electrică. Prin urmare, umidificarea aerului, de exemplu, în birourile unde există multe computere și echipamente de birou, poate fi una dintre metodele simple și accesibile de eliminare a electricității statice. Umidificarea aerului cu peste 70% asigură îndepărtarea constantă a sarcinilor statice.

Există o altă metodă de eliminare a sarcinilor statice - ionizarea aerului. Când ionizatorul funcționează, ionii săi neutralizează sarcinile de electricitate statică. Fabricile de producție folosesc ionizatoare puternice de aer de diferite modele (inducție, înaltă tensiune, radiații). Folosind ionizatoare de uz casnic, elimină încărcările de pe haine, covoare și acoperiri sintetice.

Îndepărtarea electricității statice de la o persoană în producție se realizează prin instalarea de podele, platforme și scări conductoare electric. Acestea sunt prevazute cu echipament individual de protectie - halate antistatice, incaltaminte cu talpa de piele sau talpa conductoare de cauciuc.

Acasă, puteți umidifica aerul punând prosoape umede pe calorifere. Puteți folosi diferiți agenți antistatici pentru corp, pentru țesături, pentru ca fusta să nu se lipească de picioare, pentru ca puloverul să nu crape sau să scânteie când îl scoatem. Pentru părul tău, poți alege un pieptene din lemn, iar dacă pieptene este din plastic, poți folosi apă, ulei de trandafiri, lavandă și poți găsi o mulțime de lucruri dacă vrei să dai părului tău frumusețe și strălucire. pentru propria ta bucurie.

Cele mai recente sfaturi din secțiunea Știință și Tehnologie:

Te-a ajutat acest sfat? Puteți ajuta proiectul donând orice sumă la discreția dumneavoastră pentru dezvoltarea lui. De exemplu, 20 de ruble. Sau mai mult:)

Majoritatea oamenilor de pe planeta noastră nu își mai pot imagina viața fără utilizarea electricității. Domeniul de aplicare al acestuia este foarte larg. Cu toate acestea, pe lângă electricitatea obișnuită „curgând” prin fire, există un alt fenomen, neplăcut. Să înțelegem ce este electricitatea statică.

Conceptul de electricitate statică

În lecțiile de fizică de la școală, se efectuează un număr suficient de experimente pentru a obține o înțelegere a electricității statice. Fenomenul în sine se face simțit aproape în fiecare zi: la îmbrăcarea hainelor, la pieptănarea părului etc.

Datorită acțiunii diferitelor motive, moleculele și atomii unei substanțe cu atracție mai puternică scot electroni dintr-o altă substanță.

Cercetările arată că fenomenul are loc doar atunci când aerul este uscat. La contactul cu corpul uman, apar senzații neplăcute, în principal din surpriză.

Cauzele efectului static

Unul dintre principalele motive pentru apariția fenomenului este considerat a fi frecarea care are loc între două suprafețe. De exemplu, atunci când îmbrăcămintea sintetică intră în contact cu pielea. Un alt motiv este schimbările bruște de temperatură cu amplitudini mari.

Radiațiile pot perturba echilibrul dintre numărul de particule cu sarcini pozitive și negative și pot provoca o descărcare electrică. Efectul poate fi obținut intenționat, folosind metoda inducției.

Prezența unui câmp magnetic, asociat cu un număr mare de tot felul de tehnologii care înconjoară o persoană, duce la apariția unui câmp electric. Datorită probabilității mari de apariție a electricității statice, omenirea s-a întrebat despre posibilele efecte dăunătoare ale fenomenului asupra organismului, precum și despre potențialele beneficii ale acestuia.

Efecte nocive asupra organismului

Efectul electricității statice asupra corpului uman poate duce la perturbări grave în funcționarea acestuia. În cazuri izolate, nu veți avea probleme serioase în viața de zi cu zi, dar expunerea pe termen lung poate avea un efect dăunător asupra bunăstării generale:

• apar tulburări de somn;
• modificări ale tonusului vascular, care implică tulburări generale ale sistemului vascular;
• oboseala crește;
• apar tulburări în funcționarea sistemului nervos;
• Pot apărea ticuri musculare.

Aceste manifestări necesită o atenție sporită la îmbrăcăminte și lenjerie de pat. Este mai bine să acordați preferință materialelor naturale, deoarece fibrele sintetice cresc probabilitatea de apariție a fenomenului în cauză. În general, se poate susține că există un anumit grad de pericol din cauza electricității statice pentru corpul uman.

Laturi pozitive

in afara de asta aspecte negative Există și statice pozitive, care se fac simțite în primul rând în sectorul industrial. De exemplu, datorită acesteia este posibilă îmbunătățirea calității laminării plăcilor PAL și MDF. Filmul este fixat de material înainte de a intra în unitatea de presare.

Aplicarea specială a unei încărcături de electricitate statică la pachetele de ziare și reviste din tipografie le permite să se deplaseze de-a lungul transportorului fără legare suplimentară. În cele din urmă, datorită efectului static, tehnologia de acoperire cu pulbere funcționează, amestecând substanțe în vrac.

Îndepărtarea electricității statice

Deoarece efectele nocive ale staticului nu pot fi excluse, în special asupra corpului unui copil, trebuie luate măsuri pentru îndepărtarea acesteia.

Pentru a rezolva întrebarea cum să scapi de electricitatea statică, trebuie mai întâi să identificați mai multe moduri eficiente, apoi selectați-l pe cel mai potrivit.

Primul este de a hidrata pielea. Un grad ridicat de umiditate previne apariția unui efect static. In aceste scopuri se folosesc tot felul de lotiuni, care se aplica imediat inainte de a te imbraca. În timpul zilei, este utilă hidratarea pielii pe zonele expuse ale corpului.

Al doilea implică purtarea hainelor din materiale naturale. Cămășile și bluzele din bumbac și in sunt soluții excelente la problemă. Este logic să folosiți produse speciale - agenți antistatici, care pot fi folosiți pentru tratarea îmbrăcămintei pentru a obține efectul dorit.

A treia metodă se referă la pantofi. Talpa de cauciuc transmite perfect descărcarea electrică, așa că este mai bine să acordați preferință pantofilor din piele naturală. Pentru a scăpa de consecințele dăunătoare în întreprinderile legate de inginerie electrică, lucrătorilor li se oferă pantofi speciali.

În plus, trebuie remarcat faptul că corpul uman este capabil să acumuleze electricitate statică. Există condiții favorabile pentru aceasta, deoarece toate fluidele interne ale corpului sunt electroliți excelenți.

În ceea ce privește măsurile preventive în interior, există și câteva recomandări aici.

În primul rând, este necesar să se mențină un nivel adecvat de umiditate a aerului. În aceste scopuri se folosesc umidificatoare de uz casnic. Curățarea umedă regulată și ventilația reduc, de asemenea, probabilitatea de electricitate statică.

În al doilea rând, este recomandat să aveți plante de interior în casă. Ele nu numai că purifică aerul din deșeurile umane, dar sunt și capabile să reducă câmpul electrostatic. Printre cele optime se numără: ficusuri, lămâi, begonii, dracaena și alte plante.

În al treilea rând, interiorul apartamentelor și caselor moderne implică utilizarea materialelor sintetice. Cu toate acestea, selecția de mobilier, perdele, covoare și lenjerie de pat ar trebui să fie efectuată cu ochiul la materialele naturale.

În al patrulea rând, multe aparate electrocasnice concentrate într-un singur loc pot duce la rezultate nedorite. Prin urmare, problema amenajării încăperii trebuie abordată în cel mai atent mod, așezând echipamentele uniform.

Fotografie cu electricitate statică