Co je statická elektřina a jaké jsou hlavní způsoby ochrany proti ní?

Dlouholetý výzkum v oblasti statické elektřiny přesvědčivě prokázal skutečnost škodlivých účinků tohoto druhu elektřiny na lidské zdraví. Pravidelné vystavování se elektrickým (statickým) nábojům při práci s elektrifikovanými předměty má negativní dopad na celkový psychický stav pracovníka a často se stává příčinou průmyslových úrazů. Navíc častý průchod malých elektrizačních proudů lidským tělem může způsobit některé nežádoucí fyziologické abnormality v těle. Povinné účtování všech možných zdrojů elektrolýzy ve výrobních odděleních je nezbytnou podmínkou pro dodržování zavedených norem bezpečnosti práce v podniku. V každodenním životě nám statická elektřina také někdy dělá velké potíže (vzpomeňme na neustálé lepení syntetického oblečení na tělo nebo výboj při kontaktu dvou elektrizovaných lidí). Po mnoho let se v koupelnách a toaletách našich bytů používaly prvky vodovodního zařízení vyrobené z kovu a navzájem spojené pomocí kovových trubek.
Elektricky vodivý charakter takového spojení zajistil spolehlivý elektrický kontakt mezi těmito prvky a vytvořil cesty pro odvod elektrostatických nábojů. V dnešní době se drtivá většina instalatérského zařízení vyrábí z různých modifikací plastu. Plast sám o sobě je dobrým izolačním materiálem a nejen že nevede elektrický proud, ale je také schopen akumulovat elektrostatický náboj.
Některé typy domácích koberců navíc přispívají i k hromadění statického náboje. Běžné nylonové koberce mohou akumulovat velmi velké náboje. Než tedy začnete pracovat s drahými domácími spotřebiči a elektronikou, musíte ze sebe odstranit elektrický náboj tím, že se dotknete například uzemněné baterie. Jedním z nejúčinnějších způsobů boje se statickou elektřinou je uzemnění zařízení, kontejnerů nebo průmyslových potrubí. Pomocí takového uzemnění se statický náboj generovaný na povrchu zařízení odvádí („odtok“) do země, což zabraňuje jejich akumulaci na úroveň, která může způsobit jiskru. Zemnící zařízení je obvykle vyrobeno z ocelových trubek (zemnících vodičů) o velikosti 2-3 m, které jsou zakopány nebo zaraženy do země tak, aby jejich konce byly umístěny 0,5 m pod úrovní terénu. Zemnící vodiče jsou obvykle umístěny kolem zařízení chráněného před statickou elektřinou a jsou k němu připojeny ocelovými pásy. Pro větší spolehlivost jsou všechny zemnící vodiče vzájemně propojeny a stávají se tak ideální zemnící konstrukcí. Všechna kontaktní spojení jednotlivých prvků uzemňovacího zařízení (trubky a svody) jsou provedena svařováním. Průřez prvků zařízení se volí na základě údajů dostupných v referenční literatuře pro výpočet zemnících vodičů. V tomto případě musí mít celý uzemňovací systém dostatečně nízký odpor proti proudění (odpor uzemnění), který by vyloučil možnost hromadění elektrostatických nábojů na stěnách zařízení a potrubí. Mezi další prostředky používané k ochraně před elektrostatickým výbojem při práci s elektronikou patří antistatické povlaky, rohože a spreje.
Dobrých výsledků v boji proti statické elektřině lze dosáhnout, pokud použijete speciální antistatický nátěr, což je zvláště důležité, když je podlaha pokryta hustým kobercem. Hodila by se i antistatická podložka na pracovní plochu umístěnou v domácí dílně. Snažte se nepoužívat aktuálně módní nylonové potahy – taková podložka jen zvyšuje možnost akumulace elektrostatického náboje. Dobrou náhradou za antistatický nátěr je antistatický sprej. Nesmíme ale zapomínat, že takové spreje snadno přitahují nečistoty a vy budete muset koberec čistit častěji.
Elektronické součásti citlivé na statickou elektřinu se doporučuje uchovávat ve speciálních sáčcích; Je také vhodné vyhnout se přímému kontaktu s rádiovými komponenty až do jejich konečné instalace.

žádný Publikováno: 2011 0

Odměna, kterou jsem nasbíral 0 0

Ohodnoťte tento článek

• Technická gramotnost

Průměrné hodnocení článku: 0 Hlasovalo: 0 lidí.

Komentáře (1) | Nasbíral jsem (0) | předplatit

Pro přidání vaší stavby je nutná registrace.

0

Georgiy 22.05.2013 13:21 #

Ve vzdálených sovětských dobách existovala při výrobě polovodičů s efektem pole metoda odstraňování statické elektřiny ionizací vzduchu. Kromě pohodlnosti tato metoda ve srovnání s uzemňovacími náramky nezasahovala do lidských práv.

Rádiové relé 220V

1999-2024 webová stránka ‚cxem.net‘-PÁJKA
Při použití materiálů stránek je to povinné
odkaz na stránky PÁJKA a zdroj

Statická elektřina je souhrn elektrických nábojů na povrchu materiálu, obvykle izolantu. Tato elektřina se proto nazývá statická, protože zde neteče proud jako obvykle – střídavý nebo stejnosměrný proud. Pochopení statické elektřiny vyžaduje pochopení základů atomů a magnetismu. Všechny fyzické objekty jsou vyrobeny z atomů. Uvnitř atomu jsou protony, elektrony a neutrony. Protony jsou nabité kladně, elektrony a neutrální neutrony záporně. Typicky se na statické elektřině podílejí dva materiály, jeden má na svém povrchu přebytek elektronů nebo záporných (-) nábojů a druhý materiál má přebytek kladných (+) elektrických nábojů. Atomy na povrchu materiálu, které ztratily jeden nebo více elektronů, budou mít kladný (+) elektrický náboj a získaly záporný (-). Statická elektřina je nerovnováha elektrických nábojů v materiálu nebo na jeho povrchu. Náboj je zadržen, dokud jej nelze odstranit elektrickým proudem nebo elektrickým výbojem. Statická elektřina je tak pojmenována na rozdíl od elektrického proudu, který protéká dráty nebo jinými vodiči a přenáší energii.[1] Statický elektrický náboj může vzniknout vždy, když se dva povrchy dotknou a oddělí a alespoň jeden z povrchů má vysoký odpor vůči elektrickému proudu (a je tedy elektrickým izolantem). Účinky statické elektřiny jsou většině lidí známé, protože lidé mohou cítit, slyšet a dokonce vidět jiskru, protože přebytečný náboj je neutralizován, když se přiblíží k velkému elektrickému vodiči (jako je cesta k zemi) nebo k oblasti s nadměrným nábojem. opačnou polaritu (kladnou nebo zápornou). Známý jev statického výboje, elektrostatický výboj, je způsoben neutralizací náboje.

Příčiny statické elektřiny

Materiály se skládají z atomů, které jsou obvykle elektricky neutrální, protože obsahují stejný počet kladných nábojů (protony ve svých jádrech) a záporných nábojů (elektrony ve „slupkách“ obklopujících jádro). Fenomén statické elektřiny vyžaduje oddělení kladných a záporných nábojů. Když jsou dva materiály v kontaktu, elektrony se mohou pohybovat z jednoho materiálu na druhý a zanechávat přebytečný kladný náboj na jednom materiálu a stejný záporný náboj na druhém. Když jsou materiály separovány, udržují tuto nerovnováhu náboje. Elektrony mohou být vyměněny mezi materiály při kontaktu; materiály se slabě vázanými elektrony je mají tendenci ztrácet, zatímco materiály s řídce vyplněnými vnějšími obaly je mají tendenci získávat. Toto je známé jako triboelektrický efekt a způsobuje, že se jeden materiál nabije kladně a druhý záporně.

Triboelektrický jev – vzhled elektrických nábojů v materiálu v důsledku tření

Polarita a síla náboje na materiálu po jejich oddělení závisí na jejich vzájemné poloze v triboelektrické řadě. Triboelektrický jev je hlavní příčinou vzniku statické elektřiny pozorované v každodenním životě a při běžných vědeckých demonstracích spojených s třením různých materiálů o sebe (například hřeben o vlasy). Oddělení nábojů způsobené kontaktem způsobí, že vaše vlasy stojí na konci a způsobuje „statické ulpívání“ (například balónek otřený o vaše vlasy se záporně nabije; když je blízko stěny, nabitý balónek je přitahován kladně nabitými částicemi v zeď a může se k ní „přilepit“, což působí jako zavěšení proti gravitaci). Nabitý předmět přiblížený k elektricky neutrálnímu předmětu způsobí oddělení náboje v neutrálním předmětu. Náboje stejné polarity se odpuzují a náboje opačné polarity se přitahují. Protože síla způsobená interakcí elektrických nábojů se s rostoucí vzdáleností rychle klesá, účinek bližších (opačné polarity) nábojů je silnější a oba objekty cítí přitažlivou sílu. Efekt je nejvýraznější, když je neutrálním objektem elektrický vodič, protože náboje se mohou pohybovat volněji. Pečlivě uzemněné části objektu s nábojem indukovaným oddělením náboje mohou neustále přidávat nebo odebírat elektrony, takže objekt má globální konstantní náboj. Statická elektřina se obvykle tvoří, když se o sebe určité materiály třou – jako vlna na plastu nebo podrážky bot na koberci. K tomuto jevu dochází také při přitlačování materiálů k sobě. Materiál, který ztrácí elektrony, získává přebytek kladných (+) nábojů. Materiál, který přijímá elektrony, získává na svém povrchu přebytek záporných (-) nábojů. Statická elektřina se tvoří mnohem lépe, když je vzduch suchý nebo nízká vlhkost. Když je vzduch vlhký, molekuly vody se mohou shromažďovat na površích různých materiálů. To může zabránit hromadění elektrického náboje. To souvisí s tvarem molekuly vody a jejími vlastními elektrickými silami. Ale když mezi kapkami vody dochází k extrémním turbulencím, jako například v bouřkovém mraku, mohou se na kapičkách vody hromadit statické elektrické náboje. Benjamin Franklin, který studoval první elektřinu s pomocí létajících draků v bouři, ukázal, že statická elektřina vzniká i v mraku při bouřce.

Antistatické zařízení

Odstranění nebo zabránění hromadění statické elektřiny může být stejně jednoduché jako otevření okna nebo použití zvlhčovače ke zvýšení obsahu vlhkosti ve vzduchu, čímž se atmosféra stane vodivější. Ionizátory vzduchu mohou plnit stejný úkol. Předměty zvláště citlivé na statický výboj lze ošetřit antistatickým prostředkem, který na povrchu vytvoří vodivou vrstvu, která zajistí rovnoměrné rozložení přebytečného náboje. Změkčovadla tkanin a prostěradla pro sušičky používané v pračkách a sušičkách prádla jsou příkladem antistatického prostředku používaného k prevenci a odstranění statického ulpívání. Mnoho polovodičových zařízení používaných v elektronice je zvláště citlivých na statický výboj. K ochraně takových součástí se obvykle používají vodivé antistatické sáčky. Lidé pracující na obvodech obsahujících tato zařízení se často uzemňují pomocí vodivé antistatické pásky. V průmyslových zařízeních, jako jsou mlýny na barvy nebo mouku, stejně jako v nemocnicích, se někdy používají antistatické bezpečnostní boty, aby se zabránilo hromadění statického náboje v důsledku kontaktu s podlahou. Tato obuv má vysoce vodivou podrážku. Antistatickou obuv nezaměňujte s izolační obuví, která poskytuje opačnou výhodu – určitou ochranu proti vážnému úrazu elektrickým proudem ze síťového napětí.

Vlastnosti statické elektřiny

Statická elektřina může materiály od sebe přitahovat nebo odpuzovat. Může také způsobit jiskru při přechodu z jednoho materiálu na druhý. Běžným příkladem statické elektřiny je malý elektrický proud, který lze cítit, když se za suchého počasí dotknete kliky dveří. Statická elektřina vzniká, když se nahromadí a uvolní další elektrony (záporně nabité částice). Tento typ elektřiny se nepohybuje dráty, ale spíše se hromadí na povrchu a přenáší náboje z jednoho prvku na druhý. Populární demonstrace tohoto obvykle zahrnují tření balónu na tkaninu, jako jsou manšestrové kalhoty, a poté umístění balónu ke zdi, kde může balónek přilnout.