Вредное и полезное воздействие статического электричества: Вредное и полезное воздействие статического электричества

Влияние статического электричества на человека

План проекта

Введение

Теоретическая часть

• История об открытии электризации.

• Происхождение электризации.

• Статическое электричество и причины его возникновения.

• Статическое электричество в природе.

• Статическое электричество в быту.

• Различные  источники статического электричества.

          Влияние статического электричества на здоровье человека.

          Защита здоровья человека от статического электричества.

 Практическая часть

• Опыт с подушками.

• Опыт с тканями.

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Актуальность:

Всем нам известно, что наши далёкие предки вели тяжёлую жизнь: жили в пещерах, одевались в звериные шкуры, занимались охотой. Люди были в постоянном контакте с землёй, поэтому никакого электричества на них не было. Но постепенно люди оградили себя от контакта с землёй, стали носить одежду и обувь, но шили их всё-таки из натуральных материалов. Однако человечество развивалось и дальше, придумало резину, а вслед за ней – синтетические материалы. Так началась эра статического электричества.  Синтетика стала входить не только в состав одежды, но и в состав стен, напольных покрытий, мебели. Люди ходят по асфальту и живут в домах, полных синтетических материалов. Статическое электричество окружает людей и дома, и в школе, и на работе, и в транспорте, и в общественных местах. И мне захотелось побольше узнать о статическом электричестве и выяснить, хорошее или плохое влияние оно оказывает на человека и его здоровье.

Цель исследования: изучить влияние электростатического поля на человеческий организм.

В рамках достижения заданной цели мною были поставлены следующие задачи:

• Узнать, что такое электричество, как и когда оно появилось.
• Узнать, что такое статическое электричество и выявить причины его возникновения.
• выявить, как влияет статическое электричество на здоровье человека — положительно или отрицательно. Если отрицательно, то какими методами и способами можно обезопасить себя и своё здоровье от статического электричества.

Методы исследования:

1. Теоретическая часть (изучение литературы и Интернет-ресурсов про статическое электричество)
2. Практическая часть (несколько опытов с тканями и подушками)

Теоретическая часть

История об открытии электризации.

Перенесёмся на немного в Древнюю Грецию. Греки очень любили украшения из янтаря, названного ими за его цвет и блеск «электрон» — солнечный камень. Именно от слова «электрон» произошло в дальнейшем и слово «электричество». Люди заметили, что янтарь, потёртый о шерсть, приобретает способность притягивать к себе различные мелкие тела: соломинки, пушинки и т.д. И первым, кто заинтересовался этим явлением, стал великий греческий учёный Фалес Милетский. Легенда повествует, что дочь Фалеса пряла шерсть янтарным веретеном. Случайно уронив его в воду, девушка начала вытирать его краем своего шерстяного хитона, и чем больше она это делала, тем больше шерстинок налипало на веретено. Дочь Фалеса обратилась к отцу за разъяснением этого явления. Фалес понял, что причина в веществе, из которого сделано веретено. Он накупил различных янтарных изделий и убедился в том, что все они, будучи натёрты шерстяной материей, как магнит притягивают мелкие предметы.

В дальнейшем установили, что этим свойством обладают и другие вещества: стеклянная палочка, потёртая о шёлк, палочка из органического стекла, потёртая о бумагу, эбонитовая палочка, потёртая о мех.

И только в 1600 году появился сам термин электричество («янтарность»).

Происхождение электризации.

Все мы знаем, что любое тело состоит из мельчайших частиц – молекул. Молекула в свою очередь состоит из ещё более мелких частиц – атомов. Атомы же в свою очередь состоит из протонов, электронов и нейтронов. Все атомы окружены облаком электронов, которые несут отрицательный (-) электрический заряд. Электроны движутся вокруг ядра. Ядро обладает таким же суммарным зарядом, как и все его электроны, но это заряд положительный (+). Обычно положительный и отрицательный заряды уравновешивают друг друга, и атом является электрически нейтральным. Но у некоторых веществ часть внешних электронов имеет довольно непрочные связи с их атомами. И если потереть два предмета друг о друга, то такие электроны могут освободиться и «перебежать» на другой предмет. В результате этого перемещения у одного предмета электронов становится больше, чем должно быть, и он приобретает отрицательный (-) заряд. У второго предмета электронов становится меньше, так что он приобретает положительный (+) заряд. Проще говоря, тело электризуется, если количество электронов в нём увеличивается или уменьшается. А когда количество заряда становится достаточно большим, происходит электрический заряд и проскакивает искра. Так и происходит явление электризации.

Статическое электричество и причины его возникновения.

Статическое электричество – это электрический заряд, возникающий при трении различных поверхностей.

Электрические заряды влияют друг на друга. Положительный и отрицательный заряды притягиваются друг к другу, а два отрицательных или два положительных заряда отталкиваются друг от друга.

Когда мы снимаем с себя шерстяную шапку, она трётся о наши волосы. Электроны с наших волос переходят в шапку. Следовательно, каждый волос на голове приобретает положительный заряд. А как известно, тела с одноимённым зарядом отталкиваются. Вот и наши волосы стараются оттолкнуться друг от друга как можно дальше («встают дыбом»). Тоже самое возникает и при расчёсывании волос. Волосы также отталкиваются друг от друга, потому что заряд каждого волоса положительный (+). Если же мы поднесём расчёску к волосам, то волосы будут к ней притягиваться, так как у расчёски отрицательный заряд (-), а у волос положительный (+).

Обычно статическое электричество возникает тогда, когда воздух очень сухой, чаще всего это происходит зимой. Летом же воздух  гораздо более влажный, следовательно, предметы не могут накапливать на себе большой электрический заряд. При влажности воздуха 85% и больше статическое электричество практически не возникает.

Статическое электричество в природе.

Движение лавин в горах в безлунные ночи иногда сопровождается зеленовато-желтым свечением, благодаря чему лавины становятся видимыми. Обычно световые явления наблюдаются у лавин, движущихся по снежной поверхности, и не наблюдаются у лавин, проносящихся по скалам. На озерах Антарктики во время полярной ночи иногда возникает свечение при разламывании крупных масс озерного льда.

У берегов морей воздух приобретает положительный заряд, вследствие разбрызгивания солёной воды.

Ярким проявлением электричества в природе служат молнии. Молния – это одна из наиболее распространённых форм мгновенно высвобождающейся энергии статического электричества. В результате движения воздушных потоков, насыщенных водяными парами, образуются грозовые облака, являющиеся носителями статического электричества. Электрические разряды образуются между разноименными заряженными облаками или, чаще, между заряженным облаком и землей. Молния выбирает самый короткий путь к земле, поэтому попадает в здания или в деревья. Высокие здания оборудуют металлическими полосами (прутьями), по которым электрический разряд уходит в землю. Это громоотвод. Грозовой разряд идет на землю и обратно по одному и тому же пути. Это происходит с такой скоростью, что наш глаз видит только одну вспышку. На своем пути молния раскаляет воздух, который, быстро расширяясь, создает звуковую волну. Это вызывает громовые раскаты. Мы слышим их после того, как увидим молнию, так как звук распространяется значительно медленнее, чем свет.

Статическое электричество в быту.

Статическое электричество может быть верным помощником человека, если изучить его закономерности и правильно их использовать. Электрические заряды на производстве могут возникнуть при пересыпании твердых материалов, при переливании или перевозке в цистернах диэлектрических (непроводников электричества) жидкостей (бензина, керосина), при сматывании тканей, бумаги, пленки (например, полиэтиленовой).

Маляр без кисточки.

Движущиеся на конвейере окрашиваемые детали, например, корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд, и они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный и плотный. Действительно одноименно заряженные частицы красителя отталкиваются друг от друга — отсюда равномерность окрашивающего слоя. Частицы, разогнанные электрическим полем, с силой ударяются об изделие — отсюда плотность окраски. Расход краски снижается, так как она осаждается только на детали. Метод окраски изделий в электрическом поле сейчас широко применяют в нашей стране.

Смешение веществ.

Если мелкие частицы одного вещества зарядить положительно, а другого — отрицательно, то легко получить их смесь, где частицы распределены равномерно. Например, на хлебозаводе теперь не приходится совершать большую механическую работу, чтобы замесить тесто. Заряженные положительно крупинки муки воздушным потоком подаются в камеру, где они встречаются с отрицательно заряженными капельками воды, содержащей дрожжи. Крупинки муки и капельки воды, притягиваясь друг к другу, образуют однородное тесто. Можно привести много других примеров полезного применения статической электризации. Основанная на этом явлении технология удобна: потоком заряженных частиц можно управлять, изменяя электрическое поле, а весь процесс легко автоматизировать.

Электрические копчености.

Копчение — это пропитывание продукта древесным дымом. Частицы дыма не только придают продуктам вкус, но и предохраняют их от порчи. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а отрицательным электродом служит, например, тушка рыбы. Заряженные частички дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются ею. Все электрокопчение продолжается несколько минут; прежде копчение считалось длительным процессом.

Различные  источники статического электричества. Влияние статического электричества на здоровье человека. Защита здоровья человека от статического электричества.

Современная жизнь немыслима без электричества, с ним связан и наш домашний быт, и наша работа. Но если техника безопасности при обращении с электроприборами известна всем, то о статическом электричестве и его влиянии задумываются меньше. Наверняка каждому знакома ситуация, когда бумага прилипает к одежде, офисные кресла трещат при вставании, а между пальцами и выключателем на стене пролетает искра. Однако в последнее время требования к гигиене и безопасности труда повышаются, вопросу статического электричества и связанных с ним рисков уделяется все больше внимания. Что может быть источником статического электричества? Его заряды образуются при самых разнообразных условиях, но чаще всего – при трении друг о друга материалов, которые плохо проводят ток, или же при их трении о металл, а поскольку эти заряды удерживаются продолжительное время, они и получили название статических.

 

Источники статического электричества в офисе и в квартире.  

   

В современных офисах и в жилых помещениях существует избыток электроприборов, создающих при работе электростатические поля – это принтеры, факсы, ксероксы, но самый значимый из них, конечно же, компьютер. Вентиляторы выдувают из системного блока наэлектризованные пылинки, оседающие на одежде и мебели и передающие свой заряд человеку. Статическое электричество образуется на линолеуме, на поверхностях из ПВХ. Даже на ковре с синтетическим ворсом образуются электрические заряды.  Офисные кресла также являются отличным накопителем статических зарядов, ведь они испытывают постоянное трение. Чтобы температура в офисе была оптимальной, используют кондиционеры, которые еще больше повышают электростатический заряд в помещении. Как можно видеть, статическое электричество окружает нас не только на работе, но и дома, и человек становится отличным генератором и накопителем статического электричества.

Влияние статического электричества на человеческий организм.

Воздействие статического электричества на организм человека – малоизученная область. Но учёные выяснили, что люди, долго находящиеся в «окружении» электроприборов жалуются на повышенную утомляемость, раздражительность, плохой сон.

Со стороны сердечно-сосудистой системы может наблюдаться брадикардия (уменьшение частоты сердечных сокращений) и артериальная гипертензия (повышение артериального давления). Эти симптомы развиваются в результате спазма сосудов.

 Под воздействием статического электричества на нервные окончания может также изменяться кожная чувствительность и сосудистый тонус, стимулируется капиллярный кровоток. Одновременно возникают функциональные нарушения в центральной нервной системе.

Защита от статического электричества в офисе.

Влажная уборка – простой способ уменьшить количество взвешенных в воздухе и осевших на всевозможные предметы пылинок. А раз частичек будет меньше, соответственно и воздействие статического электричества будет слабее.

 Чтобы воздух в помещении был чистый, нужно регулярно открывать окна и проводить проветривание.

 Обязательно необходимо заземлять всю технику, которая находится в помещении.

 Сейчас разработаны специальные антистатические спреи и браслеты, основная задача которых – защита от вредного воздействия статического электричества. Правда, их эффективность еще в полной мере не доказана.

                                        Практическая часть

           Я решила провести несколько опытов, которые докажут, вредно ли влияние статического электричества или нет.

Опыт 1. Опыт с подушками.

        Для этого опыта нам понадобятся 2 подушки: одна – набитая пухом, а вторая – набитая синтетическим материалом (в нашем случае холлофайбером).

         Сделав себе причёску, я легла спать на подушке, набитой пухом. Утром волосы были чуть-чуть приглажены, но остались послушными и легко расчесались.

        С точно такой же причёской я легла спать на второй подушке, набитой холлофайбером. Утром волосы в буквальном смысле «стояли дыбом», и попытка их расчесать увенчалась неудачей, так как волосы притягивались к расчёске.

        Можно сделать вывод, что подушка с натуральным наполнителем наэлектризовала волосы намного меньше, чем подушка с искусственным наполнителем. Подушки с натуральными наполнителями приносят меньше вреда человеческому здоровью, чем подушки с искусственными наполнителями.  

Опыт 2. Опыт с тканями.

        Если всё-таки от влияния статического электричества нам никуда не деться, то мы можем хотя бы немного оградить себя и свой организм от него. И первое, что может нам в этом помочь – это наша одежда. Мало кто знает, что человеческая одежда тоже способна вырабатывать электрическое. Наверняка каждый из нас замечал, что когда мы снимаем одежду, то слышим потрескивание, а если снимаем одежду в тёмном помещении, то можем наблюдать даже искры.

        Я решила узнать, какая же одежда безопаснее всего, то есть меньше электризуется. Для этого я взяла несколько обыкновенных воздушных шариков и кусочки разных тканей. Потом я потёрла ткань о шарики и посыпала на них конфетти. Результаты я занесла в таблицу:

Ткань	Электризация	Вывод
Хлопчатобумажная ткань	Почти не наэлектризовалось, несколько конфетти осталось на шарике.	Такая ткань безопасна для нашего организма и здоровья.
Шёлк	Чуть больше конфетти осталось на шарике, чем на шарике, потёртом о хлопчатобумажную ткань.	Такая ткань тоже безопасна для нашего организма и здоровья.
Шерсть	Почти все конфетти (за исключением 2-3) остались на шарике.	Самая сильная электризация из всех представленных тканей.

Можно сделать вывод, что лучше всего носить одежду из хлопчатобумажных тканей или из шёлка, а вот отдавать предпочтение шерстяным тканям не следует.

Заключение

         В результате проделанной работы я пришла к выводу, что статическое электричество на самом деле влияет на человеческий организм, несмотря на то, что не вызывает определённого заболевания. Чтобы защитить себя от воздействия статического электричества нужно:

1. Стараться носить одежду из натуральных, а не из синтетических материалов.
2. Снимать избыточный электрический заряд (заземление, хождение босиком)
3. Очень полезны водные процедуры, купание в естественных водоёмах и любая работа на земле.
4. Проветривать помещение и проводить влажную уборку не менее двух раз в день. Можно увлажнять воздух в помещении специальными  спреями.

Выполняя эти несложные правила, можно обеспечить комфорт и здоровье своему организму, оградить себя от излишней раздражительности и волнений.

Список используемой литературы

1. Учебник по физике 8 класс. А.В. Пёрышкин
2. Книга для чтения по физике. И. Г. Кириллова.
3. Скажи мне почему. А. Ликум.
4. Интернет-ресурсы: http://wikipedia.org./

Полезная и вредная электризация

Главная » Польза и вред » Полезная и вредная электризация

Полезная электризация

Kajakas

КОГДА ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ ПОЛЕЗНА
Маляр без кисточки. Движущиеся на конвейере окрашиваемые детали, например корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд, и они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный и плотный. Действительно одноименно заряженные частицы красителя отталкиваются друг от друга — отсюда равномерность окрашивающего слоя. Частицы, разогнанные электрическим полем, с силой ударяются об изделие — отсюда плотность окраски. Расход краски снижается, так как она осаждается только на детали. Метод окраски изделий в электрическом поле сейчас широко применяют в нашей стране.

Электрические копчености. Копчение — это пропитывание продукта древесным дымом. Частицы дыма не только придают продуктам вкус, но и предохраняют их от порчи. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а отрицательным электродом служит, например, тушка рыбы. Заряженные частички дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются ею. Все электрокопчение продолжается несколько минут; прежде копчение считалось длительным процессом.

Электрический ворс. Чтобы получить в электрическом поле слой ворса на каком-либо материале, надо материал заземлить, поверхность покрыть клеящим веществом, а затем через заряженную металлическую сетку, расположенную над этой поверхностью, пропустить порцию ворса. Ворсинки быстро ориентируются в поле и, распределяясь равномерно, оседают на клей строго перпендикулярно поверхности. Так получают покрытия, похожие на замшу или бархат. Легко получить разноцветный узор, заготовив порции разного по цвету ворса и несколько шаблонов, которыми в процессе электроворсования прикрывают поочередно отдельные участки изделия. Так можно сделать многоцветные ковры.

Как ловят пыль. Чистый воздух нужен не только людям и особо точным производствам. Все машины из-за пыли преждевременно изнашиваются, а каналы их воздушного охлаждения засоряются. Кроме того, часто пыль, улетающая с отходящими газами, представляет собой ценное сырье. Очистка промышленных газов стала необходимостью. Практика показала, что с этим хорошо справляется электрическое поле. По центру металлической трубы устанавливают проволоку Б, которая служит одним из электродов, вторым являются стенки трубы В. В электрическом поле газ в трубе ионизируется. Отрицательные ионы «прилипают» к частицам дыма, поступающим вместе с газом через вход А, и заряжают их. Под воздействием поля эти частицы движутся к трубе и осаждаются на ней, а очищенный газ направляется к выходу Д.

Трубу время от времени встряхивают, и уловленные частицы поступают в бункер Г (рис. 3). Электрические фильтры на крупных тепловых электростанциях улавливают 99% золы, содержащейся в выходных газах

Смешение веществ. Если мелкие частицы одного вещества зарядить положительно, а другого — отрицательно, то легко получить их смесь, где частицы распределены равномерно. Например, на хлебозаводе теперь не приходится совершать большую механическую работу, чтобы замесить тесто. Заряженные положительно крупинки муки воздушным потоком подаются в камеру, где они встречаются с отрицательно заряженными капельками воды, содержащей дрожжи. Крупинки муки и капельки воды, притягиваясь друг к другу, образуют однородное тесто. Можно привести много других примеров полезного применения статической электризации. Основанная на этом явлении технология удобна: потоком заряженных частиц можно управлять, изменяя электрическое поле, а весь процесс легко автоматизировать.

Вред и польза электризации тел

Я Самая

Вред электризации.
Но не всегда электризация тел приносит пользу.
В типографских машинах (фото) электризация бумаги вызывает ее свертывание и брак при печати. При этом могут возникнуть искры, которые вызывают пожар.
Водители бензовозов страдают от электризации ежесекундно: во время накачивания горючего в автоцистерну образуются электрические заряды; во время перевозки горючее взаимодействует с поверхностью автоцистерны – заряды продолжают накапливаться. Переливая бензин по трубам, например в баки самолета, они подвергают себя опасности взрыва.

В текстильной промышленности нити прилипают к гребням чесальных машин, при этом путаются и часто рвутся. В процессе обработки отдельных тканей ворс на них может подвергаться стрижке. Лезвия ножей работают с большой скоростью, и при этом ткань и ножи сильно электризуются. Также, если ссыпать сахарный песок, муку, порох, порошкообразные химические реактивы – возникают заряды.

На предприятиях резиновой промышленности при вальцовке каучук пропускают между двумя вращающимися валами. Если поднести руку к такому каучуку, то появится искра. Недалеко и до пожара. Такой же эффект можно получить на клеепромазочной машине, которая смазывает резиновым клеем тканевые материалы.
Однако, от электризации существует очень эффективная защита – заземление.
Польза : На птицефабриках с целью уменьшения запыленности воздуха устанавливают электрофильтры. Частицы пыли осаждаются на пластинчатые электроды, которые по мере накопления на них пыли, освобождаются от нее. Ионизация воздуха увеличивает яйценоскость кур, лучше развивается молодняк.
Трубы газовых котельных снабжают также электрофильтрами, уменьшающими выброс в атмосферу продуктов сгорания.
Частицы дыма не только придают продуктам особый вкус, но и предохраняют их от порчи. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а к отрицательным электродам подсоединяют, например, тушки рыбы. Заряженные частицы дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются. Весь процесс электрокопчения продолжается несколько минут.
Движущиеся на конвейере, окрашиваемые детали, например, корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд и они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный и плотный.
Действительно, одноименно заряженные частицы красителя отталкиваются друг от друга – отсюда равномерность окрашиваемого слоя.
На хлебозаводе теперь не приходится совершать большую механическую работу, чтобы замесить тесто. Заряженные положительно крупинки муки воздушным потоком подаются в камеру, где они встречаются с отрицательно заряженными капельками воды, содержащими дрожжи. Крупинки муки и капельки воды, притягиваясь, друг к другу, очень быстро образуют однородное тесто, что также повышает производительность труда и выход хлебобулочной продукции.

Мелкие частички шерсти и хлопка продувают через заряженную металлическую сетку. Двигаясь к тканевой основе, обработанной клеем и заряженной противоположно, равномерно распределяются по ней и после просушки создают ворс. Аналогично можно наносить на любую поверхность волокна звукоизолирующих и теплоизолирующих веществ, делать толь, рубероид, линолеум, шифер, наждачную бумагу.

Когда электризация полезна?

Алексей Попов (Океан)

КОГДА ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ ПОЛЕЗНА

1)Маляр без кисточки. Движущиеся на конвейере окрашиваемые детали, например корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд, и они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный и плотный. Действительно одноименно заряженные частицы красителя отталкиваются друг от друга — отсюда равномерность окрашивающего слоя. Частицы, разогнанные электрическим полем, с силой ударяются об изделие — отсюда плотность окраски. Расход краски снижается, так как она осаждается только на детали. Метод окраски изделий в электрическом поле сейчас широко применяют в нашей стране.
2)Электрические копчености. Копчение — это пропитывание продукта древесным дымом. Частицы дыма не только придают продуктам вкус, но и предохраняют их от порчи. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а отрицательным электродом служит, например, тушка рыбы. Заряженные частички дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются ею. Все электрокопчение продолжается несколько минут; прежде копчение считалось длительным процессом.
3)Электрический ворс. Чтобы получить в электрическом поле слой ворса на каком-либо материале, надо материал заземлить, поверхность покрыть клеящим веществом, а затем через заряженную металлическую сетку, расположенную над этой поверхностью, пропустить порцию ворса. Ворсинки быстро ориентируются в поле и, распределяясь равномерно, оседают на клей строго перпендикулярно поверхности. Так получают покрытия, похожие на замшу или бархат. Легко получить разноцветный узор, заготовив порции разного по цвету ворса и несколько шаблонов, которыми в процессе электроворсования прикрывают поочередно отдельные участки изделия. Так можно сделать многоцветные ковры.
4)Как ловят пыль. Чистый воздух нужен не только людям и особо точным производствам. Все машины из-за пыли преждевременно изнашиваются, а каналы их воздушного охлаждения засоряются. Кроме того, часто пыль, улетающая с отходящими газами, представляет собой ценное сырье. Очистка промышленных газов стала необходимостью. Практика показала, что с этим хорошо справляется электрическое поле. По центру металлической трубы устанавливают проволоку Б, которая служит одним из электродов, вторым являются стенки трубы В. В электрическом поле газ в трубе ионизируется. Отрицательные ионы «прилипают» к частицам дыма, поступающим вместе с газом через вход А, и заряжают их. Под воздействием поля эти частицы движутся к трубе и осаждаются на ней, а очищенный газ направляется к выходу Д. Трубу время от времени встряхивают, и уловленные частицы поступают в бункер Г (рис. 3). Электрические фильтры на крупных тепловых электростанциях улавливают 99% золы, содержащейся в выходных газах
5)Смешение веществ. Если мелкие частицы одного вещества зарядить положительно, а другого — отрицательно, то легко получить их смесь, где частицы распределены равномерно. Например, на хлебозаводе теперь не приходится совершать большую механическую работу, чтобы замесить тесто. Заряженные положительно крупинки муки воздушным потоком подаются в камеру, где они встречаются с отрицательно заряженными капельками воды, содержащей дрожжи. Крупинки муки и капельки воды, притягиваясь друг к другу, образуют однородное тесто. Можно привести много других примеров полезного применения статической электризации. Основанная на этом явлении технология удобна: потоком заряженных частиц можно управлять, изменяя электрическое поле, а весь процесс легко автоматизировать.

Что полезного и вредного дает нам статическое электричество!???

я я

Статическое электричество находит применение в сельском хозяйстве при разделении и очистке зерна.
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — ИСТОЧНИК ОПАСНОСТЕЙ И АВАРИЙ В НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ВЗРЫВЫ И ПОЖАРЫ ОТ РАЗРЯДОВ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
КОГДА ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ ВРЕДНА
Однажды зимой посетители универмага «Детский мир» в Москве были напуганы женщиной, которая, по словам потерпевших, «колола людей хитро спрятанным шприцем» . При расследовании выяснилось, что никакого шприца не существовало: «колола» синтетическая шубка. Она наэлектризовалась при соприкосновении с окружающими предметами, а сухой морозный воздух — диэлектрик, заряды на шубке накапливались, она стала искрить, и эти искры вызывали ощущение укола. В настоящее время увеличился интерес к «электричеству от трения» — статическому электричеству. Главная причина этого интереса — неприятность, которую это электричество доставляет людям, забывающим о технике безопасности. Еще в прошлом столетии были известны вредные действия статического электричества. Например, кожаные и прорезиненные ремни, наэлектризовавшись на вращающихся шкивах, могут стать источником искрового разряда. Он особенно опасен, если в воздухе висит мелкая горючая пыль (скажем, мука) : проскочившая от наэлектризованного тела искра может вызвать взрыв и пожар (рис. 1)

В XX в. вредные проявления статического электричества наблюдаются чаще, так как широко применяют легко электризующиеся вещества: пластмассы, синтетические волокна, нефтепродукты и т. п. Электризация происходит и в быту, и при любом технологическом процессе, где происходит взаимодействие движущихся тел, которые состоят из материалов, являющихся диэлектриками. Такое взаимодействие происходит при смешении, разделении, механической обработке и т. д. Например, при обработке на прессе пластины из полистирола одни места на ней заряжаются положительно, другие отрицательно (они показаны зеленым и желтым, см. там же, 2). Чем больше скорость технологического процесса, тем значительнее электризация. Накопление зарядов продолжается до тех пор, пока не произойдет искровой разряд. На клеепромазочной машине, которая смазывает резиновым клеем тканевые материалы, в результате трения материала о валки происходит их электризация. Если не снять эти заряды, то даже небольшая искра может вызвать пожар, так как окружающий воздух насыщен парами бензина. Причиной взрыва может стать человек, так как при контакте с заряженной тканью электризуется и тело оператора. При движении жидкости-диэлектрика внутри труб (например, при перекачке горючего из бензозаправщика в баки самолета) происходит электризация и перенос зарядов. Чтобы не произошло искрового разряда и взрыва, повышают электропроводность бензина, добавляя в него соединения хрома. Взаимодействие наэлектризованных тел затрудняет выполнение многих технологических операций. Например, электризация волокон вызывает их взаимное отталкивание, что мешает работе ткацких станков. Заряженную ткань трудно раскраивать. Такая ткань, кроме того, сильно загрязняется вследствие притяжения к ней частичек пыли. Для избежания вредных последствий электризации тел в технике применяют различные меры борьбы с этим явлением. Основной метод уменьшения электризации —заземление оборудования. Однако заземление не помогает, если применяется оборудование из материалов, являющихся диэлектриками. Чтобы поверхность таких материалов лучше проводила электричество, ее подвергают обработке. Например, приводные ремни и ленты транспортеров покрывают графитом или бронзовым порошком. С той же целью увеличивают влажность воздуха в помещении; тогда на материалах, не проводящих электричество, образуется тонкая пленка воды. Вода содержит примеси, поэтому является проводником электричества. Иногда ионизируют воздух. Ионы под действием сил притяжения движутся к заряженным поверхностям, уменьшая их заряд. В быту при стирке одежды применяют различные антистатики. Рассмотренные примеры не исчерпывают, к

Пользователь удален

Очень кратко: статическое электричество очень вредно для человека, который носит подобную одежду. С его помощью получают искусственный мех (представьте себе, что пришлось бы приклеевать каждую ворсинку на свое место).

Смотрите также

• Чай улун полезные и вредные свойства
• Вредная электризация
• Полезные номера
• Спирулина полезные свойства
• Полезный корень слова
• Полезные супы
• Самый вредный алкоголь
• Самый полезный суп
• Продукты вредные для поджелудочной железы
• Кешью полезные свойства и противопоказания
• Клевер полезные свойства
• Кипрей полезные свойства

Статическое электричество польза или вред

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.

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.

Возникает статическое электричество, которое сказывается на работе сердечно-сосудистой и нервной систем. От него следует защищаться. Сам человек тоже часто является переносчиком зарядов. При соприкосновении с поверхностями электроприборов происходит их электризация. Если это контрольно-измерительный прибор, дело может окончиться его поломкой.

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. Для снятия заряда нужно обязательно прикоснуться к заземлению или к заземленному оборудованию. Только тогда заряд уйдет в землю. Но человек при этом получит сильный или слабый электрический удар. 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. Рекомендуется носить обувь с кожаной подошвой или ходить по дому босиком. Перед стиркой желательно насыпать на одежду ¼ стакана соды (пищевой). Она снимает разряды электричества и смягчает ткань. При полоскании белья можно добавить в машину уксус (¼ стакана). Сушить белье лучше на свежем воздухе.

Все перечисленные меры помогают нейтрализовать статические проблемы.

Статическое электричество и люди — в журнале Compliance Magazine

Доцент Нильс Йонассен является автором двухмесячной статической колонки, которая публикуется в журнале Compliance Engineering Magazine. В сериале рассматриваются зарядка, ионизация, взрывы и другие темы, связанные с электростатическим разрядом. Ассоциация ESD в сотрудничестве с журналом IN Compliance Magazine переиздает эту серию, поскольку статьи предлагают вневременное понимание области электростатики.

Профессор Йонассен был членом Ассоциации ОУР с 1983-2006. Он получил награду Ассоциации ESD за выдающийся вклад в 1989 году и является автором технических документов, книг и технических отчетов. Его помнят за его вклад в понимание электростатического контроля, и в память о нем мы повторяем «Mr. Статика».

~ Ассоциация ESD

Перепечатано с разрешения: Compliance Engineering Magazine , Mr. Static Column Copyright © UBM Cannon

---

 

На вопрос о взаимодействии феномена статического электричества с людьми можно смотреть двояко: как люди вызывают статические заряды и как они на них влияют . Первый из них не всегда может быть хорошо понят, но, как правило, не вызывает споров. Второй, однако, является предметом многих необоснованных спекуляций.

Как люди вызывают статическое электричество

Самый известный процесс зарядки, созданный людьми, — это ходьба по утепленному напольному покрытию. На первый взгляд этот процесс кажется простым. Контакт и трение между подошвами обуви и полом вызывают разделение зарядов при каждом шаге. Этот заряд заставляет напряжение емкости человеческого тела увеличиваться до тех пор, пока неизбежный ток утечки не уравновешивает зарядный ток.

Но на границе подошвы обуви и напольного покрытия происходит разделение заряда, а подошва является изолирующей. Так как заряд передается от нижней части подошвы к человеку?

Может быть, нет — может быть, человек на самом деле не получает чистого заряда. Все, что мы видим в этом случае, — это действие индукции, вызванной зарядом на подошве. Имейте в виду, что этот эффект вполне может поднять напряжение человека до значительных уровней, при этом чистый заряд останется нулевым. Или могут быть протечки по краям подошвы, или даже сочетание этих процессов.

Как ни странно, никто никогда толком не занимался этой проблемой. И когда вы предлагаете это людям, представляющим статьи по теме, они, как правило, начинают нервничать.

Еще один распространенный способ зарядить себя — снять предмет одежды. При трении свитера о блузку заряды могут разделиться, но напряжение на человеке не увеличится, так как на человеке в принципе расположены одинаково большие разноименные заряды. Но когда свитер снят, например, с отрицательным зарядом, положительный заряд от блузки обеспечивает положительное напряжение.

Кстати, небольшой щелчок, который вы можете почувствовать в ухе, снимая свитер, не является признаком зарядки. Наоборот: это разряд (и не искровой, а кистевой разряд). Соскальзывание с автомобильного сиденья вызывает аналогичный процесс зарядки, и легкий шок, который вы можете почувствовать, вызван разрядом в автомобиль (и в этом случае с искрой), а не зарядкой автомобиля. Последний процесс завершился в 1930-х годах с появлением в шинах проводящей резины.

 

Влияние статического электричества на людей

Электрошок

Наиболее известным воздействием статического электричества на людей и единственным доказанным эффектом, по мнению многих ученых, является удар от искрового разряда. Обычно это происходит, когда заряженный человек касается заземленного предмета или вступает в контакт с другим человеком, имеющим другой потенциал. Хотя это явление хорошо известно, нет четко определенных диапазонов того, какой уровень напряжения тела приведет к ощутимым разрядам.

Однако мало кто заметит разряды при напряжении ниже примерно 1000 В. Большинство людей начинают ощущать неприятный эффект при напряжении около 2000 В. Практически все жалуются на разряды при напряжении выше 3000 В.

Насколько высоким может быть напряжение тела при ходьбе по изолирующему полу в изолирующей обуви? Конечно, при определенных условиях встречались напряжения в диапазоне 10–20 кВ, но, на мой взгляд, иногда цитируемое максимальное значение около 35 кВ недостоверно. Задолго до того, как будет достигнуто такое напряжение, коронные разряды, вероятно, возникнут из носа, ушей и других выступов.

Интересно отметить, что вопрос о том, может ли разряд проводника иметь благотворное воздействие на организм человека, когда-то был серьезным вопросом. В 18 веке широко применялась электротерапия. В одном приложении конденсаторы, известные как лейденские банки, заряжались до напряжения в десятки киловольт и разряжались на парализованные конечности. Возникший рывок интерпретировался как признак положительного эффекта.

Однако в большинстве случаев воздействие статического электричества на людей считалось вредным или, по крайней мере, нежелательным. В эпоху синдрома больного здания было почти неизбежно, что некоторые из многих неспецифических эффектов несовершенного внутреннего климата должны быть приписаны экзотическому явлению статического электричества. Статическая зарядка иногда была предполагаемой причиной головных болей, сухости слизистой оболочки, кожного зуда и других подобных заболеваний. Редко в таких случаях предлагался какой-либо возможный механизм или объяснение, основанное на хорошо задокументированных исследованиях.

Покрытие

Однако существует один физический эффект статического электричества, который с некоторой вероятностью может вызвать физиологические или гигиенические проблемы: воздействие электрического поля вокруг человека на взвешенные в воздухе частицы.

Если человек заряжен положительно, он будет притягивать из воздуха отрицательно заряженные частицы. Или, как предпочел бы выразиться физик, поле вокруг тела усилит попадание отрицательно заряженных частиц на одежду и открытые участки кожи. Но и нейтральные частицы будут притягиваться, потому что они будут поляризованы, и потому что поля, вообще говоря, всегда будут неоднородны. Поле вокруг человека может, как объяснялось выше, возникать из-за разделения зарядов при ходьбе по изолированному напольному покрытию. Но это также может быть вызвано близостью к телевизору или компьютерному монитору.

Интересно, что если никого нет рядом с экраном телевизора или компьютера, поле будет двигаться в сторону экрана. Следовательно, именно здесь частицы будут скатываться, что приведет к смазыванию. Однако, когда человек находится близко к экрану, поле также сойдется на лице этого человека, особенно вокруг таких выступов, как нос и уши.

В ходе нескольких научных проектов было продемонстрировано, что электрические поля вокруг человека резко увеличивают скорость выделения взвешенных частиц в воздухе. Было высказано предположение, что если такие частицы имеют аллергенную природу, их выделение может привести к учащению раздражения кожи или заболевания. Однако такая связь не доказана.

 

Полезны ли ионы?

Несколько похожим процессом является воздействие на атмосферные ионы электрического поля вокруг человека (определение и описание физических свойств атмосферных ионов см. в моей колонке в выпуске Compliance Engineering за май/июнь 1999 г. , стр. 24). ).

Часто утверждалось, что избыток или дефицит одной из полярностей ионов во вдыхаемом воздухе оказывает прямое влияние на человека. Десятилетия назад одним из таких заявлений было то, что избыток отрицательных ионов увеличивает частоту вибрации ресничек в дыхательных путях, тем самым повышая эффективность очистки ресничек в верхних дыхательных путях. Эта теория, по-видимому, была подтверждена экспериментальными результатами 19-го века.40-х и 1950-х годов и широко цитировался. Однако примерно в 1970 году он был прекращен — или, по крайней мере, должен был быть — потому что новые исследования с использованием более современного оборудования убедительно показали, что такого эффекта не было. Тем не менее, вы все еще можете найти связь между ионами и ресничками, упоминаемую в медицинских и квазимедицинских публикациях.

Еще более популярным утверждением является то, что избыток отрицательных ионов делает воздух свежим и чистым, а избыток положительных ионов делает воздух душным. Так как такого рода смутный эффект чрезвычайно трудно доказать или опровергнуть, то достаточно заметить, что душный воздух под грозовой тучей имеет избыток отрицательных ионов, а свежий воздух на вершине горы богат положительными ионами. Таким образом, кажется, что качество воздуха имеет большее значение, чем ионный баланс.

Но допустим, тем не менее, что относительная концентрация положительных и отрицательных ионов в воздухе, которым мы дышим, влияет на наше здоровье. Тогда становится ясно, что человек, окруженный электрическим полем (потому что он заряжен), будет вдыхать меньше ионов, чем незаряженный человек. Если этот человек заряжен положительно, он или она будут отталкивать положительные ионы. Хотя тело будет притягивать отрицательные ионы, ионы будут отражаться на коже и, таким образом, удаляться из вдыхаемого воздуха. И даже если человек не заряжен, большая часть ионов во вдыхаемом воздухе, вероятно, попадет в дыхательные пути еще до того, как они достигнут бронхов.

Весь вопрос о судьбе ионов в воздухе, которым мы дышим, требует еще много экспериментальной работы. Утверждалось, что, поскольку отрицательный ион, вероятно, содержит молекулу кислорода, вдыхание отрицательных ионов должно быть полезным. Помимо того, что я отметил о пластинах на коже и в верхней части дыхательных путей, следует отметить, что даже при максимально возможных концентрациях ионов на каждый отрицательный ион приходится триллионы незаряженных молекул кислорода.

За последние пять-шесть лет было много сообщений (по крайней мере, в Европе) о предполагаемых преимуществах воздействия на кожу человека, страдающего ревматическими или другими заболеваниями, высокоионизированного воздушного потока с ионами только одной полярности.

Для того, чтобы человек, которого лечили, не заряжался, он или она должны быть заземлены. Затем поток ионов вызовет ток от точки удара до соединения с землей. Согласно некоторым сообщениям, эффект лечения сильно зависит от того, где на теле находится заземляющее соединение. Конечно, вы также можете создать ток через тело, просто приложив два или более электродов, но это в некоторой степени ограничивает путь тока.

Если ионизированный воздух оказывает влияние, это может быть связано с тем, что ток исходит из большей области и, следовательно, имеет больше шансов найти путь с наибольшим эффектом. Это также зависит от размещения противоэлектрода или заземления.

Обратите внимание, что я сказал , если ионизированный воздух имеет эффект.

Результаты, о которых я постоянно слышу, получены не из обычных научных исследований с двойным слепым тестом и прочей ерундой. Но они продолжают появляться, и я не хочу полностью исключать возможность того, что они реальны.

Я начал работать с ионами примерно в 1958 году, чтобы исследовать некоторые сенсационные утверждения национального ионного гуру в Дании о воздействии и поведении ионов в воздухе помещений. Меня чуть не распяли за то, что я потребовал научной документации для утверждений (например, что воздух в комнате с виниловым полом имел плохой ионный баланс). Мой вышеприведенный комментарий о возможном воздействии ионизированного воздуха на кожу не означает, что с годами я смягчился и смягчился в своих требованиях к документации. Скорее наоборот. Я до сих пор люблю играть роль святого Фомы Сомневающегося.

 

Нильс Йонассен, MSc, DSc проработал 40 лет в Техническом университете Дании, где вел занятия по электромагнетизму, статическому и атмосферному электричеству, радиоактивности в воздухе и микроклимату помещений. Выйдя на пенсию, он делил свое время между лабораторией, домом и Таиландом, писал на темы статического электричества и посещал кулинарные курсы. Г-н Йонассен скончался в 2006 году.

 

 

esdESD Associationмр. staticneils jonassenстатическое электричество

Об авторе

Какие проблемы вызывает статическое электричество?

Какие проблемы вызывает статическое электричество?

Существует четыре основных проблемных области, каждая из которых более подробно рассматривается ниже:

1. Электростатическое притяжение и отталкивание
2. Пожароопасность – взрывоопасные зоны
3. Электрошок для операторов
4. Электростатический разряд (ЭСР) в электронике

Электростатическое притяжение и отталкивание

Вероятно, это наиболее распространенная проблема в производстве пластмасс, упаковки, бумаги, текстиля и подобных отраслях. Это проявляется в неправильном поведении изделий, слипании, отталкивании друг друга, прилипании к оборудованию, прилипании пыли к молдингам, плохой обмотке и многих других симптомах.

Закон Кулона управляет притяжением и отталкиванием. По сути, это закон обратных квадратов. В упрощенном виде:

Сила притяжения или отталкивание (в ньютонах)		Заряд (A) x заряд (B) в кулонах
	=	————————————————
		(Расстояние между объектами в м) 2

 

Таким образом, серьезность проблемы напрямую связана с величиной статического заряда и расстоянием между притягивающимися или отталкиваемыми объектами.

Притяжение или отталкивание следует силовым линиям электрического поля (часто называемым силовыми линиями, когда они представляют силу или смещение). Если два заряда имеют одинаковую полярность, они будут отталкивать друг друга. Если они разных полярностей, они будут притягиваться друг к другу. Если только один из продуктов заряжен, это вызовет притяжение, создавая зеркальный заряд в незаряженных продуктах:

Риск возгорания (зоны EX)

Риск возгорания очень важен для покрытия, глубокая печать и другие отрасли промышленности, где используются горючие растворители. Статический заряд на пленке вызывает искровой разряд, который воспламеняет растворитель и вызывает пожар.

Ниже приводится краткое теоретическое введение в способность статического разряда вызывать воспламенение в горючих средах.

Способность разряда вызывать возгорание зависит от многих переменных:

• Тип разряда
• Источник сброса
• Энергия разряда
• Скорость разряда
• Наличие горючей среды — часто газ-растворитель, но может быть пылью или жидкостью
• Минимальная энергия воспламенения (MIE) горючей среды

Типы разряда

Существует три соответствующих типа разряда:

• Искра — обычно исходит от тела с достаточной проводимостью, электрически изолированного. Это может быть человеческое тело, часть машины или инструмент. Предполагается, что вся энергия рассеивается в искре. Если энергия превышает минимальную энергию воспламенения (MIE) паров растворителя, может произойти воспламенение. Рассчитывается энергия искры: Энергия в джоулях = ½CV ² .
• Щеточный разряд — обычно происходит, когда угол детали машины концентрирует заряд в более крупном листе или полотне непроводящего материала. Как правило, энергия ниже, чем у искры, и поэтому она менее воспламеняется.
• Распространяющийся щеточный разряд — возникает на пластиковых листах и ​​полотнах с высоким сопротивлением, где на каждой стороне материала имеется высокая плотность заряда противоположной полярности. Это может быть вызвано трением или бомбардировкой порошковой краской. Эффект подобен разрядке пластинчатого конденсатора и может быть более опасным, чем искра.

Источник и энергия разряда

Размер и геометрия являются важными факторами. Чем больше тело, тем больше энергии оно может содержать. Острые концы увеличивают напряженность поля и способствуют разрядке.

Скорость разряда

Если тело, удерживающее энергию, плохо проводит электричество, т.е. человеческое тело, сопротивление замедлит разряд и уменьшит его опасность. Эмпирическое правило для человеческого тела состоит в том, что его следует рассматривать как способное воспламенять все растворители с минимальной энергией воспламенения (МИЭ) менее 100 мДж, даже если в 2 или 3 раза больше этой энергии хранится в энергии тела.

Коронный разряд здесь не рассматривается. Это более медленный низкоэнергетический разряд из точки. Это считается проблематичным только в наиболее чувствительных областях.

Минимальная энергия воспламенения (MIE)

Минимальная энергия воспламенения растворителя и его концентрация во взрывоопасной зоне имеют важное значение. Если MIE меньше энергии разряда, может возникнуть пожар.

Другими источниками воспламенения во взрывоопасных зонах являются незаземленные приводы и плавающие проводники. Оператор, идущий по опасной зоне в кроссовках или аналогичной непроводящей обуви, рискует получить разряд из своего тела, который может вызвать воспламенение чувствительных растворителей. Не менее опасна незаземленная и токопроводящая часть оборудования. Хорошее заземление необходимо для всего, что находится во взрывоопасной зоне.

Потрясения для операторов

Потрясения для операторов становятся все более важными, поскольку вопросы здоровья и безопасности становятся все более важными и масштабными.

Статические удары неприятны, но обычно не опасны, если только они не вызывают реакцию отдачи, которая отбрасывает оператора в механизмы или на путь встречного транспортного средства. Существует 2 распространенные причины:

1. Индукционная зарядка
2. Амортизаторы из продукта

Индукционная зарядка

Если человек находится в электрическом поле заряженного объекта, например катушки с пленкой, его тело может получить индукционный заряд.

Оператор становится заряженным, этот заряд остается в теле оператора (если он носит изолирующую обувь) до тех пор, пока он не коснется заземленной части оборудования. Затем заряд упадет на землю, нанеся оператору удар током.

Это также происходит, когда оператор работает с заряженными предметами и материалами — заряд накапливается в теле из-за изолирующей обуви.

Когда оператор касается металлической части машины, заряд может вырваться и вызвать удар током. Удары, возникающие при ходьбе по нейлоновому ковру, возникают из-за статического электричества, возникающего между ковром и обувью. Удары, которые получают водители, когда выходят из машины, связаны с зарядом, возникающим между сиденьем и одеждой водителя, когда они разделены. Решением последней проблемы является прикосновение к металлической части автомобиля, например дверной раме, когда водитель покидает сиденье. Это позволяет заряду уходить на землю через автомобиль и его шины, не вызывая удара.

Удары от продукта

Возможен, но реже, удар оператора от материала.

Если в намоточном барабане имеется очень большой заряд, пальцы оператора могут концентрировать заряд до тех пор, пока он не достигнет точки пробоя и не образует разряд.

В качестве альтернативы, если есть металлический предмет, не соединенный с землей и находящийся в электрическом поле, он может заряжаться за счет индукции. Поскольку металлический предмет является проводящим, заряд подвижен и разряжается на человека, который к нему прикасается.

Загрузить Решения статических проблем – удары для операторов

Электростатический разряд в электронике

Контроль статического электричества важен при работе с электронными узлами и компонентами современных систем управления, включая RFID-метки и этикетки. В электронике проблемные уровни статического электричества могут быть очень малы — всего несколько вольт по сравнению с тысячами вольт, типичными для других промышленных применений. Это требование сбалансированной ионизации делает многие обычные промышленные антистатические устройства непригодными.

Часто опасность представляет статический заряд человеческого тела, который может быть значительным. Вот почему люди, занимающиеся сборкой электроники, носят браслеты — браслеты снимают статический заряд с тела. Ионизирующее оборудование используется для нейтрализации заряда в других продуктах и ​​материалах, где заземление неприменимо, включая непроводящие материалы.

Ток при разряде от человеческого тела или другого объекта выделяет тепло, которое испаряет соединения, межсоединения и зазоры между дорожками в электронных компонентах. Высокое напряжение также разрушает тонкие оксидные покрытия на МОП-транзисторах и других устройствах с покрытием. Это приводит к выходу продукта из строя.

Иногда компонент не полностью разрушен, что может быть еще более проблематичным, так как сбой произойдет позже, когда продукт будет использоваться.

Общее правило: убедитесь, что корпус или другие изделия не накапливают статический заряд при обращении с чувствительными компонентами или нахождении рядом с ними.

Для этого требуется сочетание заземления и ионизации. Существует европейский и международный стандарт по обращению с чувствительными электронными компонентами: EN/IEC 61340-5-1:2016.

 

Узнайте больше о линейке антистатических решений Fraser здесь.

Свяжитесь с нами

Последнее обновление: 27 ноября 2020 г.

Была ли эта статья полезной?

Yes/No

Attraction with Static Electricity — Scientific American

• Share on Facebook

• Share on Twitter

• Share on Reddit

• Share on LinkedIn

• Отправить по электронной почте

• Распечатать

Ключевые понятия
Электричество
Электроника
Изоляторы
Проводники

Введение
Вы когда-нибудь задумывались, почему, если тереть о голову воздушный шар, одеяло или даже зимнюю шапку, ваши волосы встают дыбом? Эффект возникает из-за статического электричества, но как создается статическое электричество и почему волосы встают дыбом?

Статическое электричество — это накопление электрического заряда в объекте. Иногда статическое электричество может внезапно разрядиться, например, когда в небе сверкает молния. В других случаях статическое электричество может привести к тому, что объекты прилипнут друг к другу. Подумайте о том, как слипаются только что вынутые из сушилки носки. Это происходит, когда объекты имеют противоположные заряды, положительные и отрицательные, которые притягиваются. (Объекты с одинаковыми зарядами отталкиваются друг от друга.) Может ли достаточно статического электричества заставить воздушный шар прилипнуть к стене? Как вы думаете, сколько вам придется тереть его?

Фон
Когда один предмет трется о другой, может создаваться статическое электричество. Это связано с тем, что трение создает отрицательный заряд, переносимый электронами. Электроны могут накапливаться, создавая статическое электричество. Например, когда вы шаркаете ногами по ковру, вы создаете множество поверхностных контактов между вашими ногами и ковром, позволяя электронам передаваться вам, тем самым создавая статический заряд на вашей коже. Когда вы прикасаетесь к другому человеку или объекту, вы можете внезапно разрядить статическое электричество в виде удара электрическим током.

Точно так же, когда вы трете воздушный шар о голову, это вызывает накопление противоположных статических зарядов как на ваших волосах, так и на воздушном шаре. Следовательно, когда вы медленно оттягиваете шарик от головы, вы можете видеть, как эти два противоположных статических заряда притягиваются друг к другу и заставляют ваши волосы вставать дыбом.

Материалы
•    Воздушный шар
•    Предмет из шерсти (например, свитер, шарф, одеяло или моток пряжи)
•    Секундомер
•    Стена
•    Партнер (необязательно)

Подготовка
•    Надуйте шарик и завяжите конец.
•   Попросите партнера подготовиться к использованию секундомера.

Процедура
•    Держите воздушный шар так, чтобы ваша рука покрывала как можно меньшую площадь его поверхности, например, используя только большой и указательный пальцы, или сжимая воздушный шар за горлышко в том месте, где он привязан.
•    Потрите шарик о шерстяной предмет один раз в одном направлении.
•    Держите воздушный шар на стене так, чтобы сторона, которая была натерта о шерсть, была обращена к стене, затем отпустите его. Воздушный шар застревает в стене? Если воздушный шар застрял, попросите вашего партнера немедленно включить секундомер, чтобы определить, как долго воздушный шар остается привязанным к стене. Если воздушный шар не прилипает, переходите к следующему шагу.
•    Прикоснитесь шариком к металлическому предмету. Как вы думаете, почему это важно делать?
•    Повторите описанный выше процесс, но с каждым разом увеличивайте количество раз, которое вы проводите шариком по шерстяному предмету. Трите шарик каждый раз в одном и том же направлении. (Не трите баллон вперед-назад.) Сколько ударов нужно, чтобы шарик прилипал к стене на несколько секунд? А несколько минут?
•    Вы можете повторить весь этот процесс еще два раза. Совпадают ли ваши наблюдения для каждого испытания с предыдущими испытаниями?
•     Дополнительно: Дает ли трение в одном направлении другой результат, чем трение взад и вперед? Попробуйте сравнить одинаковое количество растираний в одном направлении с количеством растираний в обратном и обратном направлениях. Один остается на стене дольше другого?
•     Дополнительно: Попробуйте сравнить эффективность различных материалов для создания статического заряда. Шерсть работает лучше, чем шелк? Проведите эксперимент для проверки нескольких различных материалов: шелка, шерсти, нейлона, полиэстера, пластика, металла и так далее.

Наблюдения и результаты
В целом, прилипал ли шарик к стене дольше, чем чаще вы терли шарик о шерстяной предмет?

Шерсть — проводящий материал, а это значит, что она легко отдает свои электроны. Следовательно, когда вы трете шарик о шерсть, это заставляет электроны перемещаться с шерсти на поверхность шарика. Натертая часть шарика теперь имеет отрицательный заряд. Предметы из резины, такие как воздушный шар, являются электрическими изоляторами, а это означает, что они сопротивляются протекающим через них электрическим зарядам. Вот почему только часть воздушного шара может иметь отрицательный заряд (там, где его терла шерсть), а остальная часть может оставаться нейтральной.