Energia electrică statică provine din conservarea încărcărilor câmpului electrostatic pe materiale dielectrice. Ea afectează negativ viața umană și funcționarea dispozitivelor electrice. Formarea de scântei de la electricitate statică contribuie la incendii și explozii. Puterea energiei este suficientă pentru a aprinde amestecurile de gaz și aer și praful.
O încărcătură de electricitate statică se poate acumula pe corpul uman, dacă acesta este îmbrăcăminte din lână sau din fibre chimice. Potențialul de aproximativ 7 jouli nu reprezintă un pericol pentru oameni, dar poate provoca convulsii și contracții musculare. Și aceasta, la rândul său, poate crea condiții pentru traume la locul de muncă, căderi de la înălțime etc.
Electricitatea statică afectează negativ funcționarea instrumentelor de precizie, a radiocomunicațiilor, determină funcționarea defectuoasă. Lucrătorii care sunt expuși în mod constant la electricitate statică sunt mai susceptibili de a suferi de boli cardiovasculare și boli ale sistemului nervos.
Numai protecția împotriva electricității statice este capabilă să reducă la zero sau să nu permită apariția acestui fenomen negativ.
Surse de energie electrică statică
- Efectul diferitelor radiații.
- O schimbare bruscă a temperaturii.
- Interacțiunea corpurilor între ele în timpul mișcării.
Acest fenomen are un impact negativ și este periculos. Protecția împotriva electricității statice poate preveni sau reduce în mod semnificativ efectul său.
Într-un mediu domestic câmpul static apare adesea în lână de animale, atunci când scoateți hainele sintetice, părul pieptănat, în timp ce purta cizme de cauciuc, mersul pe jos pe un covor în șosete din lână, produse de uz plastic.
Câmpul electrostatic nu amenință viața unei persoane, când se formează un curent slab, care nu este capabil să dăune prea mult corpului uman. El poate crea doar niște stări incomode. Pentru a preveni acest efect trebuie să fie urmat doar câteva reguli simple: în vreme geroasă și uscat, nu la accident vascular cerebral animalelor, încet îndepărtați hainele de lână, sau să-l trateze cu un compus special, pieptănat de a folosi pieptene din lemn sau metal.
Acumularea energiei electrostatice este facilitată de:
- Pereții din beton armat din clădire.
- Aerul este prea uscat.
Pentru dispozitivele electronice, încărcarea câmpului electrostatic este cel mai prost inamic. Unele elemente ale dispozitivelor electronice nu sunt capabile să reziste la tensiuni mari care apar în timpul descărcării. Elementele sensibile pot să nu reușească sau să înrăutățească performanța lor.
Dacă obiectul câmpului electric este lichide inflamabile, aceasta va crea condițiile pentru aprinderea lor. Aceste lichide, atunci când sunt transportate în tancuri, pot acumula o încărcătură statică. De asemenea, o taxă apare din partea mecanismului sau a persoanei care le-a abordat îndeaproape. Prin urmare, în producția industrială, unde există lichide inflamabile, se acordă o mare atenție dispozitivului de împământare a structurilor și mecanismelor mobile. Pentru a coase pantofi și haine speciale în producție, se folosesc și țesături speciale care nu sunt capabile să acumuleze încărcătura electrică.
Principiul de funcționare
Vom înțelege cum se formează o încărcătură statică. În stare normală, corpurile fizice au același număr de particule negative și pozitive. Datorită acestui echilibru, se creează o stare neutră a corpului. Dacă starea neutră este încălcată, corpul primește o sarcină electrică de un pol.
O stare statică este starea corpului în stare de repaus, atunci când este fără mișcare. În substanța corpului poate să apară polarizarea, care este exprimată în mișcarea încărcărilor între părți ale corpului sau dintr-un obiect din apropiere.
Substanțele sunt electrificate datorită separării corpurilor, modificărilor încărcărilor în timpul frecării, modificărilor bruște ale temperaturii, iradierii. Încărcăturile câmpului electric se află pe suprafața corpului sau sunt îndepărtate de pe suprafață cu o distanță egală cu distanța interatomică. În cazul în care corpurile nu sunt împământate, încărcăturile sunt concentrate pe zona de contact și, dacă există pământ, încărcarea se duce la bucla de la sol.
Procesele de acumulare a sarcinilor și de scurgere a acestora se produc la un moment dat. Corpul este electrificat dacă primește o încărcare mai mare de energie, în comparație cu consumul de energie consumat. Ca urmare, devine clar că protecția împotriva electricității statice trebuie să elimine încărcările acumulate pe bucla de la sol.
Cantitatea de electricitate statică
Toate substanțele fizice au caracteristicile lor pe o scară triboelectrică, în funcție de capacitatea lor de a crea sarcini electrice ale polilor diferiți în frecare. Principalele astfel de substanțe sunt prezentate în figură.
Pentru a avea o idee despre dimensiunile încărcărilor statice care apar, să luăm în considerare câteva exemple:
- O rotiță rotativă cu o curea de transmisie poate reîncărca până la 25.000 de volți.
- Corpul unei mașini care se deplasează pe un drum uscat poate primi o încărcare de până la 10.000 de volți.
- Un bărbat în șosete de lână, când merge pe un covor uscat, este capabil să acumuleze o încărcătură pe corp la 6000 de volți.
Ca rezultat, devine clar că tensiunea câmpului electrostatic poate ajunge la dimensiuni considerabile chiar și în viața cotidiană. Această taxă nu cauzează unei persoane vătămări semnificative datorită puterii sale scăzute. Descărcarea are loc printr-o rezistență mare și se calculează în mai multe fracțiuni de milliampere.
Umiditatea aerului, de asemenea, reduce încărcarea electrostatică. Ea afectează valoarea potențialului corpului în timpul atingerii cu diferite materiale. Prin urmare, protecția împotriva electricității statice poate fi folosirea umidificatoarelor de aer.
În mediul natural există electricitate statică, atingând valori enorme. De exemplu, atunci când norii se deplasează între ele, există mari potențiale de energie, care sunt exprimate în descărcări de trăsnet. Puterea acestor evacuări este suficientă pentru a arde o casă de lemn sau a împărți trunchiul unui copac perene.
Într-un mediu intern în deversări persoană câmp electrostatic se simte puțin furnicături la nivelul degetelor, sunt vizibile de scânteia frecare hainele din lână, scade capacitatea omului. Câmpul electrostatic afectează condiția umană negativ, dar nu provoacă daune evidente.
Există instrumente de măsurare capabile să măsoare cu precizie valoarea potențialului static al încărcăturii acumulate pe corpul uman și pe corpul unui dispozitiv.
Protecția împotriva electricității statice
Există diferite metode de protecție împotriva descărcărilor câmpului electrostatic, atât în viața de zi cu zi, cât și în condițiile industriale. Ei au diferențele lor. Să luăm în considerare fiecare dintre ele în detaliu.
Protecția în condiții interne
Fiecare persoană ar trebui să reprezinte pericolul ca descărcările statice să poarte corpul. Ei trebuie să știe și să poată să le limiteze. Pentru a rezolva această problemă, sunt organizate diverse activități pentru a preda oamenilor metode de protecție, inclusiv programe TV.
La aceste evenimente, se explică cum și unde apare un câmp static, metodele de măsurare a acestuia și metodele de lucru preventiv. De exemplu, pentru a evita senzațiile neplăcute ale câmpului static, este recomandabil să folosiți pieptene de lemn în loc de plastic pentru a piepteni părul. Arborele are caracteristici neutre, iar în timpul frecarii nu creează sarcini de câmp electrostatic. În magazine puteți cumpăra cu ușurință un pieptene de lemn de orice formă și natură.
Pentru a împiedica formarea unui potențial static pe caroseria automobilului atunci când conduceți pe suprafața uscată a drumului, utilizați o bandă antistatică specială care este fixată în partea din spate a autovehiculului pe partea inferioară a corpului. În rețeaua de tranzacționare, puteți alege cu ușurință orice opțiune pentru o astfel de bandă.
Dacă autovehiculul nu este protejat de posibila descărcare a încărcăturii potențiale acumulate, tensiunea poate fi îndepărtată prin împământarea temporară a caroseriei autovehiculului prin conectarea la sol prin partea metalică. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza cheia de contact. Pentru a îndepărta fără întârziere tensiunea, este necesar înainte de umplerea autovehiculului cu benzină.
Atunci când se formează o încărcătură statică pe îmbrăcăminte din fibre chimice, se recomandă utilizarea "Antistatic". Acesta este un spray special, sub formă de aerosol, care este vândut în magazine. Îndepărtează electricitatea statică din haine, țesături, de la huse sintetice la scaune auto, în special în timpul iernii, când aerul este uscat. Dar, pentru a nu folosi cutii și chimie diferite, se recomandă purtarea de haine din materiale naturale: bumbac și in.
Dacă talpa cauciucată este pe pantofi, atunci aceasta creează condițiile de acumulare a potențialului de tensiune. Pentru a împiedica acest lucru, este suficient să puneți în încălțăminte insole speciale anti-statice, care sunt realizate din materiale naturale. În consecință, impactul negativ asupra unei persoane va scădea.
Aerul prea uscat pe timp de iarnă în apartamentele urbane ajută la acumularea încărcării electrostatice. Pentru aceasta, există dispozitive speciale - umidificatoare de aer. Dacă nu există un astfel de dispozitiv, atunci este foarte potrivit un șervețel umed mare, care trebuie pus pe baterie. Ca rezultat, procesul de acumulare a taxei va scădea, situația din apartament se va îmbunătăți. De asemenea, se recomandă să efectuați în mod regulat o curățare umedă. Acest lucru va permite timp pentru a îndepărta praful și zonele electrificate. Această metodă este cea mai bună.
Dispozitivele electrice din gospodărie în timpul funcționării acumulează, de asemenea, o încărcătură statică pe carcasă. Pentru a reduce efectul încărcării statice, se efectuează un sistem de legare echipotențială. Se conecteaza la bucla de pamant a intregii case. Baia acrilică este supusă acumulării unei încărcări statice pe ea și trebuie protejată printr-un sistem de legare echipotențială. Chiar și o baie din fontă cu căptușeală acrilică este supusă și acestui fenomen negativ.
Protecția la electricitate statică în producție
În producția industrială, pentru menținerea funcționalității echipamentului sunt utilizate mai multe metode:
- Sporiți rezistența dispozitivelor și a echipamentelor la descărcarea electrostatică.
- Blocarea penetrării sarcinii la locul de muncă.
- Evitarea încărcărilor electrostatice.
Ultimele două metode fac posibilă protejarea mai multor dispozitive, iar prima metodă se aplică numai anumitor tipuri de echipamente.
Cuștile Faraday oferă o protecție mare împotriva descărcărilor câmpului static și păstrează funcționalitatea dispozitivului. Aceasta este o cușcă metalică sub forma unei rețele cu o celulă superficială. Cusca protejează echipamentul din toate părțile. Este conectat la bucla de la sol. În interiorul celulelor nu trec câmpurile electrice, în același timp câmpul magnetic static, cușca Faraday nu interferează. Prin același principiu, protejați cablurile, echipându-le cu un ecran metalic.
Protecția la electricitate statică este împărțită în funcție de metodele de implementare:
- Structurale și tehnologice.
- Chimice.
- Fizice și mecanice.
Ultimele două metode fac posibilă reducerea formării sarcinilor și creșterea ratei de evadare în pământ. Prima metodă protejează dispozitivele de taxe, dar nu le redirecționează la sol.
Optimizarea reducerii încărcării electrostatice poate fi după cum urmează:
- Creșterea conductivității materialelor.
- Crearea încoronării.
Asemenea sarcini sunt rezolvate cu ajutorul:
- Alegerea materialelor cu o bună conductivitate volumetrică.
- Creșterea suprafețelor de lucru.
- Ionizarea spațiului aerian.
Pentru a implementa aceste sarcini, autostrăzile sunt create pentru fluxul încărcărilor statice la sol, ocolind componentele de lucru ale dispozitivelor. Dacă materialele au o rezistență ridicată, atunci se utilizează și alte metode.
Subiecte similare:
Articole similare
-
Energia electrică statică și protecția împotriva impactului acesteia
-
Distrugerea și protejarea tigrului Amur sunt niște animale predate din pădure
Trimiteți-le prietenilor: