Kaj je statična elektrika in kako se pred njo zaščititi

Koncept naravnega pojava, imenovanega "statična elektrika", je večini ljudi znan iz šolskega tečaja fizike. Opisuje izkušnjo, ko se drobno narezani koščki papirja začnejo lepiti na glavnik ali ebonitno palico, ki jo drgnemo ob lase. Pojav, ki ga preučujemo, je v tem primeru predstavljen kot privlačnost različno nabitih elementov, kar je razloženo z ločitvijo nabojev zaradi opravljenega tornega dela. Vendar pa v naravi obstajajo tudi druge manifestacije tega učinka, ki sploh niso podobne eksperimentu ali zabavi. Ko se z njimi seznanimo, lažje razumemo, kaj je statična napetost in kako se z njo spopasti pri delu in v vsakdanjem življenju.

Določanje statične elektrike

V skladu z definicijo je statična elektrika kot učinek nevaren pojav, ki ogroža zdravje in praktične dejavnosti katere koli osebe. Da bi razumeli in razumeli njegovo naravo, se moramo spomniti, da so vse znane snovi sestavljene iz molekul, slednje pa iz drobnih delcev, imenovanih atomi.V njihovem središču je jedro s protoni in nevtroni, okoli njega pa se po različnih orbitah vrtijo skupine elektronov. Skupni naboj teh delcev ustreza istemu indikatorju za protone, zato je atom kot celota nevtralen.

V nekaterih snoveh so negativno nabiti elektroni tako oddaljeni od središča, da se že ob najmanjši motnji energijskega ravnovesja premaknejo iz svojih stalnih orbit. To se običajno zgodi kot posledica trenja, ko se v snovi sprosti majhna količina toplotne energije.

Ko se elektroni odstranijo iz jedra, pridobi pozitiven naboj in v telesu materiala se pojavi znatno število delcev z nasprotnimi naboji (ioni). So vir in glavni vzrok tako imenovane "statične elektrike".

Vzroki in manifestacije

Statična napetost se pojavi zaradi kršitve splošnega ravnovesja električno nabitih delcev, ki so prisotni v kateri koli snovi. Oblikuje se ne le po vnaprej načrtovanem scenariju: na zahtevo učitelja ali eksperimentatorja. V praksi se najpogosteje manifestira brez sodelovanja in proti njegovi volji.

Preprost primer: oblačenje oblačil iz sintetičnih tkanin. Zaradi trenja s telesom in kasnejšega pojava statičnih nabojev se material začne tesno prilegati in ne dopušča, da obleka daje želeni videz. Edini možni izhod v tej situaciji je, da ga poškropite s posebnim sredstvom, imenovanim "antistatik". To je edini način za odstranitev odvečnega naboja iz sintetičnega materiala.

Drugi pogosti vzroki za nastanek statičnega naboja so:

• opazne temperaturne spremembe, ki se pojavijo tudi zelo ostro;
• visoka stopnja sevanja, ki vodi do povečanja energije elektronov in pojava heterogeno nabitih delcev v materialu;
• prisotnost močnih indukcijskih in magnetnih polj.

Prva dva razloga, zakaj človek začne prejemati električni udar, ne zahtevata posebne razlage. Nasprotno pa se zdi, da je magnetna indukcija resen problem, zlasti v zadnjem času.

Z nenehnim naraščanjem števila gospodinjskih aparatov, med katerimi so mnogi z induktivnimi elementi, se vpliv elektromagnetnih polj na človeka strmo povečuje. Ena od teh manifestacij je elektrifikacija ozračja zaradi ločevanja delcev zraka v nabite elektrone in ione, kar je v bistvu enaka manifestacija statične elektrike.

Postopno kopičenje dejavnikov tveganja, povezanih z različnimi viri tujih polj, je privedlo do ločene smeri v znanosti, ki preučuje stopnjo njihove nevarnosti. Po drugi strani pa znanstveniki že dolgo razmišljajo o koristnih lastnostih elektrifikacije in možnosti uporabe tega učinka za človeka.

Prednosti in slabosti statične manifestacije

Nevarne manifestacije elektrostatike vključujejo predvsem nenehno trenje nekakovostnih oblačil na človeško telo in kopičenje električnih nabojev na koži. Na tehničnem področju je ta učinek še posebej izrazit, ko delajo kot specializirani inštalaterji pri spajkanju mikrovezij. V tem primeru grozi odpoved dragih čipov ali celo celotnih naprav, sestavljenih na njihovi podlagi.

Pri sestavljanju dragocenih in redkih mikročipov varnostne zahteve predvidevajo posebne ukrepe za zaščito pred temi neprijetnimi manifestacijami.

V tehnologijah, povezanih s spajkanjem nekaterih mikrovezij, elektrostatična zaščita vključuje nošenje ozemljene zapestnice na roki, v prisotnosti katere je nevarnost odpravljena s tokom nabojev v tla. Tovrstni preventivni ukrepi se nanašajo predvsem na zastarele K-MOS strukture, ki jih vse bolj nadomeščajo sodobni mikročipi, ki imajo vgrajeno zaščito pred statično elektriko.

Nevarnost za ljudi

Manifestacije statike kot take, ki so nevarne za ljudi, vključujejo:

• nevihtni izpusti, ki jih spremlja strela - nastanejo zaradi dolgotrajnega trenja zračnih tokov; po možnih posledicah, vključno s požarno nevarnostjo, močno presegajo vse druge manifestacije;
• vpliv nabojev na biološko površino (kožo) in pojav hudega draženja na njej;
• nevarne in neprijetne izpuste električne energije skozi človeško telo ob dotiku kovinskih delov neozemljene opreme.

Slednji pojav nima nobene zveze s kritičnimi električnimi udari, ki jih povzročijo izredne razmere, ko nevarna napetost vstopi v telo gospodinjskega aparata.

Vsa ta vprašanja zadevajo le zunanjo stran manifestacij statične elektrike, ki jih je mogoče odpraviti s pomočjo tehničnih zaščitnih sredstev. Natančnejša študija tega procesa razkrije, da lahko vpliv statike na somatiko in človeško telo povzroči resnejše posledice:

• sistematične motnje spanja;
• spremembe v tonu kardiovaskularnega sistema;
• huda utrujenost;
• pojav težav z živčnim sistemom;
• rahla odstopanja v delovanju mišičnega tkiva.

Čeprav te motnje na začetku niso zelo opazne, se sčasoma v telesu kopičijo spremembe, ki lahko privedejo do resnih nepravilnosti. Posledica slabega spanja so psihične težave, kar posledično vodi v druge bolezni. Škoda zaradi tega učinka v tem primeru ni dvoma.

Zdravniki priporočajo, da ste pozorni ne le na material oblačil, ki jih nenehno nosite, temveč tudi na izbiro gospodinjske posteljnine, na kateri se kopiči nevaren naboj.

Prednosti statične elektrike

Mnogi znanstveniki in izumitelji so nekoč poskušali najti načine za nadzor statičnega naboja v korist ljudi. Razvili so obsežne in zelo drage enote, katerih donosi so bili praviloma zelo nizki. Edini preboj na tem področju je odkritje znanstvenikov tako imenovane "koronske razelektritve".

Edinstvene zmožnosti tega pojava se uporabljajo ne samo v proizvodnji, ampak tudi v običajnih vsakdanjih razmerah. Zaradi razvoja sodobnih tehnik za obvladovanje elektrostatičnih pojavov se široko uporabljajo v naslednjih tehnoloških procesih:

• barvanje podnožja okvirja, kot tudi površin kovinskih konstrukcij in drugih montažnih izdelkov;
• čiščenje plinov pred nečistočami v rudarski industriji;
• uporaba na številnih področjih, povezanih s predelavo materialov (moderna nanotehnologija).

Koronarna razelektritev se pogosto uporablja tudi v medicini, kjer se uporablja za omejevanje vpliva elektrostatične razelektritve na obolele človeške organe. Poleg tega je bilo na podlagi tega učinka razvitih veliko naprav, ki lahko ionizirajo zrak ne samo v industrijskih prostorih in tovarniških prostorih, temveč tudi v tipičnem mestnem stanovanju.Eden od teh uporabnih izumov je elektrostatični filter, namenjen odstranjevanju aerosolov in mehanskih delcev iz okoliškega zraka. Zahvaljujoč njegovi uporabi se je mogoče znebiti saj, saj in dima ter majhnih prašnih delcev, ki se prekomerno kopičijo v vsakem sodobnem domu.

Kako odstraniti statično elektriko iz osebe in okoliških predmetov

Ker je škodljivost statične elektrike za odrasle in otroke dokazala že čas, so znanstveniki že dolgo iskali načine, kako jih zaščititi pred tem nevarnim pojavom. Posebno pomembno je vprašanje zaščite majhnih otrok pred statično elektriko, ki so bolj občutljivi na njene manifestacije. Za vse kategorije uporabnikov je bilo razvitih več različnih pristopov za odstranjevanje naboja statične elektrike, ki se sčasoma nabere na površinah katerega koli predmeta.

Najlažji način, da se znebite statične elektrike, nabrane na domači opremi (na primer na osebnem računalniku ali pralnem stroju), je, da jo ozemljite tako, da ohišje povežete s posebnim ozemljitvenim vodilom.

Najenostavnejši način za odstranjevanje naboja iz katerega koli nosljivega predmeta je, da ga občasno poškropite z razpršilno steklenico vode, kar je dobra ozemljitev.

Da bi preprečili kopičenje nevarnega naboja na karoseriji avtomobila, je na njegov zadnji odbijač pritrjen poseben trak iz prevodne gume (trak). Poleg tega je treba med dolgimi potovanji v osebnih vozilih preučiti vprašanje nesprejemljivosti kopičenja stroškov zaradi sprememb položaja telesa glede na sedež. Zaradi nastalega trenja na pokrovih se jih včasih nabere zadostna količina, kar pogosto privede do opazne in neprijetne električne razelektritve.Zato morate občasno navlažiti sedeže tako, da jih poškropite s posebnim kompaktnim pršilom.

Osebni zaščitni ukrepi in oprema

Elektrostatična zaščita je nujen ukrep, brez katerega je v sodobnem življenju skoraj nemogoče. V ta namen so bile razvite številne učinkovite in učinkovite metode, s katerimi je mogoče zmanjšati tveganje izpostavljenosti statiki. V prvi vrsti je to prava izbira oblačil za vsakodnevno nošenje, ki je narejena na osnovi naravnih tkanin, kot so bombaž, lan in podobna vlakna nesintetičnega izvora. Če tega ni mogoče storiti, boste morali uporabiti sodobna sredstva za odstranjevanje elektrostatike, razvita posebej za te namene.

Najlažji način za zaščito pred električnimi pojavi pri nošenju oblačil je uporaba antistatičnih spojin, ki odstranijo naboj s površine tkanega materiala.

Razširjeni so postali posebni pralni praški, ki vsebujejo posebne dodatke, ki nevtralizirajo elektrostatični učinek.

Kompetenten pristop k izbiri čevljev, ki jih nosite vsak dan, vam bo pomagal znebiti statične elektrike, kar ni nič manj pomembno kot izbira prave tkanine za vaša oblačila. Za razlago značilnosti človekove zaščite pred nogami se je treba spomniti, da se prosti naboji, ki so vedno prisotni v tleh, lažje kopičijo na gumijastih površinah. Če izberete čevlje z usnjenim podplatom za stalno nošenje, bo razlogov za nastanek elektrostatike s tal manj.

V vseh podjetjih, katerih zaposleni se ukvarjajo s proizvodnjo visoko natančnih in dragih električnih naprav in komponent zanje, se izdajo posebni čevlji.Z njegovo pomočjo je mogoče zaščititi sodobne mikročipe in druge elektronske dele pred nenamerno okvaro zaradi statične elektrike.

Iz prakse je znano, da sta voda in vlažno okolje prevodnik električnih nabojev, zaradi česar se le-ti običajno ne nabirajo na navlaženih površinah. Ta postopek se izvaja z nanašanjem posebnih raztopin in losjonov na kožo rok in telesa. Najbolje je, da to storite tik pred oblačenjem, izpostavljene dele telesa pa nato vlažite ves delovni dan. Če se na oblačilih, ki jih nosimo doma, nabere večje število nabojev, jih je priporočljivo za kratek čas namočiti in nato temeljito posušiti na prostem.

Statična elektrika je sama po sebi za človeka nevaren naravni pojav, ki lahko povzroči številne nezaželene posledice in celo huda obolenja. Zato se večja pozornost namenja boju proti njemu ne le v industrijskem obsegu, ampak tudi v domačih razmerah.