Co je to statická elektřina a jak se před ní chránit

Koncept přírodního jevu zvaného „statická elektřina“ je znám většině lidí ze školního kurzu fyziky. Popisuje zážitek, kdy se jemně nasekané kousky papíru začnou lepit na hřeben nebo ebonitovou tyčinku, která byla ošuntělá na vlasech. Studovaný jev je v tomto příkladu představen jako přitažlivost odlišně nabitých prvků, což je vysvětleno oddělením nábojů v důsledku práce prováděné třením. Existují však i jiné projevy tohoto účinku v přírodě, které vůbec nejsou podobné experimentu nebo zábavnému zážitku. Když se s nimi seznámíte, je snazší pochopit, co je to statické napětí a jak je možné s ním zacházet ve výrobě i v domácích podmínkách.

Stanovení statické elektřiny

Podle definice je statická elektřina jako účinek nebezpečný jev, který ohrožuje zdraví a praktické činnosti jakékoli osoby. Abychom pochopili a pochopili jeho podstatu, měli bychom si pamatovat, že všechny známé látky se skládají z molekul a druhé z nejmenších částic nazývaných atomy. V jejich středu je jádro s protony a neutrony a kolem něj se na různých drahách točí skupiny elektronů. Celkový náboj těchto částic odpovídá stejnému indikátoru pro protony, takže atom jako celek je neutrální.

V některých látkách jsou záporně nabité elektrony tak daleko od středu, že při sebemenším narušení energetické rovnováhy jsou vytlačeny ze svých stálých oběžných drah. K tomu obvykle dochází v důsledku tření, kdy se v látce uvolní malé množství tepelné energie.

Když se elektrony vzdálí od jádra, získá kladný náboj a v těle materiálu se objeví značný počet částic s opačnými náboji (ionty). Jsou zdrojem a hlavní příčinou takzvané „statické elektřiny“.

Příčiny výskytu a projevu

Statické napětí vzniká z narušení obecné rovnováhy elektricky nabitých částic přítomných v jakékoli hmotě. Formuje se nejen podle předem naplánovaného scénáře: na žádost učitele nebo experimentátora. V praxi se nejčastěji projevuje bez účasti a navzdory jeho vůli.

Jednoduchý příklad: nošení oděvů ze syntetických tkanin. V důsledku tření o tělo a následného vzhledu statického náboje ji hmota začne pevně obklopovat a nedovolí jí, aby vedle sebe poskytla požadovaný vzhled. Jedinou možnou cestou v této situaci je nastříkat jej speciálním prostředkem zvaným „antistatický“. Jen tak lze ze syntetického materiálu odstranit přebytečný náboj.

Další běžné příčiny statického náboje jsou:

• hmatatelné změny teploty, které jsou také velmi ostré;
• vysoká úroveň záření, což vede ke zvýšení energie elektronů a vzhledu heterogenních nabitých částic v materiálu;
• přítomnost silné indukční a magnetické pole.

První dva důvody, kvůli kterým člověk začíná být „šokován“, nepotřebují zvláštní vysvětlení. Naproti tomu se magnetická indukce, zejména v poslední době, jeví jako vážný problém.

S neustálým nárůstem počtu domácích spotřebičů, z nichž mnohé mají indukční prvky, se vliv elektromagnetického pole na člověka prudce zvyšuje. Jedním z těchto projevů je elektrifikace atmosféry v důsledku oddělení vzduchových částic na nabité elektrony a ionty, což je v podstatě stejný projev statické elektřiny.

Postupné hromadění rizikových faktorů spojených s různými zdroji cizích polí vedlo k samostatnému vědeckému směru zabývajícímu se studiem míry jejich nebezpečí. Na druhou stranu vědci již dlouho přemýšleli o výhodných vlastnostech elektrifikace a možnosti využít tento efekt ve službě člověka.

Nevýhody a výhody statického projevu

Mezi nebezpečné projevy elektrostatiky patří především neustálé tření nekvalitního oblečení na lidském těle a hromadění elektrických nábojů na pokožce. V technické oblasti je tento efekt zvláště výrazný během práce instalačních techniků - specialistů na pájení mikroobvodů. V tomto případě hrozí selhání drahých čipů nebo dokonce celých zařízení sestavených na jejich základě.

Při sestavování cenných a vzácných mikročipů vyžadují bezpečnostní požadavky zvláštní ochranná opatření proti těmto nepříjemným projevům.

V technologiích spojených s pájením některých mikroobvodů zahrnuje elektrostatická ochrana navlékání uzemněného náramku na ruku, za jehož přítomnosti je nebezpečí eliminováno odtokem nábojů do země. Taková preventivní opatření se týkají hlavně zastaralých struktur K-MOS, které jsou stále více nahrazovány moderními mikročipy, které mají zabudovanou ochranu před statickou elektřinou.

Nebezpečí pro člověka

Mezi projevy statiky, které jsou pro člověka nebezpečné, patří:

• výboje blesku doprovázené bleskem - jsou způsobeny prodlouženým třením vzduchových proudů; pokud jde o možné následky, včetně nebezpečí požáru, jsou mnohem lepší než všechny ostatní projevy;
• dopad poplatků na biologický kryt (kůži) a výskyt silného podráždění;
• nebezpečné a nepříjemné výboje elektřiny lidským tělem při dotyku s kovovými částmi neuzemněného zařízení.

Posledně jmenovaný jev nemá nic společného s kritickými proudovými šoky způsobenými nouzovými situacemi, kdy nebezpečné napětí zasáhne skříň domácího spotřebiče.

Všechny tyto otázky se týkají pouze vnější strany projevů statické elektřiny, kterou lze eliminovat pomocí technických prostředků ochrany. Bližší zkoumání tohoto procesu ukazuje, že účinky statiky na somatiky a lidské tělo mohou mít vážnější následky:

• systematické poruchy spánku;
• změny tónu kardiovaskulárního systému;
• silná únava;
• výskyt problémů s nervovým systémem;
• malé odchylky v práci svalové tkáně.

Ačkoli tyto abnormality nejsou zpočátku příliš patrné, v průběhu času se hromadí změny v těle, což může vést k vážným abnormalitám. Špatný spánek má za následek psychické problémy, což vede k dalším nemocem. Újma způsobená tímto účinkem je v tomto případě nepochybná.

Lékaři doporučují věnovat zvýšenou pozornost nejen materiálu neustále oblečeného oblečení, ale také volbě domácí podestýlky, na které se hromadí nebezpečný náboj.

Výhody statické elektřiny

Najednou se mnoho vědců a vynálezců pokusilo najít způsoby, jak zvládnout statický náboj ve prospěch lidí. Vyvinuli objemné a velmi nákladné jednotky, jejichž návratnost byla zpravidla velmi nízká. Jediným průlomem v této oblasti je objev takzvaného „koronového výboje“ vědci.

Unikátní možnosti tohoto jevu se využívají nejen ve výrobě, ale také v běžných podmínkách domácnosti. Vzhledem k vývoji moderních metod řízení elektrostatických jevů jsou široce používány v následujících technologických procesech:

• malování základů rámů, jakož i povrchů kovových konstrukcí a jiných prefabrikovaných výrobků;
• čištění plynů od nečistot v těžebním průmyslu;
• využití v mnoha oblastech souvisejících se zpracováním materiálů (moderní nanotechnologie).

Koronární výboj našel také široké uplatnění v medicíně, kde se používá pro omezenou expozici elektrostatickým výbojům na nemocných lidských orgánech. Kromě toho bylo na základě tohoto efektu vyvinuto mnoho zařízení, která mohou ionizovat vzduch nejen v průmyslových prostorách a továrních dílnách, ale také v typickém městském bytě. Jedním z těchto užitečných vynálezů je elektrostatický filtr určený k odstraňování aerosolu a mechanických částic z okolního vzduchu. Díky jeho použití je možné se zbavit sazí, sazí a kouře, stejně jako malých prachových částic, které se hromadí v přebytku v každém moderním domě.

Jak odstranit statickou elektřinu z osoby a okolních předmětů

Vzhledem k tomu, že škodlivost statické elektřiny pro dospělé a děti byla prokázána časem, vědci již dlouho hledají způsoby, jak je chránit před tímto nebezpečným jevem. Obzvláště důležitá je otázka ochrany malých dětí před statikou, které jsou citlivější na její projevy. Pro všechny kategorie uživatelů bylo vyvinuto několik různých přístupů ke zmírnění statické elektřiny, která se časem hromadí na povrchu jakéhokoli předmětu.

Nejjednodušší způsob, jak se zbavit statického nánosu na domácím vybavení (například na osobním počítači nebo pračce), je uzemnění připojením podvozku ke speciální zemnící sběrnici.

Nejjednodušší metodou odstranění náboje z jakéhokoli nositelného je pravidelné stříkání stříkací lahví s vodou, což je dobrá zem.

Aby se zabránilo hromadění nebezpečného náboje na karoserii vozu, je k jeho zadnímu nárazníku připevněn speciální pás vodivé gumy (popruh). Kromě toho je při dlouhých cestách osobními vozidly nutné studovat otázku nepřípustnosti hromadění poplatků v důsledku změny polohy těla vzhledem k sedadlu. V důsledku výsledného tření o kryty se jich někdy hromadí dostatečné množství, což často vede ke hmatatelnému a nepříjemnému elektrickému výboji. Proto byste měli pravidelně zvlhčovat sedadla postřikem speciální kompaktní lahví s rozprašovačem.

Osobní ochranná opatření a prostředky

Elektrostatická ochrana je nezbytným opatřením, bez kterého je v moderním životě prakticky nemožné. Za tímto účelem byla vyvinuta řada účinných a účinných metod, pomocí nichž je možné snížit nebezpečí statických účinků. Především je to správná volba oblečení pro každodenní nošení, která je vyráběna na bázi přírodních tkanin, jako je bavlna, len a podobná vlákna nesyntetického původu. Pokud to není možné, budete muset použít moderní prostředky k odstraňování elektrostatiky vyvinuté speciálně pro tyto účely.

Nejjednodušší způsob ochrany před elektrickými jevy při nošení oděvu je použití antistatické směsi, která odstraňuje náboj z povrchu tkaniny.

Rozšířily se speciální prací prášky, které obsahují speciální přísady, které neutralizují účinek elektrostatického účinku.

Zbavení statické elektřiny pomůže kompetentnímu přístupu k výběru obuvi, která se dá denně nosit, což není o nic méně důležité než výběr správné látky na oblečení.Abychom vysvětlili zvláštnosti ochrany člověka ze strany nohou, je třeba si uvědomit, že je snazší hromadit se na gumových površích bezplatné poplatky, které jsou vždy přítomny v zemi. Výběr obuvi s permanentním opotřebením s podrážkami na bázi kůže sníží potenciál elektrostatiky ze země.

Ve všech podnicích, jejichž zaměstnanci se zabývají výrobou vysoce přesných a drahých elektrických spotřebičů a komponentů pro ně, vydávají speciální obuv. S jeho pomocí je možné chránit moderní mikročipy a další elektronické součásti před náhodným rozpadem statickou elektřinou.

Z praxe je známo, že voda a vlhké prostředí jsou vodičem elektrických nábojů, takže se obvykle nehromadí na vlhkých površích. Tento postup se provádí aplikací speciálních roztoků a krémů na pokožku rukou a těla. Nejlepší je provést to těsně před oblékáním a exponované části těla pak zvlhčovat po celý pracovní den. Pokud se na domácím oděvu nahromadí velké množství náboje, doporučuje se jej na krátkou dobu namočit a poté důkladně osušit venku.

Statická elektřina je sama o sobě přirozeným projevem, který je pro člověka nebezpečný a může vést k řadě nežádoucích následků a dokonce k vážnému onemocnění. Zvýšená pozornost je proto věnována boji proti němu, a to nejen v průmyslovém měřítku, ale také v domácích podmínkách.