Kas ir statiskā elektrība un kā no tās pasargāt sevi

Dabas parādības, ko sauc par "statisko elektrību", jēdziens ir zināms lielākajai daļai cilvēku no skolas fizikas kursa. Tas apraksta pieredzi, kad smalki sagriezti papīra gabali sāk pielipt ķemmes vai ebonīta nūjai, kas ir noplucis matiem. Pētāmā parādība šajā piemērā ir parādīta kā atšķirīgi uzlādētu elementu piesaiste, kas izskaidrojams ar lādiņu atdalīšanu berzes paveiktā darba dēļ. Tomēr dabā ir arī citas šī efekta izpausmes, kas nepavisam nav līdzīgas eksperimentam vai izklaides pieredzei. Iepazīstoties ar viņiem, ir vieglāk saprast, kas ir statiskais spriegums un kā ar to iespējams tikt galā ražošanā un sadzīves apstākļos.

Statiskās elektrības noteikšana

Saskaņā ar definīciju statiskā elektrība kā ietekme ir bīstama parādība, kas apdraud jebkuras personas veselību un praktiskās darbības. Lai saprastu un saprastu tā būtību, jāatceras, ka visas zināmās vielas sastāv no molekulām un pēdējā no mazākajām daļiņām, kuras sauc par atomiem. Viņu centrā ir kodols ar protoniem un neitroniem, un elektronu grupas ap to rotē dažādās orbītās. Šo daļiņu kopējais lādiņš atbilst tam pašam protonu indikatoram, tāpēc atoms kopumā ir neitrāls.

Dažās vielās negatīvi lādēti elektroni atrodas tik tālu no centra, ka pie mazākiem enerģijas bilances traucējumiem tie tiek izstumti no pastāvīgajām orbītām. Tas parasti notiek berzes rezultātā, kad vielā izdalās neliels daudzums siltumenerģijas.

Kad elektroni attālinās no kodola, tas iegūst pozitīvu lādiņu, un materiāla ķermenī parādās ievērojams skaits daļiņu ar pretējiem lādiņiem (joniem). Tie ir tā sauktās "statiskās elektrības" avots un galvenais cēlonis.

Notikuma un izpausmes cēloņi

Statiskais spriegums rodas no jebkura materiāla esošo elektriski uzlādēto daļiņu vispārējā līdzsvara traucējumiem. Tas tiek veidots ne tikai pēc iepriekš plānotā scenārija: pēc skolotāja vai eksperimentētāja pieprasījuma. Praksē tas visbiežāk izpaužas bez līdzdalības un par spīti viņa gribai.

Vienkāršs piemērs: valkājot drēbes, kas izgatavotas no sintētiskiem audumiem. Sakarā ar berzi pret ķermeni un turpmāko statisko lādiņu parādīšanos, matērija sāk to cieši apņemt un neļauj tai līdzās dot vēlamo izskatu. Vienīgā iespējamā izeja šajā situācijā ir izsmidzināšana ar īpašu līdzekli, ko sauc par "antistatisku". Tas ir vienīgais veids, kā noņemt lieko lādiņu no sintētiskā materiāla.

Citi izplatītākie statiskā lādiņa cēloņi ir:

• taustāmas temperatūras izmaiņas, kas arī ir ļoti asas;
• augsts radiācijas līmenis, kas izraisa elektronu enerģijas palielināšanos un heterogēnu lādētu daļiņu parādīšanos materiālā;
• spēcīgas indukcijas un magnētisko lauku klātbūtne.

Pirmajiem diviem iemesliem, kuru dēļ cilvēks sāk "šokēt", nav nepieciešami īpaši paskaidrojumi. Turpretim magnētiskā indukcija, šķiet, ir nopietna problēma, it īpaši pēdējā laikā.

Pastāvīgi pieaugot sadzīves tehnikas skaitam, no kuriem daudziem ir induktīvi elementi, elektromagnētisko lauku ietekme uz cilvēku strauji palielinās. Viena no šīm izpausmēm ir atmosfēras elektrifikācija, pateicoties gaisa daļiņu atdalīšanai uzlādētos elektronos un jonos, kas būtībā ir tā pati statiskās elektrības izpausme.

Riska faktoru pakāpeniska uzkrāšanās, kas saistīta ar dažādiem svešu lauku avotiem, ir novedusi pie atsevišķa virziena zinātnē, kas nodarbojas ar to bīstamības pakāpes izpēti. No otras puses, zinātnieki jau sen domāja par elektrifikācijas labvēlīgajām īpašībām un iespēju nodot šo efektu cilvēka kalpošanai.

Statiskās izpausmes mīnusi un plusi

Elektrostatikas bīstamās izpausmes galvenokārt ietver pastāvīgu zemas kvalitātes apģērba berzi uz cilvēka ķermeņa un elektrisko lādiņu uzkrāšanos uz ādas. Tehniskajā jomā šis efekts ir īpaši izteikts mikroshēmu lodēšanas uzstādītāju-speciālistu darbā. Šajā gadījumā tas apdraud dārgu mikroshēmu vai pat veselu ierīču, kas samontētas uz to bāzes, kļūmi.

Montējot vērtīgas un retas mikroshēmas, drošības prasības paredz īpašus aizsardzības pasākumus pret šīm nepatīkamajām izpausmēm.

Tehnoloģijās, kas saistītas ar dažu mikroshēmu lodēšanu, elektrostatiskā aizsardzība ietver uz rokas uzliktu iezemētu rokassprādzi, kuras klātbūtnē briesmas tiek novērstas lādiņu novadīšanas dēļ uz zemes. Šādi preventīvie pasākumi attiecas galvenokārt uz novecojušām K-MOS struktūrām, kuras arvien vairāk aizstāj mūsdienīgas mikroshēmas ar iebūvētu aizsardzību pret statisko elektrību.

Bīstams cilvēkiem

Cilvēkiem bīstamas statikas izpausmes ietver:

• zibens izlādes kopā ar zibeni - tās izraisa ilgstoša gaisa strāvu berze; attiecībā uz iespējamām sekām, ieskaitot ugunsbīstamību, tās ir daudz pārākas par visām pārējām izpausmēm;
• lādiņu ietekme uz bioloģisko apvalku (ādu) un spēcīgu kairinājumu parādīšanās uz to;
• bīstamas un nepatīkamas elektrības izvadīšana caur cilvēka ķermeni, pieskaroties nepamatotas iekārtas metāla daļām.

Pēdējai parādībai nav nekāda sakara ar kritiskiem strāvas triecieniem, ko izraisa ārkārtas situācijas, kad bīstams spriegums ietriecas sadzīves tehnikas korpusā.

Visi šie jautājumi attiecas tikai uz statiskās elektrības izpausmju ārējo pusi, ko var novērst ar tehnisko aizsardzības līdzekļu palīdzību. Rūpīgāk izpētot šo procesu, atklājas, ka statikas ietekme uz somatiku un cilvēka ķermeni var izraisīt nopietnākas sekas:

• sistemātiski miega traucējumi;
• izmaiņas sirds un asinsvadu sistēmas tonī;
• smags nogurums;
• nervu sistēmas problēmu rašanās;
• nelielas novirzes muskuļu audu darbā.

Lai gan sākumā šie traucējumi nav īpaši pamanāmi, laika gaitā organismā uzkrājas izmaiņas, kas var izraisīt nopietnas novirzes. Slikta miega rezultātā rodas garīgas problēmas, kas savukārt izraisa citas slimības. Par šī efekta radīto kaitējumu šajā gadījumā nav šaubu.

Ārsti iesaka pievērst īpašu uzmanību ne tikai pastāvīgi valkātu apģērbu materiālam, bet arī mājas gultas piederumu izvēlei, uz kuras uzkrājas bīstams lādiņš.

Statiskās elektrības priekšrocības

Vienā laikā daudzi zinātnieki un izgudrotāji mēģināja atrast veidus, kā pārvaldīt statisko lādiņu cilvēku labā. Viņi izstrādāja lielgabarīta un ļoti dārgas vienības, kuru atdeve parasti bija ļoti zema. Vienīgais sasniegums šajā jomā ir zinātnieku atklātais tā sauktais "vainagu izlāde".

Šīs parādības unikālās iespējas tiek izmantotas ne tikai ražošanā, bet arī parastos mājsaimniecības apstākļos. Sakarā ar mūsdienīgu elektrostatisko parādību vadības metožu attīstību tie tiek plaši izmantoti šādos tehnoloģiskajos procesos:

• rāmja pamatņu, kā arī metāla konstrukciju un citu saliekamo izstrādājumu virsmu krāsošana;
• gāzu attīrīšana no piemaisījumiem kalnrūpniecībā;
• izmantošana daudzās jomās, kas saistītas ar materiālu apstrādi (mūsdienu nanotehnoloģijas).

Koronārā izlāde ir plaši izmantota arī medicīnā, kur to izmanto ierobežotai elektrostatisko izlāžu iedarbībai uz slimiem cilvēka orgāniem. Turklāt, pamatojoties uz šo efektu, ir izstrādātas daudzas ierīces, kas var jonizēt gaisu ne tikai rūpniecības telpās un rūpnīcu darbnīcās, bet arī tipiskā pilsētas dzīvoklī. Viens no šiem noderīgajiem izgudrojumiem ir elektrostatiskais filtrs, kas paredzēts aerosola un mehānisko daļiņu noņemšanai no apkārtējā gaisa. Pateicoties tā izmantošanai, ir iespējams atbrīvoties no kvēpu, kvēpu un dūmiem, kā arī no mazām putekļu daļiņām, kas pārmērīgi uzkrājas jebkurā mūsdienu mājā.

Kā noņemt statisko elektrību no cilvēka un apkārtējiem priekšmetiem

Tā kā statiskās elektrības kaitīgums pieaugušajiem un bērniem jau ir pierādīts, zinātnieki jau sen meklē veidus, kā viņus pasargāt no šīs bīstamās parādības. Īpaši svarīgs ir jautājums par mazu bērnu aizsardzību pret statiku, kuri ir jutīgāki pret tā izpausmēm. Visām lietotāju kategorijām ir izstrādātas vairākas dažādas pieejas, lai mazinātu statisko elektrību, kas laika gaitā uzkrājas uz jebkura objekta virsmas.

Vieglākais veids, kā atbrīvoties no mājas aprīkojuma (piemēram, personālā datora vai veļas mazgājamās mašīnas) statiskās uzkrāšanās, ir to iezemēšana, savienojot šasiju ar īpašu zemes autobusu.

Vienkāršākā metode lādiņa noņemšanai no jebkura valkājama ir periodiski to izsmidzināt ar izsmidzināšanas pudeli ar ūdeni, kas ir labs pamats.

Lai nepieļautu bīstama lādiņa uzkrāšanos uz automašīnas virsbūves, tā aizmugurējam buferim ir piestiprināta īpaša vadoša gumijas sloksne (siksna). Turklāt, veicot garus braucienus ar privātiem transportlīdzekļiem, ir jāizpēta jautājums par lādiņu uzkrāšanās nepieļaujamību sakarā ar ķermeņa stāvokļa maiņu attiecībā pret sēdekli. Berzes dēļ, kas rodas no pārsegiem, dažreiz to uzkrājas pietiekams daudzums, kas bieži noved pie taustāmas un nepatīkamas elektriskās izlādes. Tādēļ jums periodiski jāsamitrina sēdekļi, tos apsmidzinot ar īpašu kompaktu aerosola pudeli.

Individuālie aizsardzības pasākumi un līdzekļi

Elektrostatiskā aizsardzība ir nepieciešams pasākums, bez kura praktiski nav iespējams iztikt mūsdienu dzīvē. Tam ir izstrādātas vairākas efektīvas un efektīvas metodes, ar kuru palīdzību ir iespējams samazināt statisko efektu bīstamību. Pirmkārt, tā ir pareizā apģērba izvēle ikdienas valkāšanai, kas izgatavota, pamatojoties uz dabīgiem audumiem, piemēram, kokvilnu, linu un tamlīdzīgām nesintētiskas izcelsmes šķiedrām. Ja to nav iespējams izdarīt, jums būs jāizmanto moderni elektrostatikas noņemšanas līdzekļi, kas īpaši izstrādāti šiem mērķiem.

Vieglākais veids, kā aizsargāt pret elektriskām parādībām, valkājot apģērbu, ir izmantot antistatisku savienojumu, kas noņem lādiņu no austā auduma virsmas.

Ir kļuvuši plaši izplatīti īpaši veļas pulveri, kas satur īpašas piedevas, kas neitralizē elektrostatiskā efekta iedarbību.

Atbrīvošanās no statiskās elektrības palīdzēs kompetentai pieejai ikdienas valkājamu apavu izvēlei, kas ir ne mazāk svarīgi kā pareizā auduma izvēle apģērbam.Lai izskaidrotu cilvēka aizsardzības īpatnības no kāju sāniem, būs jāatceras, ka uz lādiņiem, kas vienmēr atrodas zemē, ir vieglāk uzkrāties uz gumijas virsmām. Izvēloties pastāvīgas apavi ar zoli uz ādas, samazināsies elektrostatikas iespējamība no zemes.

Visos uzņēmumos, kuru darbinieki nodarbojas ar augstas precizitātes un dārgu elektroierīču un to sastāvdaļu ražošanu, viņi izdod īpašus apavus. Ar tās palīdzību ir iespējams pasargāt mūsdienu mikroshēmas un citas elektroniskās detaļas no nejaušas sadalīšanās ar statisko elektrību.

No prakses ir zināms, ka ūdens un mitra vide ir elektrisko lādiņu vadītājs, tāpēc tie parasti neuzkrājas uz samitrinātām virsmām. Šo procedūru veic, uz roku un ķermeņa ādas uzklājot īpašus šķīdumus un losjonus. Vislabāk to darīt tieši pirms ģērbšanās un pēc tam visu darba dienu mitrināt pakļautās ķermeņa daļas. Kad mājās valkātā apģērbā uzkrājas liels daudzums uzlādes, ieteicams to īsu brīdi iemērc un pēc tam kārtīgi nosusināt ārā.

Statiskā elektrība pati par sevi ir dabiska izpausme, kas ir bīstama cilvēkiem un var izraisīt vairākas nevēlamas sekas un pat nopietnas slimības. Tāpēc cīņai pret to tiek pievērsta pastiprināta uzmanība ne tikai rūpnieciskā mērogā, bet arī vietējos apstākļos.