Čo je to statická elektrina a ako sa pred ňou chrániť

Pojem prírodný úkaz nazývaný „statická elektrina“ pozná väčšina ľudí zo školského kurzu fyziky. Opisuje zážitok, keď sa najemno nasekané kúsky papiera začnú lepiť na hrebeň alebo ebonitovú tyčinku, ktorá je ošúchaná po vlasoch. Skúmaný jav je v tomto príklade predstavený ako príťažlivosť rozdielne nabitých prvkov, čo sa vysvetľuje oddelením nábojov v dôsledku práce vykonanej trením. V prírode však existujú aj ďalšie prejavy tohto účinku, ktoré sa vôbec nepodobajú experimentu alebo zážitku zo zábavy. Po oboznámení sa s nimi je jednoduchšie pochopiť, čo je to statický stres a ako je možné s ním zaobchádzať vo výrobe a v domácich podmienkach.

Stanovenie statickej elektriny

Podľa definície je statická elektrina ako efekt nebezpečný jav, ktorý ohrozuje zdravie a praktické činnosti každej osoby. Aby sme pochopili a pochopili jeho podstatu, mali by sme si uvedomiť, že všetky známe látky pozostávajú z molekúl a druhá z najmenších častíc sa nazýva atómy. V ich strede je jadro s protónmi a neutrónmi a skupiny elektrónov sa okolo neho točia na rôznych obežných dráhach. Celkový náboj týchto častíc zodpovedá rovnakému indikátoru pre protóny, takže atóm ako celok je neutrálny.

V niektorých látkach sú záporne nabité elektróny tak ďaleko od stredu, že pri najmenšom narušení energetickej rovnováhy sú vytesnené zo svojich stálych obežných dráh. K tomu obvykle dochádza v dôsledku trenia, keď sa v látke uvoľní malé množstvo tepelnej energie.

Keď sa elektróny vzdialia od jadra, získajú kladný náboj a v tele materiálu sa objaví značný počet častíc s opačnými nábojmi (ióny). Sú zdrojom a hlavnou príčinou takzvanej „statickej elektriny“.

Príčiny výskytu a prejavu

Statické napätie vzniká z narušenia všeobecnej rovnováhy elektricky nabitých častíc prítomných v akejkoľvek hmote. Formuje sa nielen podľa vopred naplánovaného scenára: na žiadosť učiteľa alebo experimentátora. V praxi sa to najčastejšie prejavuje bez účasti a napriek jeho vôli.

Jednoduchý príklad: nosenie odevov zo syntetických látok. V dôsledku trenia o telo a následného vzhľadu statického náboja ho hmota začne pevne obopínať a nedovolí jej popri tom poskytnúť požadovaný vzhľad. Jediným možným východiskom v tejto situácii je nastriekanie špeciálnym prostriedkom zvaným „antistatikum“. Iba tak je možné zo syntetického materiálu odstrániť prebytočný náboj.

Ďalšie bežné príčiny statického náboja sú:

• hmatateľné zmeny teploty, ktoré sú tiež veľmi prudké;
• vysoká úroveň žiarenia, ktorá vedie k zvýšeniu energie elektrónov a vzhľadu heterogénnych nabitých častíc v materiáli;
• prítomnosť silného indukčného a magnetického poľa.

Prvé dva dôvody, kvôli ktorým začne byť človek „šokovaný“, nepotrebujú špeciálne vysvetlenie. Naproti tomu sa magnetická indukcia javí ako vážny problém, najmä v poslednej dobe.

S neustálym rastom počtu domácich spotrebičov, z ktorých mnohé majú indukčné prvky, sa vplyv elektromagnetického poľa na človeka prudko zvyšuje. Jedným z týchto prejavov je elektrifikácia atmosféry v dôsledku separácie častíc vzduchu na nabité elektróny a ióny, čo je v podstate rovnaký prejav statickej elektriny.

Postupné hromadenie rizikových faktorov spojených s rôznymi zdrojmi cudzích polí viedlo k samostatnému vednému smeru, ktorý sa zaoberá štúdiom stupňa ich nebezpečenstva. Na druhej strane vedci už dlho uvažovali o prospešných vlastnostiach elektrifikácie a možnosti uplatniť tento efekt v službách človeka.

Nevýhody a výhody statického prejavu

Medzi nebezpečné prejavy elektrostatiky patrí predovšetkým neustále trenie nekvalitného odevu na ľudskom tele a hromadenie elektrických nábojov na pokožke. V technickej oblasti je tento efekt zvlášť výrazný počas práce inštalatérov-špecialistov na spájkovanie mikroobvodov. V takom prípade hrozí zlyhanie drahých čipov alebo dokonca celých zariadení zostavených na ich základe.

Pri zhromažďovaní cenných a vzácnych mikročipov bezpečnostné požiadavky stanovujú špeciálne ochranné opatrenia proti týmto nepríjemným prejavom.

V technológiách spojených s spájkovaním niektorých mikroobvodov elektrostatická ochrana spočíva v nasadení uzemneného náramku na ruku, v prípade ktorého je nebezpečenstvo eliminované odtokom nábojov do zeme. Takéto preventívne opatrenia sa týkajú hlavne zastaraných štruktúr K-MOS, ktoré sú čoraz viac nahradzované modernými mikročipmi so zabudovanou ochranou pred statickou elektrinou.

Nebezpečenstvo pre ľudí

Prejavy statiky, ktoré sú nebezpečné pre človeka, zahŕňajú:

• bleskové výboje sprevádzané bleskom - sú spôsobené dlhotrvajúcim trením vzdušných prúdov; pokiaľ ide o možné následky vrátane nebezpečenstva požiaru, sú oveľa lepšie ako všetky ostatné prejavy;
• dopad poplatkov na biologický kryt (pokožku) a výskyt ich silného podráždenia;
• nebezpečné a nepríjemné výboje elektriny ľudským telom pri dotyku s kovovými časťami neuzemneného zariadenia.

Posledný uvedený jav nemá nič spoločné s rázovými prúdovými šokmi spôsobenými núdzovými situáciami, keď do krytu domáceho spotrebiča zasiahne nebezpečné napätie.

Všetky tieto otázky sa týkajú iba vonkajšej strany prejavov statickej elektriny, ktorú je možné eliminovať pomocou technických prostriedkov ochrany. Pri podrobnejšom skúmaní tohto procesu sa zistí, že účinky statiky na somatiku a ľudské telo môžu mať vážnejšie následky:

• systematické poruchy spánku;
• zmeny tónu kardiovaskulárneho systému;
• silná únava;
• výskyt problémov s nervovým systémom;
• malé odchýlky v práci svalového tkaniva.

Aj keď tieto abnormality spočiatku nie sú veľmi nápadné, časom sa hromadia zmeny v tele, ktoré môžu viesť k vážnym abnormalitám. Zlý spánok má za následok psychické problémy, ktoré následne vedú k ďalším chorobám. O ujme spôsobenej v tomto prípade je nepochybné.

Lekári odporúčajú venovať zvýšenú pozornosť nielen materiálu neustále noseného oblečenia, ale aj výberu domácich postelí, na ktorých sa hromadí nebezpečný náboj.

Výhody statickej elektriny

Naraz sa veľa vedcov a vynálezcov pokúsilo nájsť spôsoby, ako zvládnuť statický náboj v prospech ľudí. Vyvinuli objemné a veľmi nákladné jednotky, ktorých návratnosť bola spravidla veľmi nízka. Jediným prielomom v tejto oblasti je objavenie takzvaného „korónového výboja“ vedcami.

Jedinečné možnosti tohto javu sa využívajú nielen vo výrobe, ale aj v bežných podmienkach domácnosti. Vďaka vývoju moderných metód kontroly elektrostatických javov sa tieto aplikácie často používajú v nasledujúcich technologických procesoch:

• maľovanie základov rámov, ako aj povrchov kovových konštrukcií a iných prefabrikovaných výrobkov;
• čistenie plynov od nečistôt v ťažobnom priemysle;
• využitie v mnohých oblastiach súvisiacich so spracovaním materiálov (moderná nanotechnológia).

Koronárne výboje našli široké uplatnenie aj v medicíne, kde sa používajú na obmedzené vystavenie elektrostatickým výbojom na chorých ľudských orgánoch. Na základe tohto efektu bolo navyše vyvinutých veľa zariadení, ktoré môžu ionizovať vzduch nielen v priemyselných priestoroch a továrenských dielňach, ale aj v typickom mestskom byte. Jedným z týchto užitočných vynálezov je elektrostatický filter určený na odstraňovanie aerosólu a mechanických častíc z okolitého vzduchu. Vďaka jeho použitiu je možné zbaviť sazí, sadzí a dymu, ako aj malých prachových častíc, ktoré sa v nadmernom množstve hromadia v každom modernom dome.

Ako odstrániť statickú elektrinu z osoby a okolitých predmetov

Keďže škodlivosť statickej elektriny pre dospelých a deti bola dokázaná časom, vedci dlho hľadali spôsoby, ako ich chrániť pred týmto nebezpečným javom. Mimoriadne dôležitá je otázka ochrany malých detí pred statikou, ktoré sú citlivejšie na jej prejavy. Pre všetky kategórie používateľov bolo vyvinutých niekoľko rôznych prístupov na zmiernenie statickej elektriny, ktorá sa časom hromadí na povrchoch ľubovoľných objektov.

Najjednoduchší spôsob, ako sa zbaviť statického nánosu na domácom vybavení (napríklad na osobnom počítači alebo práčke), je uzemniť ho pripojením podvozku k špeciálnemu uzemňovaciemu autobusu.

Najjednoduchšou metódou odstránenia náboja z každého nositeľného zariadenia je pravidelné postrekovanie sprejovou fľašou s vodou, čo je dobrá zem.

Aby sa zabránilo hromadeniu nebezpečného náboja na karosérii vozidla, je k jeho zadnému nárazníku pripevnený špeciálny pás z vodivej gumy (remienok). Okrem toho je pri dlhých cestách osobnými vozidlami potrebné študovať otázku neprípustnosti hromadenia poplatkov v dôsledku zmeny polohy tela voči sedadlu. V dôsledku výsledného trenia o kryty sa ich niekedy nahromadí dostatočné množstvo, čo často vedie k hmatateľnému a nepríjemnému elektrickému výboju. Preto by ste mali pravidelne zvlhčovať sedadlá postriekaním špeciálnou kompaktnou fľašou s rozprašovačom.

Osobné ochranné opatrenia a prostriedky

Elektrostatická ochrana je nevyhnutným opatrením, bez ktorého je v modernom živote prakticky nemožné. Za týmto účelom bolo vyvinutých množstvo efektívnych a efektívnych metód, pomocou ktorých je možné znížiť nebezpečenstvo statických účinkov. V prvom rade je to správna voľba oblečenia na každodenné nosenie, ktorá je vyrobená na báze prírodných tkanín, ako je bavlna, ľan a podobné vlákna nesyntetického pôvodu. Ak to nie je možné, budete musieť použiť moderné prostriedky na odstraňovanie elektrostatiky vyvinuté špeciálne pre tieto účely.

Najjednoduchší spôsob ochrany pred elektrickými javmi pri nosení odevu je použitie antistatickej zmesi, ktorá odstráni náboj z povrchu tkaniny.

Rozšírili sa špeciálne pracie prášky, ktoré obsahujú špeciálne prísady, ktoré neutralizujú účinok elektrostatického účinku.

Zbavenie statickej elektriny pomôže kompetentnému prístupu k výberu obuvi nositeľnej každý deň, čo nie je menej dôležité ako výber správnej látky na oblečenie.Na vysvetlenie zvláštností ochrany človeka zo strany nôh bude potrebné pripomenúť, že na poplatkoch, ktoré sú vždy prítomné v zemi, je ľahšie akumulovať sa na gumových povrchoch. Výber topánok na trvalé nosenie s podrážkami na báze kože zníži počet dôvodov pre elektrostatiku na zemi.

Vo všetkých podnikoch, ktorých zamestnanci sa zaoberajú výrobou vysoko presných a drahých elektrických spotrebičov a komponentov pre ne, vydávajú špeciálnu obuv. S jeho pomocou je možné chrániť moderné mikročipy a ďalšie elektronické časti pred náhodným rozpadom statickou elektrinou.

Z praxe je známe, že voda a vlhké prostredie sú vodičom elektrických nábojov, takže sa zvyčajne na vlhkých povrchoch nehromadia. Tento postup sa vykonáva aplikáciou špeciálnych roztokov a pleťových vody na pokožku rúk a tela. Najlepšie je urobiť to tesne pred obliekaním a exponované časti tela potom zvlhčovať počas celého pracovného dňa. Ak sa na odevoch nosených doma nahromadí veľké množstvo náboja, odporúča sa ich na chvíľu namočiť a potom ich vonku poriadne vysušiť.

Statická elektrina je sama osebe prirodzeným prejavom, ktorý je pre človeka nebezpečný a môže viesť k mnohým nežiaducim následkom a dokonca k vážnemu ochoreniu. Boju s ním sa preto venuje zvýšená pozornosť nielen v priemyselnom meradle, ale aj v domácich podmienkach.