Tĩnh điện là gì và cách bảo vệ bạn khỏi nó

Khái niệm về một hiện tượng tự nhiên được gọi là "tĩnh điện" được hầu hết mọi người biết đến từ khóa học vật lý ở trường. Nó mô tả một trải nghiệm khi những mẩu giấy được cắt nhỏ bắt đầu dính vào lược hoặc que ebonite đã bị bong tróc trên tóc. Hiện tượng đang nghiên cứu được trình bày trong ví dụ này là lực hút của các phần tử tích điện không giống nhau, được giải thích bằng sự tách rời các điện tích do công thực hiện bởi lực ma sát. Tuy nhiên, có những biểu hiện khác của hiệu ứng này về bản chất, hoàn toàn không giống với một thử nghiệm hay một trải nghiệm giải trí. Khi đã làm quen với chúng, bạn sẽ dễ dàng hiểu được ứng suất tĩnh là gì và có thể xử lý nó như thế nào trong sản xuất và trong điều kiện trong nước.

Xác định tĩnh điện

Theo định nghĩa, hiệu ứng tĩnh điện là một hiện tượng nguy hiểm đe dọa đến sức khỏe và các hoạt động thực tiễn của bất kỳ người nào. Để hiểu và hiểu bản chất của nó, người ta nên nhớ rằng tất cả các chất đã biết đều bao gồm các phân tử, và chất sau gồm các hạt nhỏ nhất được gọi là nguyên tử. Ở trung tâm của chúng là một hạt nhân với proton và neutron, và các nhóm electron xoay quanh nó theo các quỹ đạo khác nhau. Tổng điện tích của các hạt này tương ứng với cùng một chỉ số cho proton, vì vậy nguyên tử nói chung là trung tính.

Trong một số chất, các electron mang điện tích âm ở xa tâm đến mức khi có sự xáo trộn nhỏ nhất trong cân bằng năng lượng, chúng bị dịch chuyển khỏi quỹ đạo vĩnh viễn của chúng. Điều này thường xảy ra do ma sát, khi một lượng nhỏ nhiệt năng được giải phóng trong chất.

Khi các electron di chuyển ra khỏi hạt nhân, nó thu được điện tích dương và một số lượng đáng kể các hạt mang điện trái dấu (ion) xuất hiện trong phần thân của vật liệu. Chúng là nguồn gốc và nguyên nhân chính của cái gọi là "tĩnh điện".

Nguyên nhân xuất hiện và biểu hiện

Ứng suất tĩnh phát sinh từ sự xáo trộn cân bằng chung của các hạt mang điện có trong bất kỳ vật chất nào. Nó không chỉ được hình thành theo một kịch bản đã định sẵn: theo yêu cầu của giáo viên hoặc người thực nghiệm. Trong thực tế, nó thường biểu hiện mà không có sự tham gia và bất chấp ý chí của anh ta.

Một ví dụ đơn giản: mặc quần áo làm từ vải tổng hợp. Do ma sát với cơ thể và sự xuất hiện sau đó của các điện tích tĩnh, vật chất bắt đầu bao bọc chặt chẽ nó và không cho phép nó có được hình dạng mong muốn bên cạnh. Cách duy nhất có thể giải quyết trong tình huống này là phun nó với một chất đặc biệt gọi là "chống tĩnh điện". Đây là cách duy nhất để loại bỏ điện tích dư thừa khỏi vật liệu tổng hợp.

Các nguyên nhân phổ biến khác của điện tích tĩnh là:

• sự thay đổi nhiệt độ hữu hình, cũng rất sắc nét;
• mức độ bức xạ cao, dẫn đến sự gia tăng năng lượng của các electron và sự xuất hiện của các hạt mang điện không đồng nhất trong vật liệu;
• sự hiện diện của cảm ứng mạnh và từ trường.

Hai lý do đầu tiên mà một người bắt đầu "bị sốc" không cần giải thích đặc biệt. Ngược lại, cảm ứng từ dường như là một vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt là gần đây.

Với sự phát triển không ngừng của số lượng thiết bị gia dụng, trong đó có nhiều thiết bị cảm ứng, ảnh hưởng của trường điện từ đối với một người tăng mạnh. Một trong những biểu hiện đó là sự nhiễm điện của bầu khí quyển do sự phân tách các phần tử không khí thành các điện tử và ion mang điện, về cơ bản đây là biểu hiện giống nhau của tĩnh điện.

Sự tích tụ dần dần của các yếu tố rủi ro liên quan đến nhiều nguồn khác nhau của các trường ngoại lai đã dẫn đến một hướng riêng trong khoa học đối phó với việc nghiên cứu mức độ nguy hiểm của chúng. Mặt khác, các nhà khoa học từ lâu đã nghĩ về các đặc tính có lợi của quá trình điện khí hóa và khả năng đưa hiệu ứng này vào phục vụ con người.

Nhược điểm và ưu điểm của biểu hiện tĩnh

Các biểu hiện nguy hiểm của tĩnh điện chủ yếu bao gồm ma sát liên tục của quần áo chất lượng thấp trên cơ thể người và tích tụ điện tích trên da. Trong lĩnh vực kỹ thuật, hiệu ứng này đặc biệt rõ rệt trong quá trình làm việc của các thợ lắp đặt-chuyên gia hàn vi mạch. Trong trường hợp này, nó đe dọa sự thất bại của các con chip đắt tiền hoặc thậm chí toàn bộ thiết bị được lắp ráp trên cơ sở chúng.

Khi lắp ráp các vi mạch quý hiếm, các yêu cầu an toàn đưa ra các biện pháp bảo vệ đặc biệt chống lại những biểu hiện khó chịu này.

Trong các công nghệ liên quan đến việc hàn một số vi mạch, bảo vệ tĩnh điện liên quan đến việc đeo một chiếc vòng nối đất trên tay, trong trường hợp nguy hiểm được loại bỏ do sự thoát điện tích xuống đất. Các biện pháp phòng ngừa như vậy chủ yếu liên quan đến các cấu trúc K-MOS đã lỗi thời, đang ngày càng được thay thế bằng các vi mạch hiện đại có tích hợp bảo vệ chống tĩnh điện.

Nguy hiểm cho con người

Các biểu hiện của tĩnh điện gây nguy hiểm cho con người bao gồm:

• phóng điện có kèm theo sét - chúng là do ma sát kéo dài của các dòng không khí; xét về các hậu quả có thể xảy ra, bao gồm cả nguy cơ hỏa hoạn, chúng vượt trội hơn nhiều so với tất cả các biểu hiện khác;
• tác động của điện tích lên lớp vỏ sinh học (da) và sự xuất hiện của các kích ứng nghiêm trọng trên đó;
• phóng điện nguy hiểm và khó chịu qua cơ thể con người khi chạm vào các bộ phận kim loại của thiết bị không có vỏ bọc.

Hiện tượng thứ hai không liên quan gì đến các cú sốc dòng điện quan trọng do các trường hợp khẩn cấp gây ra khi điện áp nguy hiểm chạm vào vỏ của thiết bị gia dụng.

Tất cả những câu hỏi này chỉ liên quan đến mặt bên ngoài của các biểu hiện của tĩnh điện, có thể được loại bỏ với sự trợ giúp của các phương tiện kỹ thuật bảo vệ. Kiểm tra kỹ hơn quá trình này cho thấy tác động của tĩnh điện đối với bệnh nhân và cơ thể con người có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng hơn:

• rối loạn giấc ngủ có hệ thống;
• thay đổi trong giai điệu của hệ thống tim mạch;
• mệt mỏi nghiêm trọng;
• sự xuất hiện của các vấn đề với hệ thống thần kinh;
• sai lệch nhỏ trong công việc của mô cơ.

Mặc dù những rối loạn này ban đầu không đáng chú ý lắm, nhưng theo thời gian, những thay đổi trong cơ thể sẽ tích tụ lại, có thể dẫn đến những bất thường nghiêm trọng. Ngủ kém dẫn đến các vấn đề về tinh thần, từ đó dẫn đến các bệnh khác. Tác hại từ hiệu ứng này trong trường hợp này là không thể nghi ngờ.

Các bác sĩ khuyên bạn nên chú ý không chỉ đến chất liệu của quần áo mặc liên tục mà còn cả việc lựa chọn chăn ga gối đệm ở nhà, trên đó sẽ tích tụ điện tích nguy hiểm.

Lợi ích của tĩnh điện

Có một thời, nhiều nhà khoa học và nhà phát minh đã cố gắng tìm cách quản lý điện tích tĩnh vì lợi ích của con người. Họ đã phát triển các đơn vị cồng kềnh và rất tốn kém, lợi nhuận thu về theo quy luật vẫn rất thấp. Bước đột phá duy nhất trong lĩnh vực này là việc các nhà khoa học phát hiện ra cái gọi là "phóng hào quang".

Các khả năng độc đáo của hiện tượng này không chỉ được sử dụng trong sản xuất, mà còn được sử dụng trong các điều kiện gia đình bình thường. Do sự phát triển của các phương pháp kiểm soát hiện tượng tĩnh điện hiện đại, chúng được sử dụng rộng rãi trong các quá trình công nghệ sau:

• sơn nền khung, cũng như bề mặt của kết cấu kim loại và các sản phẩm đúc sẵn khác;
• lọc khí khỏi các tạp chất trong công nghiệp khai thác;
• sử dụng trong nhiều lĩnh vực liên quan đến xử lý vật liệu (công nghệ nano hiện đại).

Phóng điện mạch vành cũng đã được ứng dụng rộng rãi trong y học, nơi nó được sử dụng để hạn chế tiếp xúc với phóng điện trên các bộ phận cơ thể người bị bệnh. Ngoài ra, trên cơ sở của hiệu ứng này, nhiều thiết bị đã được phát triển có thể ion hóa không khí không chỉ trong các cơ sở công nghiệp và nhà xưởng nhà máy, mà còn trong căn hộ điển hình của thành phố. Một trong những phát minh hữu ích này là bộ lọc tĩnh điện được thiết kế để loại bỏ sol khí và các hạt cơ học từ không khí xung quanh. Nhờ công dụng của nó, có thể loại bỏ muội than, khói bụi cũng như các hạt bụi nhỏ tích tụ dư thừa trong bất kỳ ngôi nhà hiện đại nào.

Cách loại bỏ tĩnh điện khỏi người và các vật xung quanh

Vì tác hại của tĩnh điện đối với người lớn và trẻ em đã được chứng minh qua thời gian nên các nhà khoa học từ lâu đã tìm mọi cách để bảo vệ chúng khỏi hiện tượng nguy hiểm này. Đặc biệt quan trọng là vấn đề bảo vệ trẻ nhỏ khỏi tĩnh điện, những người nhạy cảm hơn với các biểu hiện của nó. Đối với tất cả các đối tượng người dùng, một số phương pháp tiếp cận khác nhau đã được phát triển để làm giảm tĩnh điện tích tụ theo thời gian trên bề mặt của bất kỳ vật thể nào.

Cách dễ nhất để loại bỏ tĩnh điện tích tụ trên thiết bị gia đình (ví dụ như trên máy tính cá nhân hoặc máy giặt) là nối đất chúng bằng cách kết nối khung máy với một xe buýt mặt đất đặc biệt.

Phương pháp đơn giản nhất để loại bỏ điện tích khỏi bất kỳ thiết bị đeo nào là định kỳ xịt vào bình xịt với nước, đây là mặt đất tốt.

Để ngăn điện tích nguy hiểm tích tụ trên thân xe, một dải cao su dẫn điện đặc biệt (dây đeo) ​​được gắn vào cản sau của xe. Ngoài ra, trong những chuyến đi xa trên phương tiện cá nhân, cần nghiên cứu vấn đề không để xảy ra hiện tượng tích điện do thay đổi vị trí của thân xe so với yên xe. Do ma sát phát sinh từ các nắp, đôi khi tích tụ một lượng đủ lớn, điều này thường dẫn đến phóng điện hữu hình và khó chịu. Vì vậy, bạn nên làm ẩm ghế định kỳ bằng cách xịt bằng bình xịt chuyên dụng nhỏ gọn.

Các biện pháp và phương tiện bảo vệ cá nhân

Bảo vệ tĩnh điện là một biện pháp cần thiết mà thực tế không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại. Đối với điều này, một số phương pháp hiệu quả và hiệu quả đã được phát triển, sử dụng nó có thể làm giảm nguy cơ của các hiệu ứng tĩnh. Trước hết, đó là sự lựa chọn quần áo phù hợp cho trang phục hàng ngày, được làm trên cơ sở các loại vải tự nhiên như bông, lanh và các loại sợi tương tự không có nguồn gốc tổng hợp. Nếu không thể làm được điều này, bạn sẽ phải sử dụng các phương tiện loại bỏ tĩnh điện hiện đại, được phát triển đặc biệt cho những mục đích này.

Cách đơn giản nhất để bảo vệ khỏi hiện tượng điện khi mặc quần áo là sử dụng hợp chất chống tĩnh điện loại bỏ điện tích khỏi bề mặt vải dệt thoi.

Bột giặt đặc biệt đã trở nên phổ biến, có chứa các chất phụ gia đặc biệt giúp vô hiệu hóa ảnh hưởng của hiệu ứng tĩnh điện.

Loại bỏ tĩnh điện sẽ giúp cách tiếp cận có hiệu quả trong việc chọn giày mặc hàng ngày, điều này không kém phần quan trọng so với việc chọn loại vải phù hợp cho quần áo.Để giải thích những đặc thù của việc bảo vệ một người từ một bên chân, cần nhớ rằng các điện tích tự do luôn tồn tại trong lòng đất sẽ dễ dàng tích tụ trên bề mặt cao su hơn. Chọn giày đi thường xuyên với đế làm bằng da sẽ làm giảm khả năng tĩnh điện từ mặt đất.

Tại tất cả các doanh nghiệp có nhân viên tham gia sản xuất các thiết bị và linh kiện điện có độ chính xác cao và đắt tiền cho họ, họ phát hành những đôi giày đặc biệt. Với sự trợ giúp của nó, có thể bảo vệ các vi mạch hiện đại và các bộ phận điện tử khác khỏi sự cố ngẫu nhiên do tĩnh điện.

Từ thực tế, người ta biết rằng nước và môi trường ẩm ướt là chất dẫn điện, do đó chúng thường không tích tụ trên bề mặt bị ướt. Quy trình này được thực hiện bằng cách thoa dung dịch và kem dưỡng da đặc biệt lên da tay và cơ thể. Tốt nhất là làm điều này ngay trước khi mặc quần áo, sau đó dưỡng ẩm cho các bộ phận tiếp xúc của cơ thể trong suốt cả ngày làm việc. Khi một lượng lớn điện tích tích tụ trên quần áo mặc ở nhà, bạn nên ngâm quần áo trong thời gian ngắn rồi phơi thật khô ngoài trời.

Tĩnh điện tự bản thân nó là một biểu hiện tự nhiên gây nguy hiểm cho con người và có thể dẫn đến một số hậu quả không mong muốn, thậm chí là bệnh hiểm nghèo. Vì vậy, cuộc chiến chống lại nó được quan tâm nhiều hơn không chỉ ở quy mô công nghiệp, mà còn trong điều kiện trong nước.