Происхождение

Электризация диэлектриков трением может возникнуть при соприкосновении двух разнородных веществ из-за различия атомных и молекулярных сил (из-за различия работы выхода электрона из материалов). При этом происходит перераспределение электронов (в жидкостях и газах ещё и ионов) с образованием на соприкасающихся поверхностях электрических слоёв с противоположными знаками электрических зарядов. Фактически атомы и молекулы одного вещества, обладающие более сильным притяжением, отрывают электроны от другого вещества.

С другой стороны, такие напряжения могут быть опасны для элементов различных электронных приборов - микропроцессоров , транзисторов и т. п. Поэтому при работе с радиоэлектронными компонентами рекомендуется принимать меры по предотвращению накопления статического заряда.

Молнии

В результате движения воздушных потоков, насыщенных водяными парами, образуются грозовые облака, являющиеся носителями статического электричества. Электрические разряды образуются между разноименными заряженными облаками или, чаще, между заряженным облаком и землей. При достижении определенной разности потенциалов происходит разряд молнии между облаками или на земле. Для защиты от молний устанавливаются молниеотводы , проводящие разряд напрямую в землю.

Примечания

См. также

Ссылки

• Электротехническая энциклопедия #143. Война со "статикой" в автомобиле и дома
• ЭСБЕ . Статья

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Статическое электричество" в других словарях:

Статическое электричество - см. Электричество статическое …

СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, некоторое количество ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ в состоянии покоя, а не движения, как в случае с ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ. Как правило, незаряженные АТОМЫ обладают одинаковым количеством положительных и отрицательных ЭЛЕКТРОНОВ.… … Научно-технический энциклопедический словарь

статическое электричество - 3.1 статическое электричество: Совокупность явлений, связанных с разделением положительных и отрицательных электрических зарядов, сохранением и релаксацией свободного электростатического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации - (Electricity) Понятие электричество, получение и применение электричества Информация о понятии электричество, получение и применение электричества Содержание — это понятие, выражающее свойства и явления, обусловленные структурой физических… … Энциклопедия инвестора

Сущ., с., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? электричества, чему? электричеству, (вижу) что? электричество, чем? электричеством, о чём? об электричестве 1. Электричеством называют вид энергии, которую люди используют для приведения в… … Толковый словарь Дмитриева

- (от греч. elektron янтарь, так как янтарь притягивает легкие тела). Особенное свойство некоторых тел, проявляющееся только при известных условиях, напр. при трении, теплоте, или химических реакциях, и обнаруживающееся притягиванием более легких… … Словарь иностранных слов русского языка

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО СТАТИЧЕСКОЕ - совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности (или в объеме) диэлектриков или на изолированных проводниках. Заряды статического электричества (СЭ) образуются при самых… … Российская энциклопедия по охране труда

Что же из себя представляет термин “Статическое электричество ” - совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках. Электризация происходит в процессе трения двух диэлектриков, то-есть фактически происходит отрыв электронов от вещества с образованием разности потенциалов на соприкасающихся поверхностях.

Чем опасно статическое электричество?

Но перейдем к практике, чем-же нам так мешает статика в нашей работе? На первый взгляд мы не видим этого и значит оно нам не грозит. Это неверное предположение, статика присутствует всегда, когда мы ходим или соприкасаемся с разными предметами и просто в жаркий солнечный день в воздухе, количество статического электричества может превышать все воображаемые пределы. Человек начинает ощущать статическое напряжение свыше 3000 вольт и увидеть искрение можно от 5000 вольт. Иногда мы на себе можем накапливать заряд до 10000 вольт, при том что радиоэлементы могут выйти из строя при токах возникающих при напряжении уже в 5 вольт. Согласно общей статистики от электростатического разряда выходят из строя более 50 процентов всех электронных компонентов, а цифра уже собранной и эксплуатируемой продукции превышает 60 процентов.

Важно знать что величина статического электричества зависит от многих факторов, основной это относительная влажность воздуха:

Наши повседневные действия	Относит. влажность более 70 процентов	Относит. влажность менее 20 процентов
Мы идем по текстильному напольному покрытию	1500 вольт	35000 вольт
Мы идем по виниловому напольному покрытию	250 вольт	1200 вольт
Забираем со стула пакет из полиэфирного материала	600 вольт	20000 вольт
Отклеивание куска клейкой ленты	1500 вольт	12000 вольт
Открытие пластиковой папки	600 вольт	7000 вольт

Так что не обязательно нам что-то специально натирать что-бы получить статический разряд, это происходит всегда без нашего на то желания.

Как бороться со статическим электричеством?

Первое и самое важное правило, рабочий инструмент и приборы должны быть обязательно заземлены. При работе с радиоэлементами и собранными устройствами на руку человека надевается специальный антистатический браслет который соединяется с точкой заземления через резистор в 1 МОм.

Рабочий стол тоже должен быть заземлен, на рабочей поверхности должно быть покрытие которое имеет может максимально проводить электрические разряды, оно должно иметь малое сопротивление. Также необходимо соблюдать чистоту в рабочем помещении или мастерской. Проводить как можно чаще влажную уборку. В помещении где производится ремонт положить специальное проводящее напольные покрытие обеспечивающие отвод накопившегося зарядка с соприкасающихся поверхностей к точке заземления.

Это лишь малая часть информации касающейся антистатической безопасности, на просторах интернета есть массу сайтов посвященных именно данной теме на которых написано много полезных советов и правил соблюдая которые вы сможете максимально обезопасить свое рабочее место. При этом самым повысив рентабельность и качество всех выполняемых работ.
______________________
Вы собираетесь купить дом масса выгодных предложений.

Статическое напряжение появляется в случае нарушения внутриатомного либо внутримолекулярного равновесия вследствие приобретения либо утраты электрона. Обычно атом находится в сбалансированном состоянии благодаря схожему числу положительных и отрицательных частиц — протонов и электронов. Электроны могут просто передвигаются от 1-го атома к другому. При всем этом они сформировывают положительные (где отсутствует электрон) либо отрицательные (одиночный электрон либо атом с дополнительным электроном) ионы. Когда происходит таковой дисбаланс, появляется статическое напряжение.

Электронный заряд электрона — (-) 1,6 х 10-19 кулон. Протон с таким же по величине зарядом имеет положительную полярность. Статический заряд в кулонах прямо пропорционален излишку либо недостатку электронов, т.е. числу неуравновешенных ионов. Кулон – это основная единица статического заряда, определяющая количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника за 1 секунду при силе тока в 1 ампер.

У положительного иона отсутствует один электрон, как следует, он может просто принимать электрон от негативно заряженной частички. Отрицательный ион в свою очередь может быть или одиночным электроном, или атомом/молекулой с огромным числом электронов. В обоих случаях существует электрон, способный нейтрализовать положительный заряд.

Как генерируется статическое напряжение

Главные предпосылки возникновения статического напряжения:

1. Контакт меж 2-мя материалами и их отделение друг от друга (включая трение, намотку/размотку и пр.).

2. Резвый температурный перепад (к примеру, в момент помещения материала в духовой шкаф).

3. Радиация с высочайшими значениями энергии, уф-излучение, рентгеновские X-лучи, сильные электронные поля (нерядовые для промышленных производств).

4. Резательные операции (к примеру, на раскроечных станках либо бумагорезальных машинах).

5. Наведение (вызванное статическим зарядом появление электронного поля).

Поверхностный контакт и разделение материалов, может быть, являются более всераспространенными причинами появления статического напряжения на производствах, связанных с обработкой рулонных пленок и листовых пластиков. Статический заряд генерируется в процессе разматывания/наматывания материалов либо перемещения друг относительно друга разных слоев материалов. Этот процесс не полностью понятен, но более правдивое разъяснение возникновения статического напряжения в этом случае может быть получено проведением аналогии с плоским конденсатором, в каком механическая энергия при разделении пластинок преобразуется в электронную:

Результирующее напряжение = изначальное напряжение х (конечное расстояние меж пластинами/изначальное расстояние меж пластинами).

Когда синтетическая пленка касается подающего/приемного вала, низкий заряд, перетекающий от материала к валу, провоцирует дисбаланс. По мере того, как материал преодолевает зону контакта с валом, напряжение растет точно также как в случае с конденсаторными пластинами в момент их разделения.

Практика указывает, что амплитуда результирующего напряжения ограничена вследствие электронного пробоя, возникающего в промежутке меж примыкающими материалами, поверхностной проводимости и других причин. На выходе пленки из контактной зоны нередко можно слышать слабенькое потрескивание либо следить искрение. Это происходит в момент, когда статический заряд добивается величины, достаточной для пробоя окружающего воздуха. До контакта с валом синтетическая пленка исходя из убеждений электричества нейтральна, но в процессе перемещения и контакта с подающими поверхностями поток электронов направляется на пленку и заряжает ее отрицательным зарядом. Если вал железный и заземленный его положительный заряд стремительно стекает.

Большая часть оборудования имеет много валов, потому величина заряда и его полярность могут нередко изменяться. Лучший метод контроля статического заряда – это его четкое определение на участке конкретно перед проблемной зоной. Если заряд нейтрализован очень рано, он может восстановиться до того, как пленка достигнет этой проблемной зоны.

В теории появление статического заряда может быть проиллюстрировано обычный электронной схемой: C – делает функцию конденсатора, который копит заряд, как батарея. Это обычно поверхность материала либо изделия.

R – сопротивление, способное ослабить заряд материала/механизма (обычно при слабенькой циркуляции тока). Если материал является проводником, заряд стекает на землю и не делает заморочек. Если же материал является изолятором, заряд не сумеет стекать, и появляются трудности. Искровой разряд появляется в этом случае, когда напряжение скопленного заряда добивается предельного порога.

Токовая нагрузка — заряд, сгенерированный, к примеру, в процессе перемещения пленки по валу. Ток заряда заряжает конденсатор (объект) и увеличивает его напряжение U. В то время как напряжение увеличивается, ток течет через сопротивление R. Баланс будет достигнут в момент, когда ток заряда станет равен току, циркулирующему по замкнутому контуру сопротивления. (Закон Ома: U = I х R).

Если объект имеет способность копить значимый заряд, и если имеет место высочайшее напряжение, статическое напряжение приводит к появлению таких суровых заморочек, как искрение, электростатическое отталкивание/притягивание либо электропоражение персонала.

Полярность заряда

Статический заряд может быть или положительным, или отрицательным. Для разрядников неизменного тока (AC) и пассивных разрядников (щеток) полярность заряда обычно не принципиальна.

Трудности, связанные со статическим напряжением

Существует 4 главные области:

Статический разряд в электронике

На эту делему нужно направить внимание, т.к. она нередко появляется в процессе воззвания с электрическими блоками и компонентами, использующимися в современных контрольно-измерительных устройствах.

В электронике основная опасность, связанная со статическим зарядом, исходит от человека, несущего заряд, и третировать этим нельзя. Ток разряда порождает тепло, которое приводит к разрушению соединений, прерыванию контактов и разрыву дорожек микросхем. Высочайшее напряжение уничтожает также узкую оксидную пленку на полевых транзисторах и других элементах, имеющих покрытие.

Нередко составляющие не стопроцентно выходят из строя, что можно считать еще больше небезопасным, т.к. неисправность проявляется не сходу, а в непредсказуемый момент в процессе использования устройства.

Общепринятое правило: при работе с чувствительными к статическому электричеству деталями и устройствами нужно всегда принимать конструктивные меры для нейтрализации заряда, скопленного на человеческом теле. Подробная информация по этому вопросу содержится в документах евро эталона CECC 00015.

Электростатическое притяжение/отталкивание

Это, может быть, более обширно всераспространенная неувязка, возникающая на предприятиях, связанных с созданием и обработкой пластмасс, бумаги, текстиля и в смежных отраслях. Она проявляется в том, что материалы без помощи других меняют свое поведение — склеиваются меж собой либо, напротив, отталкиваются, прилипают к оборудованию, притягивают пыль, некорректно наматываются на приемное устройство и пр.

Притягивание/отталкивание происходит в согласовании с законом Кулона, в базе которого лежит принцип противоположности квадрата. В обычный форме он выражается последующим образом:

Сила притяжения либо отталкивания (в Ньютонах) = Заряд (А) х Заряд (В) / (Расстояние меж объектами 2 (в метрах)).

Как следует, интенсивность проявления этого эффекта впрямую связана с амплитудой статического заряда и расстоянием меж притягивающимися либо отталкивающимися объектами. Притягивание и отталкивание происходят в направлении силовых линий электронного поля.

Если два заряда имеют схожую полярность – они отталкиваются, если обратную – притягиваются. Если один из объектов заряжен, он будет стимулировать притягивание, создавая зеркальную копию заряда на нейтральных объектах.

Риск появления пожара

Риск появления пожара не является общей для всех производств неувязкой. Но возможность возгорания очень велика на полиграфических и других предприятиях, где употребляются легковоспламеняющиеся растворители.

В небезопасных зонах более всераспространенными источниками возгорания являются незаземленное оборудование и подвижные проводники. Если на операторе, находящемся в небезопасной зоне, насажена спортивная обувь либо туфли на токонепроводящей подошве, существует риск, что его тело будет генерировать заряд, способный спровоцировать возгорание растворителей. Незаземленные проводящие детали машин также представляют опасность. Все, что находится в небезопасной зоне должно быть отлично заземлено.

Нижеследующая информация дает короткое пояснение возможности статического разряда стимулировать возгорание в легковоспламеняющихся средах. Принципиально, чтоб неопытные торговцы были заблаговременно ознакомлены о видах оборудования, чтоб не допустить ошибки в подборе устройств для внедрения в таких критериях.

Способность разряда стимулировать возгорание находится в зависимости от многих переменных причин:
— типа разряда;
— мощности разряда;
— источника разряда;
— энергии разряда;
— наличия легковоспламеняющейся среды (растворителей в газовой фазе, пыли либо горючих жидкостей);
— малой энергии воспламенения (МЭВ) легковоспламеняющейся среды.

Типы разряда

Существует три главных типа – искровой, кистевой и скользящий кистевой разряды. Коронный разряд в этом случае во внимание не принимается, т.к. он отличается низкой энергией и происходит довольно медлительно. Коронный разряд в большинстве случаев безопасен, его следует учесть исключительно в зонах очень высочайшей пожаро- и взрывоопасности.

Искровой разряд

В главном он исходит от равномерно проводящего, электрически изолированного объекта. Это может быть человеческое тело, деталь машины либо инструмент. Подразумевается, что вся энергия заряда рассеивается в момент искрения. Если энергия выше МЭВ паров растворителя, может произойти воспламенение.

Энергия искры рассчитывается последующим образом: Е (в Джоулях) = ½ С U2.

Кистевой разряд

Кистевой разряд появляется, когда заостренные части деталей оборудования концентрируют заряд на поверхностях диэлектрических материалов, изоляционные характеристики которых приводят к его скоплению. Кистевой разряд отличается более низкой энергией по сопоставлению с искровым и, соответственно, представляет наименьшую опасность в отношении воспламенения.

Скользящий кистевой разряд

Скользящий кистевой разряд происходит на листовых либо рулонных синтетических материалах с высочайшим удельным сопротивлением, имеющих завышенную плотность заряда и разную полярность зарядов с каждой стороны полотна. Такое явление может быть спровоцировано трением либо распылением порошкового покрытия. Эффект сравним с разрядкой плоского конденсатора и может представлять такую же опасность, как искровой разряд.

Источник и энергия разряда

Величина и геометрия рассредотачивания заряда являются необходимыми факторами. Чем больше объем тела, тем больше энергии оно содержит. Острые углы увеличивают мощность поля и поддерживают разряды.

Мощность разряда

Если объект, имеющий энергию, не прекрасно проводит электронный ток, к примеру, тело человека, сопротивление объекта будет ослаблять разряд и понижать опасность. Для тела человека существует эмпирическое правило: считать, что любые растворители с внутренней малой энергией воспламенения наименее 100 мДж могут возгореться невзирая на то, что энергия, содержащаяся в теле, может быть выше в 2 – 3 раза.

Малая энергия воспламенения МЭВ

Малая энергия воспламенения растворителей и их концентрация в небезопасной зоне являются очень необходимыми факторами. Если малая энергия воспламенения ниже энергии разряда, появляется риск возгорания. Электропоражение

Вопросу риска статического удара в критериях промышленного предприятия уделяется больше внимания. Это связано с значимым увеличением требований к гигиене и безопасности труда.

Электропоражение, спровоцированное статическим напряжением, в принципе не представляет особенной угрозы. Оно просто неприятно и нередко вызывает резкую реакцию.

Есть две общие предпосылки статического удара:

Наведенный заряд

Если человек находится в электронном поле и держится за заряженный объект, к примеру, за намоточную бобину для пленки, может быть, что его тело зарядится.

Заряд остается в теле оператора, если он находится в обуви на изолирующей подошве, до того момента, пока он не дотронется до заземленного оборудования. Заряд стекает на землю и поражает человека. Такое происходит и в случае, когда оператор дотрагивается до заряженных объектов либо материалов – из-за изолирующей обуви заряд скапливается в теле. Когда оператор трогает железные детали оборудования, заряд может стечь и спровоцировать электроудар.

При перемещении людей по синтетическим ковровым покрытиям порождается статический заряд при контакте меж ковром и обувью. Электроудары, которые получают водители, покидая свою машину, провоцируются зарядом, появившимся меж сидением и их одежкой в момент подъема. Решение этой трудности – дотронуться до железной детали автомобиля, к примеру, до рамы дверного проема, до момента подъема с сидения. Это позволяет заряду неопасно стекать на землю через кузов автомобиля и его шины.

Электропоражение, спровоцированное оборудованием

Таковой электроудар вероятен, хотя происходит существенно пореже, чем поражение, спровоцированное материалом.

Если намоточная бобина имеет значимый заряд, случается, что пальцы оператора концентрируют заряд до таковой степени, что он добивается точки пробоя и происходит разряд. Кроме этого, если железный незаземленный объект находится в электронном поле, он может зарядиться наведенным зарядом. Из-за того, что железный объект является токопроводящим, подвижный заряд разрядится в человека, который дотрагивается до объекта.

Что такое статическое электричество

Статическое электричество возникает в случае нарушения внутриатомного или внутримолекулярного равновесия вследствие приобретения или потери электрона. Обычно атом находится в равновесном состоянии благодаря одинаковому числу положительных и отрицательных частиц - протонов и электронов. Электроны могут легко перемещаться от одного атома к другому. При этом они формируют положительные (где отсутствует электрон) или отрицательные (одиночный электрон или атом с дополнительным электроном) ионы. Когда происходит такой дисбаланс, возникает статическое электричество.

Электрический заряд электрона - (-) 1,6 х 10 -19 кулон. Протон с таким же по величине зарядом имеет положительную полярность. Статический заряд в кулонах прямо пропорционален избытку или дефициту электронов, т.е. числу неустойчивых ионов. Кулон - это основная единица статического заряда, определяющая количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника за 1 секунду при силе тока в 1 ампер.

У положительного иона отсутствует один электрон, следовательно, он может легко принимать электрон от отрицательно заряженной частицы. Отрицательный ион в свою очередь может быть либо одиночным электроном, либо атомом/молекулой с большим числом электронов. В обоих случаях существует электрон, способный нейтрализовать положительный заряд.

Как генерируется статическое электричество

Основные причины появления статического электричества:

1. Контакт между двумя материалами и их отделение друг от друга (включая трение, намотку/размотку и пр.).
2. Быстрый температурный перепад (например, в момент помещения материала в духовой шкаф).
3. Радиация с высокими значениями энергии, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские X-лучи, сильные электрические поля (нерядовые для промышленных производств).
4. Резательные операции (например, на раскроечных станках или бумагорезальных машинах).
5. Электромагнитная индукция (вызванное статическим зарядом возникновение электрического поля).

Поверхностный контакт и разделение материалов, возможно, являются наиболее распространенными причинами возникновения статического электричества на производствах, связанных с обработкой рулонных пленок и листовых пластиков. Статический заряд генерируется в процессе разматывания/наматывания материалов или перемещения друг относительно друга различных слоев материалов. Этот процесс не вполне понятен, но наиболее правдивое объяснение появления статического электричества в данном случае может быть получено проведением аналогии с плоским конденсатором, в котором механическая энергия при разделении пластин преобразуется в электрическую:

Результирующее напряжение = начальное напряжение х (конечное расстояние между пластинами/начальное расстояние между пластинами).

Когда синтетическая пленка касается подающего/приемного вала, невысокий заряд, перетекающий от материала к валу, провоцирует дисбаланс. По мере того, как материал преодолевает зону контакта с валом, напряжение возрастает точно также как в случае с конденсаторными пластинами в момент их разделения. Практика показывает, что амплитуда результирующего напряжения ограничена вследствие электрического пробоя, возникающего в промежутке между соседними материалами, поверхностной проводимости и других факторов. На выходе пленки из контактной зоны часто можно слышать слабое потрескивание или наблюдать искрение. Это происходит в момент, когда статический заряд достигает величины, достаточной для пробоя окружающего воздуха. До контакта с валом синтетическая пленка с точки зрения электричества нейтральна, но в процессе перемещения и контакта с подающими поверхностями поток электронов направляется на пленку и заряжает ее отрицательным зарядом. Если вал металлический и заземленный его положительный заряд быстро стекает.

Большая часть оборудования имеет много валов, поэтому величина заряда и его полярность могут часто меняться. Наилучший способ контроля статического заряда – это его точное определение на участке непосредственно перед проблемной зоной. Если заряд нейтрализован слишком рано, он может восстановиться до того, как пленка достигнет этой проблемной зоны.

В теории возникновение статического заряда может быть проиллюстрировано простой электрической схемой:

C – выполняет функцию конденсатора, который накапливает заряд, как батарея. Это обычно поверхность материала или изделия.
R – сопротивление, способное ослабить заряд материала/механизма (обычно при слабой циркуляции тока). Если материал является проводником, заряд стекает на землю и не создает проблем. Если же материал является изолятором, заряд не сможет стекать, и возникают сложности. Искровой разряд возникает в том случае, когда напряжение накопленного заряда достигает предельного порога.

Токовая нагрузка - заряд, сгенерированный, например, в процессе перемещения пленки по валу. Ток заряда заряжает конденсатор (объект) и повышает его напряжение U. В то время как напряжение повышается, ток течет через сопротивление R. Баланс будет достигнут в момент, когда ток заряда станет равен току, циркулирующему по замкнутому контуру сопротивления. (Закон Ома: U = I х R).

Если объект имеет способность накапливать значительный заряд, и если имеет место высокое напряжение, статическое электричество приводит к возникновению таких серьезных проблем, как искрение, электростатическое отталкивание/притягивание или электропоражение персонала.

Полярность заряда

Статический заряд может быть либо положительным, либо отрицательным. Для разрядников постоянного тока (AC) и пассивных разрядников (щеток) полярность заряда обычно не важна.

Измерение статического заряда

Измерение величины статического заряда является очень важной процедурой, которая позволяет обнаружить присутствие заряда, определить его амплитуду и породивший источник.
Как отмечалось выше, статическое электричество возникает при дефиците или избытке электронов в атоме. Вследствие того, что измерить величину заряда на поверхности объекта в кулонах невозможно, измеряют сопротивление или напряженность электрического поля, связанную со статическим зарядом. Этот способ измерения широко применяется в промышленности.
Зависимость между сопротивлением поля и напряженностью заключается в том, что в любой точке сопротивление является составляющей градиента напряженности.
Измерительные приборы собираются преимущественно по представленной ниже схеме и измеряют напряжение на поверхности объекта.

А – напряжение конденсатора изменяется вместе с изменением величины заряда.

Проводя измерения с расстояния 100 мм, и пользуясь формулой Q (заряд) = С (емкостное сопротивление) х U (напряжение), можно вычислить емкостное сопротивление.

Измерительные приборы обычно просты в использовании и очень полезны для анализа возникших проблем или прогноза их появления в будущем.

При измерениях параметров статического электричества важно следовать инструкциям по эксплуатации приборов. Электрическое поле действует в единственном направлении, поэтому его практическое изучение не представляет сложностей. Одними из наиболее интересных и важных для измерения заряда характеристик электрического поля являются:

Электрическое поле - участок пространства, на котором действуют электрические силы, величины которых выражены в кулонах.
Все заряженные объекты окружены электрическим полем.
Силовые линии поля проходят перпендикулярно поверхности объекта и указывают направление, по которому действует сила.
Электрическое поле может охватывать несколько объектов, что важно учитывать при проведении измерений и осуществлении мероприятий по нейтрализации статического заряда.

Как отмечалось выше, в воздушном пространстве силовые линии электрического поля проходят перпендикулярно поверхности заряженного объекта. Это позволяет производить измерения с очень высокой точностью.

В случае с производством и обработкой синтетической пленки следует отметить важную деталь. Когда материал перемещается по валу, электрический заряд переходит к валу и кажется, что поле исчезло. Поэтому вблизи вала нет возможности производить точные измерения. Электрическое поле появляется вновь, когда материал преодолевает зону контакта и статический заряд можно снова измерить точно.

Проблемы, связанные со статическим электричеством

Существует 4 основные области:

Статический разряд в электронике

На эту проблему необходимо обратить внимание, т.к. она часто возникает в процессе обращения с электронными блоками и компонентами, использующимися в современных контрольно-измерительных устройствах.
В электронике основная опасность, связанная со статическим зарядом, исходит от человека, несущего заряд, и пренебрегать этим нельзя. Ток разряда порождает тепло, которое приводит к разрушению соединений, прерыванию контактов и разрыву дорожек микросхем. Высокое напряжение уничтожает также тонкую оксидную пленку на полевых транзисторах и других элементах, имеющих покрытие.

Часто компоненты не полностью выходят из строя, что можно считать еще более опасным, т.к. неисправность проявляется не сразу, а в непредсказуемый момент в процессе эксплуатации устройства.
Общее правило: при работе с чувствительными к статическому электричеству деталями и устройствами необходимо всегда принимать меры для нейтрализации заряда, накопленного на теле человека. Подробная информация по этому вопросу содержится в документах европейского стандарта CECC 00015.

Электростатическое притяжение/отталкивание

Это, возможно, наиболее широко распространенная проблема, возникающая на предприятиях, связанных с производством и обработкой пластмасс, бумаги, текстиля и в смежных отраслях. Она проявляется в том, что материалы самостоятельно меняют свое поведение - склеиваются между собой или, наоборот, отталкиваются, прилипают к оборудованию, притягивают пыль, неправильно наматываются на приемное устройство и пр.

Притягивание/отталкивание происходит в соответствии с законом Кулона, в основе которого лежит принцип противоположности квадрата. В простой форме он выражается следующим образом:

Сила притяжения или отталкивания (в Ньютонах) = Заряд (А) х Заряд (В) / (Расстояние между объектами ² (в метрах)).

Следовательно, интенсивность проявления этого эффекта напрямую связана с амплитудой статического заряда и расстоянием между притягивающимися или отталкивающимися объектами. Притягивание и отталкивание происходят в направлении силовых линий электрического поля.
Если два заряда имеют одинаковую полярность – они отталкиваются, если противоположную – притягиваются. Если один из объектов заряжен, он будет провоцировать притягивание, создавая зеркальную копию заряда на нейтральных объектах.

Риск возникновения пожара

Риск возникновения пожара не является общей для всех производств проблемой. Но вероятность возгорания очень велика на полиграфических и других предприятиях, где используются легковоспламеняющиеся растворители.
В опасных зонах наиболее распространенными источниками возгорания являются незаземленное оборудование и подвижные проводники. Если на операторе, находящемся в опасной зоне, надета спортивная обувь или туфли на токонепроводящей подошве, существует риск, что его тело будет генерировать заряд, способный спровоцировать возгорание растворителей. Незаземленные проводящие детали машин также представляют опасность. Все, что находится в опасной зоне должно быть хорошо заземлено.

Нижеследующая информация дает краткое пояснение способности статического разряда провоцировать возгорание в легковоспламеняющихся средах.

Способность разряда провоцировать возгорание зависит от многих переменных факторов:

• типа разряда;
• мощности разряда;
• источника разряда;
• энергии разряда;
• наличия легковоспламеняющейся среды (растворителей в газовой фазе, пыли или горючих жидкостей);
• минимальной энергии воспламенения (МЭВ) легковоспламеняющейся среды.

Типы разряда

Существует три основных типа – искровой, кистевой и скользящий кистевой разряды. Коронный разряд в данном случае во внимание не принимается, т. к. он отличается невысокой энергией и происходит достаточно медленно. Коронный разряд чаще всего неопасен, его следует учитывать только в зонах очень высокой пожаро- и взрывоопасности.

Искровой разряд

В основном он исходит от умеренно проводящего, электрически изолированного объекта. Это может быть тело человека, деталь машины или инструмент. Предполагается, что вся энергия заряда рассеивается в момент искрения. Если энергия выше МЭВ паров растворителя, может произойти воспламенение.
Энергия искры рассчитывается следующим образом: Е (в Джоулях) = ½ С U2.

Кистевой разряд

Кистевой разряд возникает, когда заостренные части деталей оборудования концентрируют заряд на поверхностях диэлектрических материалов, изоляционные свойства которых приводят к его накоплению. Кистевой разряд отличается более низкой энергией по сравнению с искровым и, соответственно, представляет меньшую опасность в отношении воспламенения.

Скользящий кистевой разряд

Скользящий кистевой разряд происходит на листовых или рулонных синтетических материалах с высоким удельным сопротивлением, имеющих повышенную плотность заряда и разную полярность зарядов с каждой стороны полотна. Такое явление может быть спровоцировано трением или распылением порошкового покрытия. Эффект сравним с разрядкой плоского конденсатора и может представлять такую же опасность, как искровой разряд.

Источник и энергия разряда

Величина и геометрия распределения заряда являются важными факторами. Чем больше объем тела, тем больше энергии оно содержит. Острые углы повышают мощность поля и поддерживают разряды.

Мощность разряда

Если объект, имеющий энергию, не очень хорошо проводит электрический ток, например, человеческое тело, сопротивление объекта будет ослаблять разряд и понижать опасность. Для человеческого тела существует эмпирическое правило: считать, что любые растворители с внутренней минимальной энергией воспламенения менее 100 мДж могут воспламениться несмотря на то, что энергия, содержащаяся в теле, может быть выше в 2 – 3 раза.

Минимальная энергия воспламенения МЭВ

Минимальная энергия воспламенения растворителей и их концентрация в опасной зоне являются очень важными факторами. Если минимальная энергия воспламенения ниже энергии разряда, возникает риск возгорания.

Электропоражение

Вопросу риска статического удара в условиях промышленного предприятия уделяется все больше внимания. Это связано с существенным повышением требований к гигиене и безопасности труда.
Электропоражение, спровоцированное статическим электричеством, в принципе не представляет особой опасности. Оно просто неприятно и часто вызывает резкую реакцию.
Существуют две общие причины статического удара:

Наведенный заряд

Если человек находится в электрическом поле и держится за заряженный объект, например, за намоточную бобину для пленки, возможно, что его тело зарядится.

Заряд остается в теле оператора, если он находится в обуви на изолирующей подошве, до того момента, пока он не дотронется до заземленного оборудования. Заряд стекает на землю и поражает человека. Такое происходит и в случае, когда оператор дотрагивается до заряженных объектов или материалов – из-за изолирующей обуви заряд накапливается в теле. Когда оператор трогает металлические детали оборудования, заряд может стечь и спровоцировать электроудар.

При перемещении людей по синтетическим ковровым покрытиям порождается статический заряд при контакте между ковром и обувью. Электроудары, которые получают водители, покидая свою машину, провоцируются зарядом, возникшим между сиденьем и их одеждой в момент подъема. Решение этой проблемы – дотронуться до металлической детали автомобиля, например, до рамы дверного проема, до момента подъема с сиденья. Это позволяет заряду безопасно стекать на землю через кузов автомобиля и его шины.

Электропоражение, спровоцированное оборудованием

Такой электроудар возможен, хотя происходит значительно реже, чем поражение, спровоцированное материалом.
Если намоточная бобина имеет значительный заряд, случается, что пальцы оператора концентрируют заряд до такой степени, что он достигает точки пробоя и происходит разряд. Помимо этого, если металлический незаземленный объект находится в электрическом поле, он может зарядиться наведенным зарядом. По причине того, что металлический объект является токопроводящим, подвижный заряд разрядится в человека, который дотрагивается до объекта.

Татьяна Дементьева
инженер-технолог

Статья подготовлена на основе материалов компании Fraser-antistatic (Великобритания)

Оно может возникать на изолированных проводниках, на поверхности или в объеме диэлектриков.

Трение, возникающее при соприкосновении двух веществ разного рода, ведет к электризации диэлектриков. Это происходит из-за различных молекулярных и атомных сил. Можно сказать, что статическое электричество получается при нарушении их равновесия благодаря приобретению или потере электрона.

Объяснить этот процесс очень просто. Состояние равновесия атома достигается при наличии одинакового числа протонов и электронов. Перемещаясь от одного атома к другому, электроны формируют положительные и отрицательные ионы. При их дисбалансе и возникает статическое электричество.

Протоны и электроны имеют одинаковый электрический заряд, но с разной полярностью. Он измеряется в кулонах и определяет количество электричества, которое проходит за 1 сек. в поперечном сечении проводника. Статический заряд прямо пропорционален числу неустойчивых ионов, то есть дефициту или избытку электронов.

Статическое электричество способно генерироваться. Это происходит за счет отсутствия у положительного иона одного электрона, вследствие чего он может принимать от отрицательной частицы свободный электрон. В свою очередь отрицательный ион может представлять собой атом либо молекулу, обладающую большим количеством электронов. В этих случаях имеется один электрон, который способен нейтрализовать положительный заряд.

Основными причинами, влекущими за собой возникновение статического электричества, являются:

• отдаление или контакт двух материалов;
• быстрые температурные перепады;
• УФ-излучение, радиация, сильные электрические поля, ;
• операции, производимые путем нарезания (раскроечные станки или бумагорезальные машины);
• наведение, то есть возникновение электрического поля, вызванного статическим зарядом.

Явление, называемое статическим электричеством, встречается повсеместно в быту. Электростатический разряд происходит при очень высоких показателях напряжения, но при низких токах. При этом не возникает опасности для человека.

Несмотря на это, защита от статического электричества необходима, так как оно может быть опасным для многих элементов электроприборов. От него очень часто страдают транзисторы, микропроцессоры, схемы и т.д. Работая с радиоэлектронными компонентами, необходимо принимать меры и предотвращать накопление статического заряда.

Прямая опасность существует при молниях, возникающих в процессе образования грозовых облаков. Облака вследствие движения воздушных потоков, которые насыщены водными парами, могут образовывать Также такие разряды часто возникают между заряженными облаками и землей. В этом случае нужна защита от статического электричества в виде молниеотводов. Они способны провести разряд прямиком в землю. Кроме молний, грозовое облако создает опасные электрические потенциалы на изолированных предметах из металла из-за процесса

Легкие получаемые в результате различных проявлений статического электричества, с первого взгляда безобидны, но это далеко не так. Это явление может скрывать в себе большую опасность, так как возникающая искра способна вызывать возгорание. Статическое электричество и защита от него - это два понятия, которые должны быть известны каждому, так как из-за незнания случаются порой серьезные неприятности.

В быту и на производстве необходимо предупреждать возникновение такой разновидности электричества. Для этого следует проводить регулярно Легковоспламеняющиеся жидкости - это еще одна серьезная угроза. Ими необходимо пользоваться в хорошо проветриваемых местах, что позволяет частично предотвратить статическое электричество (и защита от него в таком случае вам почти гарантирована). Используйте в процессе работы с такими жидкостями натуральную одежду, заземление вращающихся механизмов и только металлическую тару для хранения жидкостей, способных быстро воспламеняться.