Если электрические заряды свободно перемещаются по проводнику, это называется электрическим током. Если они останавливаются без движения, начинают накапливаться на чем-либо, следует говорить о статическом электричестве. В соответствии с ГОСТом, статикой называют совокупность возникновения, сохранения и свободного накопления электрического заряда на внешней поверхности диэлектризованных материалов или на изоляторах.
Статическое электричество – это накопление электрических зарядов
Что это такое
Со статическим электричеством знакомы все люди. Это совокупность явлений, которые связаны с возникновением, сохранением и свободного накопления электрического заряда. Последний возникает на поверхности диэлектрика, который плохо проводит ток, или на изолированным проводнике, не имеющим доступ к постоянному току.
В Быту со статическим электричеством сталкивались все
Появление статического электричества связано с отсутствием перемещения заряда. Свободно передвигающиеся по проводнику электрические заряды являются электрический током. Если же эти заряды останавливаются в одном месте, это называется статическим электричеством.
В любом веществе положительные и отрицательные частицы атомов находятся в равновесии, их количество равно. При этом отрицательно заряженные электроны могут перемещаться между атомами, формирую положительный или отрицательный заряд. Это способствует формированию статического нестабильного электрического поля.
Статика неприятна, но не опасна
Важно! О статическом электричестве, его возникновении и способах защиты сказано в ГОСТе 17.1.018-79.
История изучения явления
Ах, какие это были эффектные и увлекательные опыты! Как восхитительно вскрикивали и бледнели дамы, когда преисполненные важности ученые демонстраторы извлекали из разряженных кавалеров длинные голубовато-фиолетовые искры, когда простым поднесением руки они воспламеняли спирт и горстки пороха, когда несколько десятков кавалеров, взявшихся за руки, получали ошеломляющий удар, стоило только двум крайним прикоснуться к внешне безобидной стеклянной банке…
Все эти поразительные эффекты вызывались до смешного простыми средствами: стеклянной палочкой, натертой сухим мехом, вращающимися стеклянными шарами и цилиндрами, трущимися о ладони человека, изолированного от пола. Всеобщее увлечение электричеством от трения во второй половине XVIII века можно сравнить лишь с энтузиазмом, за сто лет до этого вызванным открытием атмосферного давления.
Согласно определению, статическое электричество как эффект – опасное явление, угрожающее здоровью и практической деятельности любого человека. Чтобы осмыслить и понять его природу, следует вспомнить, что все известные вещества состоят из молекул, а последние из мельчайших частичек, называемых атомами. В их центре находится ядро с протонами и нейтронами, а вокруг него по различным орбитам вращаются группы электронов. Суммарный заряд этих частиц соответствует тому же показателю для протонов, поэтому атом в целом нейтрален.
Даже самые трезвые ученые поддались всеобщему опьянению. Как некогда пытались свести все к действию атмосферного давления, так теперь ухитрялись проявление электричества увидеть и во вращении планет вокруг Солнца, и в возникновении землетрясении, и в течении многих болезней. Не случайно 1750 — 1780-е годы вошли в историю физики как «период электричества от трения».
Изображение атома
Конец этому периоду положило «создание прибора, который по своим действиям сходен с лейденской банкой… но который, однако, действует непрерывно, то есть его заряд после каждого разряда восстанавливается сам собой». Так в 1799 году А. Вольта описывал свою электрическую батарею — великое изобретение, резко изменившее весь ход электрических исследований.
Вольтов столб, давший возможность получать сравнительно большие токи при невысоких напряжениях, сосредоточил внимание ученых на магнитных, механических и тепловых действиях электрического тока, которые к концу XIX века уже лежали в основе всей электротехники. Но лишь в XX веке начал возрождаться интерес к некогда заброшенному «электричеству от трения». И причиной этого возрождения стало важное изобретение, сделанное на рубеже столетий, — коронный разряд …
Как получить
В домашних условиях получить статическое электричество несложно:
- Необходимо надеть сухие чистые носки из шерсти (желательно предварительно нагреть их на батарее) и пройти по нейлоновому ковру, не отрывая ног. Сильно шаркать не стоит, так как разрядка произойдет быстрее, чем нужно. Для получения заряда необходимо прикоснуться к металлическому предмету или человеку;
Проще всего пошаркать ногами в носках по ковру
Важно! При проверке не стоит касаться электроники, так как заряд может повредить чипам — статистически эта причина почти 40% поломок .
Вам это будет интересно Особенности ШДУП У4
- Необходимо взять воздушный шарик (не из фольги) и надуть его. Затем взять шерстяной предмет и потереть шарик 10 секунд. Также можно приложить шарик к голове и потереть о волосы. Для проверки нужно поднести шарик к пустой алюминиевой банке, лежащей на боку: если она начала откатываться, заряд скопился. Для разрядки нужно потереть шарик о металл несколько секунд;
- Для более наглядной демонстрации и проверки заряда можно сделать специальный электроскоп. Потребуется взять стакан из вспененного полистирола, проделать в нижней части 2 отверстия и продеть через них трубочку так, чтобы оба ее конца находились снаружи. К верхнему краю нужно прикрепить при помощи скотча 4 небольших глиняных шарика на равном расстоянии друг от друга, перевернуть стакан и поставить вверх дном в центр алюминиевого противня. Далее нужно взять кусочек алюминия и скатать из него шарик, отрезать нитку (ее длина должна быть в 2-3 раза больше, чем высота от края соломинки до противня) и привязать к ней шарик. Второй конец нужно привязать к обоим концам трубочки, поправить последнюю так, чтобы алюминиевый шарик свисал почти до противня, но не прикасался к нему. Если поднести к шарику заряженный шарик, шарик потянется за ним.
Еще один способ — потереть надутый шарик о волосы
Причины возникновения
На молекулярном уровне напряжение возникает при столкновении поверхностей из разных материалов, когда ионы и электроны с поверхностей начинают перераспределяться. Чем больше площади поверхностей и прилагаемые усилия, тем выше степень электризации.
Главная причина возникновения заряда — трение
Существует несколько причин возникновения и накапливания электростатического напряжения:
- Контакт (трение, наматывание, разматывание) 2 различных материалов с последующим отдалением: например, трение шерстяной ткани о резиновый шарик;
- Резкие перепады температур;
- Сухой воздух: при влажности более 80% статическое электричество не образуется, так как вода хорошо проводит ток;
- Наличие радиации, рентгеновских лучей или УФ-излучения;
- Образуется заряд и при работе некоторых бумажных станков: при раскрое или резке;
- Статика может возникнуть перед или во время грозы. Разряд возникает между 2 облаками или между облаком и землей, при попадании молнии в громоотвод электричество уходит в почву.
Вам это будет интересно Особенности измерения освещенности в люксах
Наглядный пример статического напряжения — гроза
Методы защиты от воздействия электростатического заряда
Для защиты сотрудников используются методы, перечисленные в соответствующих ГОСТах. Особенно важно обеспечить надежную защиту на производствах, где используются взрывоопасные материалы. Ведь статическое электричество может стать причиной возникновения искрового разряда, и вскоре после этого погасить огонь уже будет сложно.
Поэтому особое внимание уделяется нейтрализации электростатических зарядов на теле человека. Используемые при этом одежда и материалы служат защитой, и при этом их подбирают так, чтобы они соответствовали ГОСТу, в котором, в частности сказано, что рабочие халаты из синтетической ткани могут быстро заряжаться до потенциала в 15 кВ, а через тело человека, одетого в такой халат, будет проходить 3 мкА. Поэтому чаще для одежды используются натуральные или смесовые ткани. На некоторых производствах используются дополнительные средства защиты – это специальные заземленные кольца и браслеты, другие устройства для защиты рук. Их сопротивление указано в документации – оно должно соответствовать нормативному.
Какая опасность статического напряжения
Главная опасность заключается в неконтролируемом ударе током. В быту это практически неопасно: например, при снятии шерстяного свитера человека ударит током, но сила этого заряда будет крайне мала.
При длительном нахождении в электрическом поле повышенной напряженности у человека могут начаться проблемы со здоровьем: головные боли, нарушение сна, раздражительность, нарушение работы сердечно-сосудистой и нервной систем.
Достаточно сильный разряд может привести к пожару
Намного выше опасность статического напряжения на производстве и при перевозке легковоспламеняемых веществ: при сильном разряде они могут взорваться или загореться. Например, в вентиляции и вытяжке может скопиться пыль из диэлектрического материала, который легко вспыхивает и разгорается из-за постоянной подачи воздуха. При перевозке электричество может скапливаться при перекачке или сливе жидкостей, даже за счет плескания при езде.
Важно! В домашних условиях полезно «заземляться», например, ходить босиком.
Страница не найдена
A
Arcotec (Германия) –
станции коронации
ADSI (США) – цифровые печатные машины
Airtrim(США) –
системы удаления облоя
Allison System Corporation (США) – пластиковый ракель и композитный ракель для флексопечати
Airmat (Франция) – пневматические валы и муфты
Araytech (Франция) – УФ-сушки и УФ-лампы
Aeroterm (Чехия) -УФ-сушки для лакировальных машин и УФ
AB Kelva (Швеция) – системы очистки печатного полотна, липкие и полимерные валики
AkeBoose (Швеция) –
камерно-ракельные системы
B
Bar Graphic Machinery Ltd (Великобритания) – машины для перемотки, инспекции и высечки этикеточных материалов
Bilstein (Германия) – ножи для продольной резки
Bruno Unger GmbH (Германия) – ракельное полотно, ножи продольной резки, ножи для резки
BST (Германия) – системы инспекции и видеоконтроля за печатными процессами
C
Caresonic™ (Великобритания) –
ультразвуковые системы очистки
Cheshire Anilox Technology (Великобритания) – растровые валы и растровые гильзы
Convertech (Индия) –
ракельное полотно
D
Durham Duplex (Великобритания)
– производственные ножи и лезвия
Dienes (Германия)
– ножи продольной резки
Double Ju International Ltd (Германия)
– производство устройств для подъёма, переворота и опрокидывания рулонов
DPL Industri (Дания) –
УФ-сушки и комплектующие к УФ-сушкам
F
Fife Tidland (Германия) – пневматические валы
FST (Германия)
– формные валы, магнитные валы, цилиндры горячего тиснения
Ferrarini & Benelli srl (Италия) – станции коронации
Flexocleaners.com (США) – средства очистки для анилоксов и печатных машин
G
GEW (Великобритания) – УФ-лампы, комплектующие к УФ-лампам, УФ-сушки
H
Hunkeler Systeme AG (Швейцария) – прессы для бумажных отходов
K
Kampf (Германия) – лезвия и ножи для бобинорезок
Karl Wenk GmbH (Германия) – валы тиснения
M
Mendel RG-Systems GmbH (Германия)
– машины для высечки и тиснения материалов, валы тиснения, штампы для высечки платинок
Metacod AG (Швейцария) – ножи для перфорации пластиковых и алюминиевых пробок
P
Perfecta (Германия) – запасные части и ножи
Polywest Kunststofftechnik (Германия) –
формные гильзы
Pizzolato S.r.l. (Италия) – флаторезательные машины (флаторезки)
R
RK Print (Великобритания) – пробопечатный инструмент и пробопечатное оборудование
RotoMetrics (Германия) – формные валы, магнитные валы
S
Spilker (Германия) –
формные валы, магнитные валы
Sigloch Kolbus (Германия) – запасные части для переплётно-брошюровочных машин
Soma (Чехия) –
производство печатных машин, ламинаторов, вырубных автоматов.
T
Teknek (Великобритания) –
системы очистки печатного полотна
Tectonic (Великобритания) –
системы видеоинспекции и оборудование для монтажа клише
Tandler (Германия) – редукторы для печатных машин
TECHNI FORM (Франция) –
высекальные пластины
TOOL-TEMP AG (Швейцария) –
нагревательные шкафы
U
uv-technik meyer gmbh (Германия) –
УФ-сушки, УФ-лампы, комплектующие к УФ-сушкам
V
Vetaphone (Дания) –
системы коронирования
W
Westland (Германия) –
печатные валы для офсетных машин
Weinert & Fisher (Германия) –
запасные части
Western Quartz (США) –
УФ-лампы
Y
Yamada (Япония)
– пневматические насосы.
Ф
Флексо-Сервис (Россия) –
сальниковые уплотнители (торцевые заглушки), ограничители для ламинатора, фторопластовые ракельные ножи, расходные материалы для флексографии
Меры безопасности
В бытовых условиях защититься от статики можно при помощи следующих мер:
- Увлажнять воздух и каждый день проветривать комнаты;
- Регулярно проводить влажную уборку, чтобы уменьшить количество пыли, и использовать специальные антистатические щетки;
Использование щетки позволяет снять скопившееся напряжение
- По возможности использовать мебель из материалов, снимающих статику: специальный линолеум, дерево;
- Не гладить животных при слишком сухом воздухе, расчесываться деревянными или металлическими щетками — пластик сильно электризуется;
- Использовать для одежды антистатические спреи, шерстяные вещи снимать медленно для уменьшения трения;
- На днище автомобиля необходимо наклеить антистатическую полосу для снижения образования статики.
На производстве снизить электростатическое напряжение можно, уменьшив скорость работы, используя специальные материалы и заземление. Также по ГОСТу энергия накопления заряда на поверхности предметов не должна превышать 40% от наименьшей энергии загорания.
На производстве должны быть приняты меры предосторожности
Статическое электричество многие считают неопасным, хоть и не особо приятным. Однако все зависит от силы заряда: в промышленности или при перевозке большого количества горючих жидкостей накопившийся разряд может быть очень сильным и привести к пожару.
Вам это будет интересно Определение тока короткого замыкания
Какие средства защиты используются
В этой сфере действуют достаточно жесткие правила. Методы снятия статики регламентируются различными документами, в том числе различными ГОСТами. Средства защиты от статики перечислены в ГОСТ 12.4.124 83. Там, в частности, отмечено, что все защитные средства могут быть групповыми и индивидуальными. Руководство предприятия должно обеспечить своих сотрудников всеми средствами защиты, предусмотренными в нормативных документах.
Групповые средства защиты – это:
- заземление;
- нейтрализаторы;
- увлажняющие устройства;
- антиэлектростатические вещества;
- защитные экраны.
Заземление выполняется для всех видов оборудования, также на предприятии организуют зоны заземления и рабочие площадки соответствующего типа. Заземление должно быть и у других предметов, включая ручки дверей или лестничные поручни. Экранизирующие устройства также должны быть заземлены.
Нейтрализаторы бывают разного типа – индукционного, высоковольтного, лучевого и т.д. Набольшей популярностью пользуются ионизирующие устройства типа воздушных пистолетов и блоков питания. Их характеристики подбираются для каждого конкретного случая. Увлажняющие устройства препятствуют пересушиванию воздуха, то есть в этом случае просто не создается условий для возникновения заряда.
Антиэлектростатические вещества обычно выпускают в виде жидкостей для обработки поверхности материалов. Тем же ГОСТом установлены требования к предельной концентрации таких веществ на производстве.
К индивидуальным средствам защиты относятся спецодежда и обувь с токопроводящей подошвой, которые будут рассмотрены ниже.
