Statik elektrik voltajı. Statik stres. statik elektrik nedir

Statik elektrik altında, dielektriklerin veya izole edilmiş iletken cisimlerin yüzeyinde elektrik yüklerinin oluşumu ve bunların çeşitli tezahürleri ile ilgili bir dizi fenomen kastedilmektedir. Statik elektriğin oluşumu, birçok faktöre bağlı olan çok karmaşık süreçlere dayanmaktadır. Şu anda, statik elektrifikasyonu açıklayan tek bir teori yok, ancak bir takım hipotezler var. Bunların ortak noktası, elektriklenme sırasında, doğrudan bir statik yük kaynağı olarak hizmet eden bir çift elektrik katmanının oluşturulmasıdır (L. Loeb, 1963).

En yaygın olanı, maddenin temaslı elektriklenmesi hipotezidir. Bu hipoteze göre, temas yüzeyindeki atomik ve moleküler kuvvetlerin dengesizliği nedeniyle iki farklı madde temas ettiğinde elektriklenme meydana gelir. Bu durumda, maddenin elektronlarının veya iyonlarının yeniden dağıtılması ve zıt işaretli çift elektrik katmanının (her yüzeyde bir tane) oluşumu meydana gelir. Böyle bir elektrifikasyon, bir metal bir yarı iletken veya dielektrik, kauçuklar ve diğer cisimlerle temas ettiğinde gözlemlenir (J. Staroba, J. Shimorda, 1960). Temas potansiyeli farkının değeri aynı değildir ve temas eden yüzeylerin dielektrik özelliklerine, yüzeyin durumuna, aralarındaki basınca ve ayrıca nem ve sıcaklığa bağlıdır. Yüzeyler ayrıldığında, her yüzey yükünü korur.

Diğer hipotezlere göre, statik elektrifikasyon, çarpma ve ayrılma etkisi fenomenlerinden kaynaklanır; elektrik dipolleri içeren nötr moleküllerin yüzey yönelimi; sürtünme sırasında piezoelektrik olaylar, temas yüzeylerinde elektrolit oluşumu ve diğer işlemler. Dielektrik sabiti farklı olan bitişik malzemelerin yüzeyinde elektrik yüklerinin biriktiği deneysel olarak tespit edilmiştir. Dielektrik sabiti daha büyük olan bir malzemenin yüzeyinde pozitif yükler birikir. Yüksüz, elektriksel olarak nötr bir cisim, aynı anda iki zıt türden yükün eşit miktarlarda bulunması anlamına gelir.

Gövdelerdeki elektrik yüklerinin görünümüne, birbirleriyle etkileşime girdikleri statik bir elektrik alanının (SEF) görünümü eşlik eder. Negatif elektrifikasyon, yani bir polimerdeki elektron fazlalığı, moleküllerdeki elektronların hareketliliğine ve bunların hacimde yeniden dağılımına neden olamaz. Fazla serbest elektronlar nedeniyle, pozitif yüklü parçacıkların etkileşiminde bir azalma ile ek kimyasal bağlar oluşabilir ve çeşitli kimyasal reaksiyonlar meydana gelebilir.

AT son yıllar var geniş uygulama günlük yaşamda ve teknolojinin çeşitli dallarında, sentetik polimerler. Bunlar giysiler, iç çamaşırları, ayakkabılar, plastik kaplamalar, lateks ve polivinil klorür kilimler, polietilen tabaklar, araba gövdeleri, gemiler, uçaklar ve çeşitli ekipmanlardır. Sentetik polimerler, yüzeyinde bir elektrik yükünün biriktiği bir dielektriktir. Kişi, elektrik yüklerinin vücudunda dağıldığının farkında olmayabilir, ancak birikmiş çok fazla yük varsa, örneğin bir su musluğu veya buhar radyatörü gibi metal bir nesneye dokunarak onların varlığını hissedebilir. Bu durumda, bir kişi elektrik çarpması hissedecektir.

Elektriklenme özellikle sentetik tabanlı lastik ayakkabılar lastik paletler, plastik zemin kaplamaları ile temas ettiğinde ve giysiler vücuda sürttüğünde güçlüdür (K.A. Rapoport, 1965). Çeşitli üretim işlemleri yapılırken veya halı üzerinde yürürken insan vücudunun yüzeyinde 10-15 kV'a kadar elektrik yükleri oluşabilir. Sentetik kumaşlardan yapılmış bazı giysi türlerinde, büyük statik elektrik yükleri de ortaya çıkar - yaklaşık 3000-5000 V / cm.

Kimyasal, tekstil, baskı ve diğer birçok endüstride, ekipmanın yüzeyinde dinamik bir etkileşimin (karıştırma, püskürtme, borular arasında hareket etme, "kırma, ayırma, dielektrik malzemelerin mekanik işlenmesi vb.) olduğu herhangi bir teknolojik işlemde. ve işlenmiş malzeme oluşur bu durumda ortaya çıkan elektrik yükleri akış üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. üretim süreci ve ürün kalitesi.

Elektrik yükleri neden olur karşılıklı itme benzer şekilde yüklü iplikler, birbirine yapışan kağıt, dielektrik film. Sentetik malzemelerin üretimi, işlenmesi, paketlenmesi ve taşınması sürecinde önemli zorluklar yaratılmaktadır.

Bazı durumlarda, yükler hızla toprağa akar, dağılır ve nötralize edilir, diğerlerinde ise ekipmanın ayrı elemanlarında birikir. Bu durumda, elektrik deşarjlarına neden olan yüksek voltajlı ESS'ler oluşturulur. Yanıcı ve parlayıcı sıvıların, yanıcı gazların ve tozların kullanımıyla ilişkili patlayıcı endüstrilerde, statik elektriğin kıvılcım deşarjları patlamalara ve yangınlara neden olarak önemli hasarlara, yaralanmalara veya can kayıplarına neden olabilir.

Kıvılcım deşarj mekanizması, atmosferik elektrik olgusuna benzer. Yıldırımdan milyonlarca kat daha küçük bir enerjiye sahip olan statik elektrik deşarjları, endüstriyel işlemlerde oluşan veya mevcut olan herhangi bir yanıcı karışımı ateşe verebilir.

Yanıcı ortamların kullanıldığı yerlerde, statik elektrik boşalmalarından kaynaklanan gerçek tutuşma tehlikesi bir kişidir. Sürekli yüklü ekipman veya malzeme ile temas halindeyken veya plastik zeminlerde yürürken insan vücudu iyi bir iletken olduğundan elektrostatik yükler biriktirir. İnsan vücudu ile çevredeki nesneler arasındaki potansiyel fark, on binlerce volt gibi büyük değerlere ulaşabilir. Ve böyle bir elektriklenmiş kişi metal topraklanmış yapılara yaklaşır yaklaşmaz bir kıvılcım boşalması meydana gelir.

200 pF'lik bir kişinin ortalama elektrik kapasitansı ve 10.000 V'luk toprağa göre vücut potansiyeli ile, deşarj enerjisi 10 mJ olacaktır. Bu, bir dizi patlayıcının yanı sıra buhar ve gaz-hava yanıcı karışımları tutuşturmak veya patlatmak için gereken enerjiden birçok kat daha fazladır. Örneğin, bir termal darbeye en duyarlı olan hidrojen, metan veya benzenden oluşan hava karışımlarının tutuşması için, sırasıyla 0.02, 0.33, 0.55 mJ olmak üzere bir kıvılcım deşarjının enerjisi gereklidir.

Dökme ürünlerin veya sıvıların polimerik malzemelerden yapılmış boru hatları ile taşınması sırasında da statik elektrik ve patlamalar gözlemlenebilir. Bir sıvının hareketi sırasında yüklerin görünümü, sıvı ve katı fazlar arasındaki arayüzde bir çift elektrik katmanının oluştuğunu varsayan bir hipotezle açıklanır. Bir sıvının hacmi içinde yer alan herhangi bir molekül, moleküllerin yanından van der Waals ve Coulomb kuvvetlerinin etkisine maruz kalır. Bu durumda, tüm kuvvetlerin etkisi karşılıklı olarak dengelenirken, sınır tabakasında bulunan moleküller, ara yüze doğru yönlendirilen dengesiz kuvvetlerden etkilenerek bir kuvvet ve elektrik alanı oluşturur. Bu alana yönlendirilen moleküller bir çift elektrik katmanı oluşturur - negatif yüklü parçacıklar sıvı katmanın dışında bulunur, pozitif yüklü parçacıklar içeridedir.

Sıvı hareket ettiğinde gözlemlendiği gibi, çift tabakada bir dengesizlik olması durumunda, boru hatlarının ve sıvının yüzeylerinin zıt işaretin elektrikle yüklendiği bir sonucu olarak, yükler arasında uzamsal bir ayrım vardır. Ortaya çıkan elektrik yükünün büyüklüğü, sıvı akış hızı, borunun pürüzlülüğü ve uzunluğu ile ters orantılı olarak artar. Artan dinamik direncin olduğu yerlerde, yani sıvı çıkışında, dönüşlerde, daralmalarda, genişlemelerde vb. Büyük yük birikimleri not edilir.

Deneyler, tehlikeli potansiyel birikimini önlemek için, 10-10 ohm mertebesinde yüksek bir elektrik direncine sahip yanıcı sıvıların boru hatları yoluyla taşıma hızının 1 m/s'yi geçmemesi gerektiğini göstermiştir. Aseton için akış hızı 10 m/s'yi geçmemelidir.

Statik elektriğin boşalması insan yaşamı için ölümcül bir tehdit oluşturmaz: bunlar ya kısa sürelidir ya da düşük akımlardır. Bununla birlikte, insan vücudu üzerinde fizyolojik bir etkiye sahiptirler. Statik elektriğin sık boşalması, işçiler arasında gerginliğe neden olur, bu da bazen teknolojik rejimlerin ihlaline, emek verimliliğinde azalmaya yol açar. Elektrik çarpmalarının neden olduğu kas reaksiyonunun bir sonucu olarak, ekipmanın hareketli ve kötü korunan parçalarından kaynaklanan mekanik yaralanmalar mümkündür. Statik elektrik deşarjından darbeler alırken yüksekten düşen insanlar olmuştur.

Sentetik malzemeler üzerinde statik elektrik oluşumu, yüzeylerinin hızla kirlenmesine neden olur. Bu bağlamda, mobilya, aydınlatma armatürleri, plastikten yapılmış ev eşyaları vb.

Sentetik elyaf giysilerin kirlenmesinin pamuklu giysilere göre 300-500 kat daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Sentetik kumaştan yapılmış bu tür giysiler giyildiğinde, bir insanda mikro iklim hızla bozulur, bunun sonucunda cilt solunumu, ısı transferi vb.

Sentetik malzemelerin elektrifikasyonu, bileşen bileşenlerinin daha yoğun bir şekilde salınmasına katkıda bulunur (V. A. Tsendrovskaya, A. M. Shevchenko, 1969) ve kimyasal yıkım oranını arttırır. Polimerlerin yüzeyinde oluşan statik elektrik tehlikesi, onlardan salınan, potansiyel kazanan uçucu toksik maddelerin vücuda daha kolay nüfuz etmesi gerçeğinde de yatmaktadır.

Birçok ülkedeki bilim adamları artık elektrifikasyonla mücadele sorunuyla meşguller. Ancak her elektrifikasyonun yok edilmesi gerekmediği ortaya çıktı. Bu nedenle, Dünya'nın SEP'i organizmanın hayati aktivitesini sürekli olarak etkiler, ancak bir kişinin bu alandan izolasyonu, refahını olumsuz yönde etkileyecektir. Bir örnek, bazı insanların tamamen metal vagonlarda ve uçaklarda seyahat ederken, Dünya'nın EPS'si metal bir kasa ile tarandığında kötü sağlık durumudur (Yu. Morozov, 1969).

Doğal koşullarda elektrostatik yükleri ölçmek için, kullanımı sentetik malzemenin türüne ve çevreye bağlı olan çeşitli ölçüm cihazları kullanılır. Polimerik malzemeler üzerinde biriken potansiyelin büyüklüğünü ölçmek için, laboratuarda ana faktörleri - sürtünme hızı, malzeme numuneleri üzerindeki yük - simüle eden bir cihaz oluşturuldu (K. I. Stankevich, V. A. Tsendrovskaya, 1970).

Polimerik malzemelerin elektrifikasyon derecesi büyük ölçüde şunlara bağlıdır: kimyasal bileşim ve elektriksel olarak iletken özellikler. Örneğin, lateks reçinesi üzerindeki polivinil klorür (PVC) levhaların elektrifikasyonu, süspansiyon reçinesine göre 20 kattan daha azdır. Lateks ve süspansiyon reçinelerinin karışımından yapılan PVC levhalar, düşük derecede elektrifikasyona sahiptir. En az elektriklenen plastikler, hidrofilik özelliklere sahip dolgu maddelerine sahiptir.

Nem, polimerik malzemelerin elektrifikasyonu üzerinde önemli bir etkiye sahiptir (Şekil 1). %60-80 nemde şarj değeri 2-3 kat azalır. %80 nemde, malzemenin yüzeyde statik elektrik yükleri biriktirme yeteneğinin kaybolmasına neden olan monomoleküler bir katman oluşur. Havadaki nem içeriğinin azaltılması, polimer malzemenin iletkenliğinde bir artışa yol açar.

Malzemenin yüzeyinde adsorbe edilen su, ortamın nemi değiştiğinde desorbe olur ve numune birkaç ay boyunca dielektrik özelliklerini korur. Bununla birlikte, havada uzun süre depolandığında, plastiklerin statik elektrik yüklerini biriktirme yeteneği azalır. Bu yıkıcı değişikliklerden kaynaklanıyor gibi görünüyor

Pirinç. bir.

Çevredeki havanın neminden polimerler üzerinde birikir.

Pirinç. 2.

Polimerler üzerinde, bağıl nemde birikmiştir: A - %30, B, C-50%, D, D - %60. malzeme sadece suyun değil, aynı zamanda diğer çevresel faktörlerin de etkisi altındadır.

Polimer malzeme üzerinde biriken yükün büyüklüğü ile ortam sıcaklığı arasında da belirli bir matematiksel ilişki vardır (Şekil 2). Yükün sıcaklığa bağımlılığı terstir - aynı nemde sıcaklıkta bir azalma ile şarjda bir artış gözlenir. Bununla birlikte, sıcaklığın yükün büyüklüğü üzerindeki etkisi, nemden çok daha az belirgindir.

Naylon bazlı giysiler gibi bazı sentetik malzemeler için sıcaklığa bağımlılık aşağıdaki formülle ifade edilebilir (Capt James, 1963):

Q'nun yük miktarı olduğu yerde;

A ve B = sabit değerler;

T - hava sıcaklığı.

Uzak Kuzey koşullarında kıyafetleri incelerken, -45 ila 10 ° C arasındaki sıcaklıklarda elektrifikasyonu belirlemek için bu formülü kullanan hesaplamaların yapılabileceği doğrulandı. İki sıcaklık koşulları altında yüklerin büyüklüğünü bilerek, başka herhangi bir sıcaklıkta meydana gelen yükün büyüklüğünü hesaplamak mümkündür.

Zemin kaplamalarında kullanılan polimerlerden PVC linolyum ve levhalar en yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir. % 15-30 hava neminde, PVC linolyum zemin kaplamalarındaki yük yaklaşık 2000 V'a ulaşabilir. Bağıl hava nemi ve 20 ± 3 ° C sıcaklıkta, büyüklüğü bağlı olan kararlı bir statik elektrik alanı ortaya çıkar. elektrikli ekipmanın varlığı ve doğası hakkında. Parke zeminli odalarda zemin yüzeyine yakın ve insan vücudundaki alan şiddeti 50 V/cm'yi geçmez. Aynı zamanda, PVC muşamba ile kaplı zemin yüzeyinde çok sayıda ekipman bulunan odalarda, şarj birkaç on kilovolta ulaşır. Bu katlarda yürürken, işçilerin vücudunda 40 kV'a kadar ve daha fazla yük birikir. Relin, nitrolinolyum, kumaron plakaları daha düşük elektriksel özelliklere sahiptir.

SSCB'nin farklı iklim bölgelerinin doğal koşullarında polimerik malzemelerden yapılmış zemin kaplamalarının elektrifikasyonu çalışmaları, statik elektrik yükünün büyüklüğünün esas olarak 300-500 V/cm aralığında dalgalandığını göstermiştir. Bazen, bağlayıcı içeriği malzemenin toplam kütlesinin yaklaşık %50'si olan ithal plastiklerde, düşük hava neminde (%20-25) 1500-2000 V/cm'ye ulaşır. Atmosferik havanın düşük bağıl neminin (% 10-20) olduğu Kuzey Kutbu ve Kazakistan koşullarında, polimerik malzemelerden yapılmış zemin kaplamalarının elektrifikasyonunun onlarca kilovolta ulaştığı görüşü doğrulanmadı. Bunun nedeni, düşük bağıl nemin sadece açık atmosferde gözlenmesi, iç mekanlarda ise tüm iklim bölgelerinde dengelenmesidir.

Plastik zemin kaplamalı odalarda yaşayan nüfus üzerinde yapılan toplu bir ankette, statik elektriğin etkisiyle ilgili şikayetlerin çoğunlukla baş ağrısı, yorgunluk ve kalp bölgesinde ağrıya indirgendiği ortaya çıktı.

Plastik zemin kaplamalarını elektriklendirirken, ayakkabının tek malzemesinin görünümü esastır. 9 taban malzemesinden (VMSh, deri, BSh, BM, VM, vulkanit, w, deri elyafı, keçe) taban malzemesinden, PVC linolyumun %60 nemde en büyük elektrifikasyonuna VMSh deri ikamesi (1400 V) neden olur ve en küçük hissedilir (710 V) .

Sürtünme sırasında meydana gelen yükün büyüklüğü, yalnızca elektrostatik alanın etkisini hijyenik açıdan değerlendirmeyi değil, aynı zamanda potansiyel ile karşılaştırıldığında elektriklenme derecesini değerlendirmeyi de mümkün kılar. Potansiyelin değeri, bir voltmetre (kilovoltmetre) kullanılarak belirlenir ve kapasitansına bağlıdır. Bu nedenle, bir voltmetre ile kaydedilen aynı potansiyel değer, incelenen yüzeydeki farklı miktarda elektriğe karşılık gelir.

Polimerik malzemelerin elektrifikasyon seviyesi, zeminlerin, ekipmanların, çamaşırların yıkanmasından vb. 14 gün - 10-12 kez kurutmadan büyük ölçüde etkilenir. Bu nedenle, su ile tekrarlanan ve uzun süreli yüzey işleminden sonra çalışma koşulları altında, statik elektrik yüklerini biriktirme yetenekleri yaklaşık 10-12 kat azalır.

Malzemelerin yüzey direncinin, statik elektrifikasyon yeteneğini belirlediği bilinmektedir (L. Loeb, 1963). Çalışmalar, numunelerin kısa süreli ıslanıp 15 dakika havada kurutulmasından sonra yüzey direncinin 5-10 kat, bir gün kuruduktan sonra ise 1.5-3 kat azaldığını göstermiştir. Bu numuneler tekrar tekrar ıslanmaya tabi tutulursa, son ıslanmadan 10 gün sonra bile dielektrik özellikleri eski haline gelmez. Bunun nedeni muhtemelen numunelerin nemi büyük miktarlarda (kil, talk, barit, kireç tozu) adsorbe edebilen maddeler içermesidir. Numunelerin ıslatılması, tüm malzemede nemin emilmesine yol açar. İç katmanlardan desorpsiyon, yüzeyden çok daha yavaştır.

Polimerik malzemeler üzerinde statik elektrik birikim seviyesini etkileyen faktörlerden numune üzerindeki yük de not edilmelidir. Yük miktarı, yük ile doğru orantılıdır. Yükte 2 kat artış, şarjda 1.3-1.5 kat artışa neden olur.

Sentetik kumaşların elektriklenme seviyesi, iletkenlik ve sorpsiyon özelliklerinden önemli ölçüde etkilenir. Düşük iletkenlik ve sorpsiyon özelliklerine sahip malzemeler en yüksek elektriklenme özelliklerine sahiptir (E. X. Tsirin, 1973).

Elektriklenmiş dokular ile sorpsiyon özellikleri arasında açık bir ilişki vardır (Tablo 3).

Tablo Elektrikli tekstil malzemelerinin sorpsiyon özelliklerine bağımlılığı

Çözgü atölyesinde, işçilerin vücudundaki statik elektrik kaydedilmez ve ekipman üzerinde 1 kV'dir. Yaklaşık olarak aynı sınırlar içinde bir örgü fabrikasının üretim hattında statik elektrik değerleri belirlenir. en yüksek seviyeler bir yığın makinesinde, özellikle pamuklu ürünler (20-30 kV'a kadar), yarı yünlü (20 kV'a kadar), viskozlu ipek (30 kV'a kadar), naylon (yukarı) üretiminde statik elektrik birikir. 40 kV'a kadar).

Çeşitli teknolojik işlemlerde yer alan işçilerin elektrifikasyonu şu şekildedir: bir hav makinesinde çalışırken - 0,5 ila 2 kV (kumaş tipine bağlı olarak), bir kesme makinesinde - 1,5 ila 3 kV. Çözgülü örme atölyesi ve diğer alanlarda elektriklenme görülmemektedir.

Çok önemli ve acil bir görev, bir kişinin işte ve evde statik elektriğe maruz kalma olasılığını dışlayan veya azaltan önlemler geliştirmektir. Dielektriklerin elektrifikasyonunu azaltmak için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir: ortamın iyonlaşması, özel cihazların kurulumu - nötrleştiriciler ve malzemelerin iletkenliğinde artış. Bunların arasında en etkili olanı, bileşimlerine antistatik maddeler katarak polimerlerin iletkenliğini arttırmaktır. Bu maddeler, malzemenin yüzeyinde birikebilecek statik yükleri ortadan kaldırır, bu nedenle doğaları gereği hidrofilik veya iyonik olmalıdırlar.

Ülkemizin üretiminde antistatik ajanların kullanımı emekleme dönemindedir. Bileşimlerine antistatik maddeler eklenen polimerik malzemelerin ilk deneysel çalışmalarının sonuçları, bu yöntemin vaadini doğruladı. Yüzeye antistatik bir ajan uygulanması malzemenin elektrifikasyonunu 2-5 oranında azaltır. bir Zamanlar.

İlacın antistatik özellikleri ve miktarı çok önemlidir. Çalışılan 8 antistatik ilaç (stearox-6, stearox-920, oksalin G-2, sintanol DT-7, sintanol DS-10, oksanol US-17, oksanol 0-18, hazırlık OS-20) arasında en etkili olanlar şunlardı: oksanol 0-18, oksalin C-2 ve sintanol DS-10.

Antistatik ajanlar için temel gereksinimler aşağıdaki gibidir. Statik yüklerin birikmesini önlemeli veya çok hızlı bir şekilde deşarj etmelidirler. Ek olarak, antistatik ajanlar, ilgili yüklerin çevredeki atmosfere hızla akması için plastiklerin yüzey iletkenliğini arttırmalıdır. Yüzey iletkenliğinde bir artış, ya yüzeyinin higroskopikliğini artırarak malzemedeki nem konsantrasyonunu artırarak ya da organik iletken tabakalar oluşturarak elde edilebilir.

Biri etkili yöntemler Statik elektrik birikimini azaltmak, polimer ile onunla temas eden malzeme arasındaki sürtünme katsayısını azaltmaktır. Bu, antistatik maddenin plastiğin yüzeyinde kauçuk benzeri bir film oluşturmasını gerektirir.

Şu anda, antistatik ajanlar olarak çok sayıda madde önerilmiştir. Bunların çoğu 5 sınıftan birine aittir: nitro bileşikleri (uzun zincirli aminler, amidler ve kuaterner bazlar veya tuzlar), sülfonik asitler veya arilalkil sülfonatlar, fosfor içeren asitler veya arilalkil fosfatlar, poliglikoller ve poliglikol yağ asidi esterleri dahil bunların türevleri ve poliglikol aril alkil türevleri, polihidrolize alkoller ve bunların türevleri.

Plastiklerin yüzeyine antistatik ajanlar uygulanır veya bunlara dahil edilir. Daha etkili olan, plastiğe eklenen antistatik katkılardır. Bu amaçlar için kullanılan malzemeler düşük elektrik direncine sahip olmalı ve su veya diğer uçucu çözücülerin düşük yüzey enerjili çözeltileri ile yüzeyde bir film oluşturmalıdır.

Tüm antistatik ajanların etkinliği, azalan atmosferik nem ile önemli ölçüde azalır. Bunun nedeni muhtemelen, iyonik olmayan antistatik ajanlarda meydana gelebilecek iyonizasyon üzerinde az miktarda sorpsiyon nemini etkilemesidir.

Birçoğu antistatik bir yüzey oluşturabilir kimyasal bileşikler. Aynı zamanda, bu maddelerin polimerlerin bileşimine dahil edilmesi için, etkinlikleri her plastik tipine özel olabileceğinden seçim daha sınırlıdır. Örneğin, dörtlü amonyum bileşikleri polistirende ve polietilende polietilen glikol eterlerde kullanım için daha çok tercih edilir. Ayrıca, bu katkı maddelerinin belirli bir takım özelliklere sahip olması gerekir. İle kimyasal özellikler verimliliğin en yüksek olduğu sınırlar olduğundan, plastiklerle belirli bir uyumluluğa sahip olmaları gerekir. Çok yüksek uyumluluk, maddenin plastikte tamamen çözünmesine yol açar. Bu nedenle, malzemenin yüzeyinde her zaman antistatik özellikler kazandıran belirli bir miktarda madde bulunmalıdır. Yüzey tabakası yıkanırsa, antistatik madde malzemenin kütlesinde kalır ve yüzeye yükselmez. Çok düşük uyumluluk, kütlenin tabakalaşmasına yol açar. Bu, düşük moleküler ağırlıklı bir bileşikle gerçekleşebilir ve istenmeyen terleme sonucuna yol açabilir. Doğal koşullarda yapılan deneyler ve gözlemler, ajanın plastiklerle ortalama bir uyumluluğa sahip olması gerektiğini göstermiştir.

Uyumluluk, antistatik maddenin malzeme boyunca yayılma yeteneği ile belirlenir. Bu özellik özellikle önemlidir ve ajanın etkin ömrünün bir göstergesidir. Açıkçası, düşük moleküler ağırlığa sahip bileşikler, malzemenin kütlesi içinde yüzeyine serbestçe hareket edecektir. Bu gibi durumlarda ajanın performansı iyi olsa da ömrü kısa olacaktır. Normal kullanımda, ajan kolayca silinebilir ve miktarı sınırlı olduğundan etkinliği uzun süreli olamaz. Aynı zamanda moleküler ağırlığı yüksek veya uyumluluğu yüksek bileşikler daha yavaş hareket edecek ve aktiviteleri daha uzun olacaktır. Ayrıca katkı maddesinin plastiklerle uyumluluğu çok yüksekse, daha fazla antistatik maddeye ihtiyaç duyulur ve bu nedenle mekanik özellikleri bozulur.

Difüzyon hızı, yüzeyde maksimum konsantrasyonun oluşması için geçen süre veya bir ürünün üretimi ile antistatik özellikleri arasındaki süre ile belirlenir. Uyumluluk ve yayılma hızı arasındaki denge iki şekilde ayarlanabilir. Her şeyden önce, antistatik ajanın etkisi ikinci bir bileşen eklenerek değiştirilebilir, böylece uyumluluğu ve sonraki hareketi arttırır veya azaltır. Başka bir yol, moleküler yapısı, uyumluluk ve hareket kabiliyeti arasında bir denge kuran kimyasal bileşikleri içeren böyle bir antistatik ajan yaratmak olabilir. Örneğin, çeşitli katyonik ve anyonik bileşiklerle bir dizi alkol kuaterner amonyum bileşiği hazırlanabilir.

Plastiklerin üretiminde ve işlenmesinde termal kararsızlıkları nedeniyle birçok antistatik madde kullanılmaz. Halihazırda, kalıcı bir antistatik etki verebilen ve aynı zamanda yüksek sıcaklık ve basınca bozulmadan dayanabilen, kararlı bir kimyasal yapıya sahip birkaç bileşik vardır. Örneğin, kuaterner amonyum bileşiklerinin aşağıdaki koşullarda kararsız olduğu bulunmuştur. Yüksek sıcaklık ve plastiklerin işlenmesinde

Böyle bir reaksiyon, yalnızca eklenen maddenin antistatik özelliklerini kaybetmesi nedeniyle değil, aynı zamanda plastik endüstrisinde kullanılan ekipmanın korozyonunu artıran asidin açığa çıkması nedeniyle de tehlikelidir.

Antistatik ajanlar düşük uçuculukta, toksik olmayan ve uzun süreli antistatik etkiye sahip olmalıdır. Bir antistatik maddenin etki süresini tahmin etmek çok zordur, çünkü plastiğin çalışması sırasında yüzey tabakası, antistatik maddenin difüzyonu ve dengesi sürekli olarak bozulur.

Plastiğin içine eklenen antistatik katkı maddeleri, buna göre belirli bir yüzde olmalıdır. Antistatik maddelerin optimal konsantrasyonu, esas olarak polimere ve birim hacim başına yüzeye olan afinitelerine, yani katkı maddesindeki birim hacim başına partikül yüzeyinin polimerdekinden ne kadar büyük olduğuna bağlıdır. Gözlemler, dayanıklı bir yüzey tabakası oluşturmak için minimum bir bileşik konsantrasyonunun gerekli olduğunu göstermiştir. Konsantrasyonda daha fazla bir artış hemen bir etki sağlamaz, ancak belki de bu durumda ayrışma sırasında bileşiğin kayıplarını yenilemek için bir rezerv oluşturulur.

Maddenin molekül ağırlığı o kadar düşük olmalıdır ki yüzeye göç edebilir ve aynı zamanda bir miktar dirence sahip olacak ve yüzeyden kolayca çıkarılamayacak kadar yüksek olmalıdır. Güçlü renkli bileşikler soluk tonların elde edilmesinde bazı zorluklara neden olduğundan, antistatik ajanlar renksiz veya zayıf bir renge sahip olmalıdır.

Antistatik ajanların etkisi bir veya daha fazla fiziksel fenomene dayanmalıdır: higroskopiklik - atmosferden su toplamak için, polarite - ajan polar bir bileşiktir ve akımı iletir, viskozite - ajan öyle bir viskozite derecesine sahip olmalıdır ki, yüzeye doğru hareket eden elektronları yakalar.

Plastik türü, amacı vb. Tarafından belirlendikleri için evrensel anti-elektrostatik ajanlar olamaz.

Son zamanlarda, statik elektriğin biyolojik etkisinin araştırılmasına çok dikkat edildi. Bu ilgi tesadüfi değildir. Örneğin, klorlu keten giyerken oluşan statik elektriğin, bazı nörolojik hastalıklarda (romatizma, siyatik, pleksit, vb.) terapötik bir etkiye sahip olduğu bilinmektedir (K.A. Rapoport, 1965). Muhtemelen, burada elektroterapi yöntemlerinden biri olan franklinizasyon ile aynı etki gözlenir. Franklinizasyon, iyonize havanın, bir yüksek voltaj alanının ve gövde ile franklinizatörün elektrotları arasındaki küçük deşarjların birleşik etkisini içeren statik elektrikle tedavi olarak anlaşılır. Bununla birlikte, statik elektriğin yaygın olarak kullanılması, çareşüpheciliğe neden olur. Bunun nedeni, hangi fenomenin - fiziksel veya kimyasal - iyileştirmeye yol açtığının henüz netleştirilmemiş olmasıdır.

Aynı zamanda iyonların sadece cildin oksijen beslemesini belirlemediği, aynı zamanda hücredeki metabolik süreçleri de aktive ettiği bilinmektedir. Bu nedenle, kıyafet giyerken, SEP'in üzerinde hangi polaritede olacağı çok önemlidir. Örneğin, lavsan kumaştan yapılmış giysiler giyerken, vücudun etrafında negatif yüklü hava iyonlarının geçmesine izin vermeyen bir negatif polarite SEP ortaya çıkar. Suni yünden yapılmış giysiler giyerken, vücudun etrafında pozitif yüklü bir elektrostatik alan oluşur ve bu da oksijen hava iyonlarının cilde nüfuz etmesini önler (N. N. Alfimov, V. V. Belousov, 1973).

Proteinlerin, yağların, karbonhidratların ve tuzların molekülleri üzerinde elektrik yüklerinin değişimi olmadan vücuttaki biyokimyasal süreçler imkansızdır.

Hava iyonlarının penetrasyonunun ihlali, ciltte trofik değişikliklerin gelişmesine ve refleks olarak vücutta, özellikle kardiyovasküler ve sinir sistemlerinde bir dizi başka patolojik değişikliğe katkıda bulunabilir.

Elektrik arasında yakın bir ilişki olduğu deneysel olarak tespit edilmiştir; merkezi durumun bu tür göstergeleri ile cilt direnci gergin sistem, ışığa, sese, ısıya gizli bir reaksiyon süresi ve ayrıca elektriksel cilt direnci seviyesinin statik elektriğin deşarjları sırasında meydana gelen duyumların eşiği ile ilişkisi olarak (N. S. Smirnitsky, G. A. Antropov, 1969). Ayrıca insanlarda cildin statik elektriğin hareketine karşı bireysel bir hassasiyeti vardır. Bu muhtemelen farklı insanlarda cildin eşit olmayan durumundan kaynaklanmaktadır. Cilt yağlı, normal ve kuru olabilir. Ne kadar kuru olursa, elektrik direnci o kadar büyük olur ve sonuç olarak içinde daha fazla yük depolanır. Yaşla birlikte, epidermis de dahil olmak üzere vücudun hücreleri bazı değişikliklere uğrar, cilt daha kuru hale gelir. Yaşlı insanlar genellikle şarjsız nesnelere veya başka bir kişiye dokunurken elektrik yüklerinden şikayet ederler (S. Yu. Morozov, 1969). Cilt kurur ve sık yıkama sıcak su Sabunla.

Akut bir deneyde, SEP 4000 V / cm'nin kısa süreli (15-60 dakika) etkisinin bir sonucu olarak, eritrosit sayısı, hemoglobin yüzdesi ve vejetatif fonksiyonların olduğu bulundu (F. G. Portnov, 1968). vücudun (kalp hızı ve solunum) orijinal seviyesinden sapar.

Kronik bir deneyde, SEP'in etkisi altında, 2000 f/cm gerilim ile 1.5 ay boyunca, günde 4 saat, haftada 6 kez, hematolojik parametreler ve durum kardiyovasküler sistemler s istatistiksel olarak anlamlı bir değişiklik göstermedi. Kronik deney, SEP'in eylemiyle ilgili olarak hayvan organizmasının tepkiselliğini zayıflatma eğilimi gösterdi.

SEP'nin 30-40 kV'a ulaştığı üretim koşullarında, sinir ve kardiyovasküler sistem hastalıkları, yumurtalık-menstrüel döngü bozuklukları, grip ve üst nezle solunum sistemi. Bu veriler, SEP'e uzun süre maruz kalan bireylerde, vücudun SEP'e karşı direncinin bulaşıcı hastalıklar indirdi.

Statik elektriğe maruz kalan kişilerde cilt direnci azalır. elektrik akımı, kasların ve kemiklerin gücü ve dayanıklılığı azalır, ışığa ve sese karşı sinirsel reaksiyonlar yavaşlar, SEP'e maruz kalmayan insanlara göre daha fazla sayıda sakatlık olduğu not edilir (L. I. Maksimova, 1972). SEP'in etkisi altında, mide suyunun pH'ı önemli ölçüde azalır ve kanın pıhtılaşma süresi azalır.

400-500 V/cm'lik bir kuvvetle SEP'ye maruz bırakıldığında, deney hayvanları, kafa hücrelerinde önemli ve konformasyonel değişiklikler gösterir ve omurilik, adrenal bezler, karaciğer, böbrekler, dalak, iskelet kasları, hematokrit azalır, plazma proteinlerinin termal pıhtılaşma süresi artar, eozinofili (B.M. Medvedev, S.D. Kovtun, 1969). Fonksiyonel durumun elektrofizyolojik çalışmaları periferik sinirler SEP'in latent periyodu, aksiyon potansiyelinin süresini ve eksitasyonun mutlak dirençli fazını arttırdığını gösterir. Bu göstergelerdeki zamanla artış, yazarlar tarafından karışık periferik sinirlerin sinir liflerindeki uyarıcı süreçlerin hareketliliğinde hafif bir azalma olarak kabul edilir. Bu, bildiğiniz gibi, hücrelerdeki elektriksel reaksiyonlardaki değişikliklerle doğrudan ilişkili olan potasyum ve sodyum iyonları için hücresel geçirgenliğin ihlali nedeniyle oluşur.

500 V/cm gücündeki SEP'in dokunsal ve ağrı hassasiyetini azalttığı, tonusu ve tepkiselliği azalttığı tespit edilmiştir. dolaşım sistemi cilt, ciltte kan dolaşımı, cilt direncini arttırır, redoks potansiyelini düşürür (M.G. Shandala, V. Ya. Akimenko, 1973). Bu değişikliklere ek olarak 1000 V/cm'lik SEP yoğunluğu, soğuk reseptörlerinin, bakterisidal cildin fonksiyonel stabilite seviyesini ve galvanik cilt reflekslerinin büyüklüğünü azaltır, kalp ve akciğerlerin / aktif noktalarındaki potansiyelleri arttırır. SEP 250 V / cm (herhangi bir biyolojik kaymaya neden olmaz ve bu nedenle giysiler üzerinde bir birikim DU olarak önerilir. Bir birikim DU olarak / giysiler üzerinde SEP, K. A. Rapoport ve ortak yazarlar (1973), bir ankete dayanarak deneklerin 300 V / cm'lik bir voltajı tavsiye edin.

İnşaatta kullanılan polimerik malzemelerde biriken SEP'i düzenlemek için simüle edilmiş koşullar altında beyaz sıçanlar üzerinde çalışmalar yaptık (K. I. Stankevich ve diğerleri, 1972). Oluşturduğumuz kurulum 45 X 30 X 13 cm ölçülerinde bir hazneden oluşmaktadır Braketler yardımıyla elektrotlar hazneye yaklaşıp uzaklaşabildiği gibi hazneye göre konumlarını da değiştirebilmektedir (yatay veya dikey) . Bu, deney hayvanlarının vücuduna göre alan çizgilerinin yönünün etkisinin araştırılmasını mümkün kılar. Haznede hem HSE'nin hem de yükünün biyolojik etkisini incelemek mümkündür.

Statik elektrik jeneratörü olarak, ağa bağlı hava soğutma cihazları kullanılır. Hava soğutma cihazları tarafından sağlanan voltajı kontrol etmek için odaya bir kilovoltmetre yerleştirilmiştir. Odadaki SEP (E) geriliminin hesaplanması aşağıdaki formüle göre yapılır:

G, kilovoltmetre ölçeğinde belirtilen voltaj olduğunda;

H, elektrotlar arasındaki mesafedir.

Çalışmaları simüle edilmiş koşullar altında 1800, 1100, 300, 150 V/cm SEB güçlerinde, yani en tipik doğal koşullarda gerçekleştirdik. Bu çalışmalara göre, SEP'in hayvanların vücudu üzerindeki etkisi için en hassas göstergeler redoks enzimleridir - peroksidaz, katalaz, süksinat dehidrojenaz. 300 V/cm ve daha yüksek bir alan voltajında, peroksidaz aktivitesi, peroksidaz ve katalaz indeksleri deney hayvanlarında istatistiksel olarak önemli ölçüde azaldı, ancak bu kaymalar deneyin sadece 2. ayından itibaren başladı.

Deneyin başlamasından 2 hafta sonra, idrardaki adrenalin içeriği istatistiksel olarak önemli ölçüde arttı, kan pıhtılaşması arttı ve eritrositlerin ozmotik direnci azaldı.

Plazma proteinlerinin ve kan lökositlerinin termal direncinde bir azalmanın yanı sıra kan plazmasındaki sodyum iyonlarının miktarında bir artış, kararlı bir karaktere sahipti. İkincisi muhtemelen HSE'nin etkisi altında hücre zarlarının artan geçirgenliğinden kaynaklanmaktadır. Ve bildiğiniz gibi, Na + iyonları sinir sisteminin uyarılabilirliğini, su dengesini ve vücudun adaptif özelliklerinin oluşumunu etkiler. Kan parametreleri (eritrosit sayısı, eozinofiller, retikülosit sayısı, hemoglobin yüzdesi, şeker içeriği), görünüşe göre, SEP'in kemik iliğinin hematopoietik işlevi üzerindeki tahriş edici etkisi ve vücuttaki ilk stres ile açıklanabilen bir faz karakterine sahipti. sonraki adaptasyon ile vücut.

Hayvanlar üzerinde yapılan çalışmaların yanı sıra klinisyenler, Kapsamlı sınav PVC muşamba ve işçi gövdesine dayalı zemin kaplamalarının elektrifikasyonunun 10-30 kV'a ulaştığı uzun mesafeli bir telefon santralinin bakım personeli. çalışanların yüzde 71'i fonksiyonel bozukluklar sinir sisteminden ve% 44'te - kardiyovasküler taraftan. Çalışanlar, iş günü boyunca yoğunlaşan sürekli baş ağrıları, artan sinirlilik ve yorgunluk, kalp bölgesinde ağrıdan şikayet etti. Hematolojik çalışmalar şiddetli lökopeni ve hematokritte azalma olduğunu ortaya koydu.

Bu nedenle çalışmalar, 300 V/cm'lik SEP değerinin eşik olduğunu ve 150 V/cm'nin eşik altı olduğunu ve "etkin değil" olarak düzenlenebileceğini göstermiştir.

Ele alınan problemin çok önemli bir teorik ve pratik konusu, HSE'nin biyolojik etki mekanizmasının aydınlatılmasıdır. Sunulan verilerden, SEP'e verilen yanıt mekanizmalarının ifşa edilmesinin önemli zorluklar sunduğu görülebilir.

B. M. Medvedev ve S. D. Kovtun (1969), SEP'in biyolojik etkisinin mekanizmasının, c'nin konformasyonel süreçlerinin ihlallerine dayandığına inanmaktadır. Elektrostatik hücre içi kuvvetlerdeki kaymaların ve hücresel metabolizmadaki bozuklukların bir sonucu olarak protein hücresel bileşenleri. SEP'in biyolojik etkisinin mekanizmasındaki bağlantılardan biri olarak, FG Portnov ve ortak yazarlar (1973), adrenoreseptörlerin katılımını dikkate alırlar.

Çalışmalarımız, hücre zarlarının geçirgenliğinin ve oksidoredüktazların bozulmuş aktivitesinin, HSE'nin biyolojik etkisinin mekanizmasında önemli bir rol oynadığını göstermektedir.

Yu. L. Kholodov (1966), SEP'in vücut üzerindeki fizyolojik etkisinin refleks olarak gerçekleştiğine inanmaktadır. SEP, trigeminal ve diğer sinirlerin uçlarını tahriş ederek merkezi sinir sisteminin işlevsel durumunda bir değişikliğe neden olabilir. Ek olarak, cilt duyarlılığında bir değişiklik, kılcal dolaşımın uyarılması, vasküler / tonun normalleşmesi, kanın morfolojik bileşiminde bir değişiklik, gaz değişiminde ve gastrointestinal sistemin aktivitesinde bir iyileşme vardır.

Statik stres faydalar ve bazen de sıkıntılar getirir. Nedenini anlamaya çalışalım. Dostça bir partide, bir bardakta bir kaşık tuz ve bir tutam biber karıştırın. Arkadaşlarınızdan karışımı bileşenlere ayırmalarını isteyin. Boş denemelerden sonra onlara küçük bir deney gösterin. Saçınızı plastik bir tarakla tarayın ve ardından bardağın içindekilere dokundurun. Biber parçacıkları kaptan kendiliğinden dışarı çıkacaktır. Bu eğlenceli deneyimin kalbinde ilginç bir statik elektrik olgusu var.

"Elektrik" kelimesiyle bilim adamları, elektrik yüklerinin etkileşimini kastediyorlar. Hareketleri, insanların su ısıtıcısından troleybüse kadar çeşitli cihaz ve mekanizmaları kullanabilmeleri için düzenlenmiştir. Statik elektrik, buzdolabını veya cep telefonunu çalıştırmak için acele etmez. Gevşeme durumundadır. Yani, ücretsiz ücret, hareket koşulları ortaya çıkana kadar korunur. Oldukça basit: Bir apartmanda çıkan yangınla ilgili rapor bekleyen bir itfaiyeci hayal edin.

Statik elektrik nasıl keşfedildi?

Yaklaşık sekiz bin yıl önce atalarımız yaban keçilerini ve koyunları evcilleştirdi. Yün ürünlerinin alışılmadık bir yük biriktirme yeteneğine sahip olduğunu fark ettiler. İlk kez, antik Yunan matematikçi Thales, statik elektrik kavramını formüle etmeye çalıştı. Deneyleri için kehribar kullandı. Taş, yünlü bir bezle ovulduğunda küçük hafif parçacıkları çeker. O zaman bu fenomenden yararlanamadılar. Elektron, kehribar için Yunancadır. Negatif yüklü bir temel parçacık, çok daha sonra onun adını aldı.

İki bin yıl sonra, İngiliz Kraliçesi'nin saray doktoru William Gilbert, statik elektriğin ne olduğunu açıklar. onun içinde bilimsel çalışma fizikte, elektriğin ilgili doğasını ve manyetizma fenomenini vurgular. İngilizlerin araştırması, konunun Avrupa'daki meslektaşları arasında ayrıntılı bir şekilde incelenmesinin başlangıcı oldu. Otto von Guericke'nin deneyimiyle daha net bir statik elektrik kavramı verildi. Almanlar ilk elektrostatik mekanizmayı kurdu. Demir bir çubuk üzerinde bir kükürt topuydu. Sonuç olarak, bilim adamı, elektriğin etkisi altındaki nesnelerin sadece birbirini çekmediğini, aynı zamanda itebileceğini öğrendi.

biraz bilim

Günümüzde statik elektriğin nedenleri iyi anlaşılmıştır. Bu fenomen, diğer malzemelerle etkileşimin bir sonucu olarak bazı nesnelerin yüzeylerinde gözlenir. Yükün gücü ve kalıcılığı, özelliklerine ve bileşimine bağlıdır. Cisimlerin etkileşiminin en basit örneği sürtünmedir. Kız saçını ne kadar yoğun ve hızlı tararsa, şarj o kadar güçlü olur. Statik elektrik insanları her yerde çevreler, ancak bunu her zaman fark etmezler. Güneşli havalarda araba kullanırken elektrostatik yükler oluşur. Asfalt ile gövde arasında oluşan gerilimden birikir. Sürücü antistatik bir madde kullanmazsa, kıvılcım oluşmasına neden olur.

Statik elektrik tehlikesi

Statik elektrik olgusunun çoğu Gündelik Yaşam insanlar sadece fark etmezler. Yün veya sentetikten yapılmış giysiler kullanıldığında küçük rahatsızlıklar ortaya çıkabilir. Bu durumda mevcut değerler çok küçüktür ve yaralanma bırakmaz. Ev düzeyinde, oldukça güvenlidir. Endüstriyel üretim, işleme endüstrileri veya makine mühendisliği söz konusu olduğunda zorluklar ortaya çıkar. Üretimde büyük miktarlarda elektrostatik yükler mevcuttur. Takım tezgahları, ayırıcılar, konveyör bantları önemli potansiyele sahip olabilir.

Bu tür birçok faktör varsa, yüksek mukavemet göstergelerine sahip bir elektrik alanı oluşur. Bu ortam sadece rahatsız edici değil, aynı zamanda sağlık için de tehlikelidir. Tehlikeli üretim ortamlarında önemli bir endişe, statik elektriğin yangın tehlikesidir. Ekipman veya giysi yüzeyinde büyük bir yük birikebilir. Yanıcı sıvılar, yanıcı gazlar ve patlayıcı karışımlarla çalışmaktan bahsediyoruz. Bir kıvılcım ciddi bir kazaya neden olabilir.

ESD Koruması

Bu fenomenin olumsuz etkilerinden kaçınmak için, elektrostatik alanların yoğunluğunun göstergesi için bir durum standardı geliştirilmiştir. İzin verilen maksimum seviyesi saatte 60 kV/m'dir. İşçinin tehlikeli alanda bulunduğu süreye göre değişiklik gösterebilir. Statik elektrik seviyesini ölçmek bir profesyonelin görevidir. Anahtar gösterge, alan direncinin (akımın geçişini engelleme yeteneği) ve yoğunluğunun (alan gücünün yük miktarına oranı) bağımlılığıdır. Bu, ölçüm cihazlarının çalışmasının temelidir.

Statik elektriğin insan vücudu üzerindeki etkisi zararlı olabilir ve çeşitli hastalıklar zihinsel olanlar dahil. Genel olarak endüstriyel güvenlik hakkında konuşursak, savaşmanın iki ana yolu vardır:

1. Elektrostatik yüklerin oluşma olasılığının azaltılması.
2. Elektrostatik yüklerin birikiminin ortadan kaldırılması.

Sürtünmeyi azaltmak için ekipman parçaları taşlanır ve yağlanır. Mekanizmaların üretimi için aynı malzemeler kullanılır. Makineleri topraklayarak yüklerden kurtulabilirsiniz.

Sıvıları püskürtürken veya sıçratırken statik elektrik yanıltıcı olabilir. düşük puanlar akım iletkenliği. Bu onların ateşlemesiyle doludur.

Sorun, özel kaplar ve işleme koşulları kullanılarak çözülür. İle kişisel araçlar Statik gerilime karşı çeşitli koruma türleri vardır:

1. Özel giysiler (pantolon ve ceket).
2. Yalıtım sağlayan tabanlı ayakkabılar.
3. Eldivenler.
4. Dielektrik stresi gidermek için bilezikler.

iyi olmadan kötü olmaz

Statik elektrik sadece zararlı değil, aynı zamanda faydalıdır. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte insanlar statik elektriği evcilleştirmiş ve bundan yararlanmayı öğrenmiştir. Böylece fenomen, kağıt endüstrisinde kereste laminasyonunda başarıyla kullanılmaktadır. Birikmiş ücret, etiketlerin üretimine ve uygulanmasına ve arabaların yüksek kaliteli toz boyanmasına yardımcı olur.

Herhangi bir kişinin günlük aktivitesi, uzaydaki hareketi ile bağlantılıdır. Aynı zamanda sadece yürümekle kalmıyor, aynı zamanda ulaşımla da seyahat ediyor.

Herhangi bir hareket sırasında, her maddenin atomları ve elektronları arasındaki iç denge dengesini değiştiren statik yüklerin yeniden dağılımı vardır. Elektrifikasyon süreci, statik elektrik oluşumu ile ilişkilidir.

Katılarda, yüklerin dağılımı elektronların hareketi nedeniyle ve sıvı ve gaz halinde - hem elektronlar hem de yüklü iyonlar nedeniyle oluşur. Hepsi bir arada potansiyel bir fark yaratır.

Statik elektrik oluşumunun nedenleri

Statik kuvvetlerin tezahürünün en yaygın örnekleri, ilk fizik derslerinde, cam ve ebonit çubukları yünlü kumaşa sürttüklerinde ve küçük kağıt parçalarının onlara olan çekiciliğini gösterdikleri zaman açıklanır.

Bir ebonit çubuk üzerinde yoğunlaşan statik yüklerin etkisi altında ince bir su jetini saptırma deneyimi de bilinmektedir.

Günlük yaşamda, statik elektrik en sık kendini gösterir:

yünlü veya sentetik giysiler giyerken;

halı ve muşamba üzerinde lastik tabanlı veya yün çoraplı ayakkabılarla yürümek;

plastik eşyalar kullanmak.

Durum ağırlaştı:

kuru iç hava;

çok katlı binaların yapıldığı betonarme duvarlar.

Statik yük nasıl oluşur?

Genellikle fiziksel beden eşit sayıda pozitif ve negatif parçacık içerir, bu nedenle içinde bir denge yaratılarak nötr durumunu sağlar. İhlal edildiğinde, vücut belirli bir işaretin elektrik yükünü alır.

Statik, vücut hareket etmediğinde dinlenme durumunu ifade eder. Maddesinin içinde kutuplaşma meydana gelebilir - yüklerin bir kısımdan diğerine hareketi veya yakındaki bir nesneden transferleri.

Maddelerin elektrifikasyonu, aşağıdaki durumlarda yüklerin alınması, kaldırılması veya ayrılması nedeniyle gerçekleşir:

sürtünme veya dönme kuvvetleri nedeniyle malzemelerin etkileşimi;

keskin bir sıcaklık düşüşü;

ışınlama Farklı yollar;

fiziksel bedenlerin ayrılması veya kesilmesi.

Bir nesnenin yüzeyi üzerinde veya ondan birkaç atomlar arası mesafede belirli bir mesafede dağıtılırlar. Topraklanmamış gövdeler için, temas tabakasının alanına yayılırlar ve toprak konturuna bağlı olanlar için üzerine akarlar.

Statik yüklerin vücut tarafından alınması ve akışı aynı anda gerçekleşir. Vücudun dış ortamda harcadığından daha fazla enerji potansiyeli aldığında elektrifikasyon sağlanır.

Bu hükümden pratik bir sonuç çıkar: vücudu statik elektrikten korumak için, elde edilen yükleri ondan toprak devresine yönlendirmek gerekir.

Statik elektriği değerlendirme yöntemleri

Diğer cisimlerle sürtünme yoluyla etkileşime girdiğinde farklı işaretlerin elektrik yüklerini oluşturma yeteneğine göre, fiziksel maddeler triboelektrik etkinin ölçeğine göre karakterize edilir. Bazıları resimde gösterilmiştir.

Etkileşimlerinin bir örneği olarak aşağıdaki gerçekler gösterilebilir:

kuru bir halı üzerinde yün çorap veya lastik tabanlı ayakkabılarla yürümek insan vücudunu 5÷-6 kV'a kadar şarj edebilir;

kuru bir yolda giden bir arabanın gövdesi 10 kV'a kadar bir potansiyel kazanır;

kasnağı döndüren tahrik kayışı 25 kV'a kadar şarj edilir.

Gördüğünüz gibi, statik elektrik potansiyeli, ev koşullarında bile çok büyük değerlere ulaşıyor. Ancak yüksek güce sahip olmadığı için bize fazla zarar vermez ve deşarjı kontak pedlerinin yüksek direncinden geçer ve bir miliamperin kesirleri veya biraz daha fazlası ile ölçülür.

Ek olarak, havanın nemini önemli ölçüde azaltır. Çeşitli malzemelerle temas halinde vücut stresi miktarına etkisi grafikte gösterilmiştir.

Analizinden şu sonuç çıkıyor: nemli bir ortamda statik elektrik daha az görünüyor. Bu nedenle, onunla mücadele etmek için çeşitli nemlendiriciler kullanılır.

Doğada, statik elektrik muazzam seviyelere ulaşabilir. Bulutlar uzun mesafeler boyunca hareket ettiğinde, aralarında asırlık bir ağacı gövde boyunca bölmek veya bir konut binasını yakmak için yeterli olan yıldırımla kendini gösteren önemli potansiyeller birikir.

Günlük yaşamda statik elektrik boşaldığında, parmaklarımızın “sıkıştığını” hissederiz, yünlü şeylerden çıkan kıvılcımlar görürüz, güç ve verimde bir düşüş hissederiz. Vücudumuzun günlük hayatta maruz kaldığı akım, sağlık durumunu, sinir sisteminin durumunu olumsuz etkiler, ancak belirgin, gözle görülür bir hasar getirmez.

Endüstriyel ekipmanı ölçen üreticiler, hem ekipman kasalarında hem de insan vücudunda biriken statik yüklerin voltajının büyüklüğünü doğru bir şekilde belirlemenize izin veren cihazlar üretir.

Kendinizi evinizdeki statik elektrikten nasıl korursunuz

Her birimiz, vücudumuz için tehdit oluşturan statik boşalmaları oluşturan süreçleri anlamalıyız. Bunlar bilinmeli ve sınırlandırılmalıdır. Bu amaçla, halk için popüler TV şovları da dahil olmak üzere çeşitli eğitim etkinlikleri düzenlenmektedir.

Onlar üzerinde mevcut araçlar statik voltaj oluşturmanın yolları, ölçüm ilkeleri ve önleyici tedbirlerin uygulanması için yöntemler gösterilmektedir.

Örneğin, triboelektrik etki göz önüne alındığında, çoğu insanın yaptığı gibi saçınızı metal veya plastik yerine doğal ahşap taraklarla taramak en iyisidir. Ahşabın nötr özellikleri vardır ve saça sürtüldüğünde yük oluşturmaz.

Araç kuru yolda giderken gövdesindeki statik potansiyeli gidermek için tabana yapıştırılan antistatik maddeli özel bantlar kullanılır. Çeşitli türleri yaygın olarak satışta sunulmaktadır.

Arabada böyle bir koruma yoksa, kasayı metal bir nesne, örneğin bir araba kontağı anahtarı aracılığıyla kısaca topraklayarak voltaj potansiyeli kaldırılabilir. Bu prosedürü yakıt doldurmadan önce gerçekleştirmek özellikle önemlidir.

Sentetik malzemelerden yapılmış giysiler üzerinde statik bir yük biriktiğinde, özel bir sprey kutusundaki buharlar Antistatik bileşim ile işlenerek giderilebilir. Genel olarak, bu tür kumaşları daha az kullanmak ve keten veya pamuktan yapılmış doğal malzemeler giymek daha iyidir.

Kauçuk tabanlı ayakkabılar da şarj birikimine katkıda bulunur. Vücuda olan zararlı etkileri azalacağı için içine doğal malzemelerden yapılmış antistatik tabanlık koymak yeterlidir.

Kışın kentsel apartman daireleri için tipik olan kuru havanın etkisi zaten tartışıldı. Bytarii üzerine yerleştirilen özel nemlendiriciler ve hatta küçük nemli bez parçaları durumu iyileştirir ve statik elektrik oluşumunu azaltır. Ancak tesislerde düzenli ıslak temizleme performansı, elektrikli parçacıkları ve tozu zamanında temizlemenizi sağlar. Bu en iyi savunmalardan biridir.

Elektrikli ev aletleri de çalışma sırasında kasa üzerinde statik yükler biriktirir. Binanın ortak toprak döngüsüne bağlanan potansiyel eşitleme sistemi, bunların etkisini azaltmak için tasarlanmıştır. Aynı ek parçasına sahip basit bir akrilik küvet veya eski bir dökme demir yapı bile statiktir ve benzer şekilde korunması gerekir.

Üretimde statik elektrikten nasıl korunuruz

Elektronik ekipmanın performansını düşüren faktörler

Yarı iletken malzemelerin imalatı sırasında meydana gelen deşarjlar büyük zararlara neden olabilir, cihazların elektriksel özelliklerini bozabilir, hatta devre dışı bırakabilir.

Üretim koşulları altında deşarj rastgele olabilir ve bir dizi farklı faktöre bağlıdır:

oluşan kapasitenin değerleri;

enerji potansiyeli;

kontakların elektrik direnci;

geçici süreçlerin türü;

diğer kazalar.

Bu durumda, yaklaşık on nanosaniyelik ilk anda, deşarj akımı maksimuma yükselir ve daha sonra 100-300 ns içinde azalır.

Operatörün gövdesi boyunca yarı iletken bir cihazda statik boşalmanın meydana gelmesinin doğası resimde gösterilmektedir.

Akımın büyüklüğü şunlardan etkilenir: bir kişinin biriktirdiği yükün kapasitesi, vücudunun direnci ve temas pedleri.

Elektrikli ekipman üretiminde, topraklanmış yüzeyler üzerinden kontakların oluşması nedeniyle operatörün katılımı olmadan statik bir boşalma oluşturulabilir.

Bu durumda deşarj akımı, cihaz kasasının biriktirdiği şarj kapasitesinden ve oluşan kontak pedlerinin direncinden etkilenir. Bu durumda, yarı iletken ilk anda indüklenen yüksek voltaj potansiyelinden ve deşarj akımından aynı anda etkilenir.

Böyle nedeniyle karmaşık etki hasar olabilir:

1. Açıkça, elemanların performansı, kullanılamaz hale gelecek şekilde azaldığında;

2. gizli - çıktı parametrelerini azaltarak, hatta bazen belirlenmiş fabrika spesifikasyonlarının içine girerek.

İkinci tip arızaların tespit edilmesi zordur: bunlar genellikle çalışma sırasındaki performans kaybını etkiler.

Yüksek statik voltajın etkisinden kaynaklanan bu tür bir hasarın bir örneği, KD522D diyot ve entegre devre BIS KR1005VI1 ile ilgili olarak akım-voltaj özelliklerinin sapma grafiklerinde gösterilir.

1 numaranın altındaki kahverengi çizgi, artan voltajla test edilmeden önce yarı iletken cihazların parametrelerini gösterir ve 2 ve 3 numaralı eğriler, artan indüklenmiş potansiyelin etkisi altındaki düşüşlerini gösterir. 3. durumda, daha fazla etkiye sahiptir.

Hasar şunlardan kaynaklanabilir:

yarı iletken cihazların dielektrik katmanını kıran veya kristalin yapısını bozan aşırı tahmin edilen indüklenmiş voltaj;

malzemelerin erimesine ve oksit tabakasının yanmasına yol açan yüksek sıcaklığa neden olan yüksek akan akım yoğunluğu;

testler, elektriksel termal eğitim.

Gizli hasar, performansı hemen etkilemeyebilir, ancak birkaç ay veya hatta yıllar sonra çalışmayabilir.

Üretimde statik elektriğe karşı koruma gerçekleştirme yöntemleri

Endüstriyel ekipmanın türüne bağlı olarak, çalışabilirliği sağlamak için aşağıdaki yöntemlerden biri veya bunların bir kombinasyonu kullanılır:

1. elektrostatik yük oluşumunun hariç tutulması;

2. işyerine girişlerinin engellenmesi;

3. Cihazların ve aksesuarların deşarjların etkisine karşı direncini arttırmak.

1 ve 2 numaralı yöntemler, bir komplekste çok sayıda çeşitli cihazı korumanıza izin verir ve ayrı cihazlar için No. 3 kullanılır.

Ekipmanın çalışabilirliğini korumanın yüksek verimliliği, onu Faraday kafesinin içine yerleştirerek elde edilir - toprak döngüsüne bağlı ince ağ metal ağ ile her tarafı çitle çevrili bir alan. Dış elektrik alanları içine nüfuz etmez ve statik manyetik alanlar mevcuttur.

Blendajlı kablolar bu prensibe göre çalışır.

Statik koruma, yürütme ilkelerine göre şu şekilde sınıflandırılır:

fiziksel ve mekanik;

kimyasal;

yapısal ve teknolojik.

İlk iki yöntem, statik yüklerin oluşumunu önlemenize veya azaltmanıza ve akış hızını artırmanıza izin verir. Üçüncü teknik, cihazları şarjların etkilerinden korur, ancak boşalmalarını etkilemez.

Deşarjların istiflenmesini şu şekilde iyileştirebilirsiniz:

bir taç giyme töreni oluşturmak;

yüklerin biriktiği malzemelerin iletkenliğini arttırmak.

Bu soruları çözün:

hava iyonizasyonu;

çalışma yüzeylerinde artış;

en iyi toplu iletkenliğe sahip malzemelerin seçimi.

Uygulanmaları nedeniyle, statik yükleri toprak döngüsüne boşaltmak için önceden hazırlanmış hatlar oluşturulur ve cihazların çalışan elemanlarına girmelerini önler. Aynı zamanda oluşturulan yolun toplam elektrik direncinin 10 ohm'u geçmemesi gerektiği dikkate alınır.

Malzemelerin direnci yüksek ise koruma başka yollarla yapılır. Aksi takdirde, zemin ile temas halinde deşarj olabilecek yükler yüzeyde birikmeye başlar.

Elektronik cihazların bakımı ve ayarlanmasıyla ilgilenen bir operatör için işyerinin kapsamlı bir elektrostatik korumasının bir örneği resimde gösterilmektedir.

Tablonun yüzeyi, özel terminaller kullanılarak bir bağlantı iletkeni ve iletken bir mat aracılığıyla toprak döngüsüne bağlanır. Operatör özel kıyafetlerle çalışır, iletken tabanlı ayakkabılar giyer ve özel koltuklu bir sandalyeye oturur. Tüm bu önlemler, birikmiş yüklerin zemine yüksek kalitede çıkarılmasını sağlar.

Çalışan hava iyonlaştırıcıları nemi düzenler, statik elektrik potansiyelini azaltır. Bunları kullanırken, havadaki artan su buharı içeriğinin insan sağlığını olumsuz etkilediği dikkate alınır. Bu nedenle, yaklaşık %40 seviyesinde tutmaya çalışırlar.

Ayrıca etkili yol hava filtrelerden geçtiğinde, iyonlaştığında ve karıştığında, odanın düzenli olarak havalandırılması veya içinde bir havalandırma sisteminin kullanılması olabilir, böylece ortaya çıkan yüklerin nötralizasyonu sağlanır.

İnsan vücudunun biriktirdiği potansiyeli azaltmak için antistatik giysi ve ayakkabı setini tamamlayan bilezikler kullanılabilir. Kola bir toka ile tutturulmuş iletken bir şeritten oluşurlar. İkincisi topraklama kablosuna bağlanır.

Bu yöntem, akan akımı sınırlar. insan vücudu. Değeri bir miliamperi geçmemelidir. Daha büyük değerler ağrıya ve elektrik çarpmasına neden olabilir.

Yükün yere boşalması sırasında, bir saniyede hareket hızının sağlanması önemlidir. Bu amaçla düşük elektrik direncine sahip zemin kaplamaları kullanılmaktadır.

Yarı iletken panolar ve elektronik bileşenlerle çalışırken, statik elektrikten kaynaklanan hasara karşı koruma da sağlanır:

kontroller sırasında elektronik kartların ve blokların çıkışlarının zorunlu şöntlenmesi;

topraklanmış çalışma kafalarına sahip aletler ve havyalar kullanarak.

Araçlarda yanıcı sıvı bulunan konteynerler metal bir devre kullanılarak topraklanmıştır. Uçağın gövdesi bile, iniş sırasında statik elektriğe karşı koruma görevi gören metal kablolarla donatılmıştır.

statik elektrik nedir

Statik elektrik, bir elektronun alınması veya kaybı nedeniyle atom içi veya moleküller arası denge bozulduğunda oluşur. Genellikle bir atom, aynı sayıda pozitif ve negatif parçacık - protonlar ve elektronlar nedeniyle dengededir. Elektronlar bir atomdan diğerine kolayca hareket edebilir. Aynı zamanda, pozitif (elektronun olmadığı yerde) veya negatif (tek bir elektron veya ek elektronlu bir atom) iyonları oluştururlar. Bu dengesizlik oluştuğunda statik elektrik oluşur.

Bir elektronun elektrik yükü (-) 1,6 x 10 -19 asılıdır. Aynı yüke sahip bir proton pozitif polariteye sahiptir. Coulomb'lardaki statik yük, elektronların fazlalığı veya eksikliği ile doğru orantılıdır, yani. kararsız iyon sayısı

Coulomb, 1 amperlik bir akımda bir iletkenin kesitinden 1 saniyede geçen elektrik miktarını belirleyen temel statik yük birimidir.

Pozitif iyonda bir elektron eksiktir, bu nedenle negatif yüklü bir parçacıktan bir elektronu kolayca kabul edebilir. Negatif iyon ise tek bir elektron veya çok sayıda elektrona sahip bir atom/molekül olabilir. Her iki durumda da pozitif yükü nötralize edebilen bir elektron vardır.

Statik Elektrik Nasıl Üretilir?

Statik elektriğin ana nedenleri şunlardır:

• İki malzeme arasındaki temas ve bunların birbirinden ayrılması (sürtünme, sarma/açma vb. dahil).

• Hızlı sıcaklık değişimi (örneğin, malzeme fırına yerleştirildiğinde).

• Yüksek enerji değerlerine sahip radyasyon, ultraviyole radyasyon, X-ışınları, güçlü elektrik alanları (endüstriyel üretim için yaygın değildir).

• Kesme işlemleri (örneğin kesme makinelerinde veya kağıt kesicilerde).

• Rehberlik (statik bir yükün neden olduğu, bir elektrik alanının görünümü).

Yüzey teması ve malzeme ayrımı, rulo film ve sac işleme endüstrilerinde statik elektriğin belki de en yaygın nedenleridir. Malzemelerin açılması/sarılması veya farklı malzeme katmanlarının birbirine göre hareketi sırasında statik bir yük oluşur.

Bu süreç tam olarak anlaşılmamıştır, ancak bu durumda statik elektriğin görünümü için en doğru açıklama, plakalar ayrıldığında mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü düz bir kapasitör ile bir benzetme yaparak elde edilebilir:

Ortaya çıkan gerilim = başlangıç ​​gerilimi x (son plaka aralığı/ilk plaka aralığı).

Sentetik film besleme/alma silindirine dokunduğunda, malzemeden silindire akan düşük yük bir dengesizliğe neden olur. Malzeme mil ile temas bölgesini aştığından, ayrılma anında kapasitör plakalarında olduğu gibi stres artar.

Uygulama, bitişik malzemeler, yüzey iletkenliği ve diğer faktörler arasındaki boşlukta meydana gelen elektrik arızası nedeniyle ortaya çıkan voltajın genliğinin sınırlı olduğunu göstermektedir. Film temas bölgesinden çıkarken, genellikle hafif bir çatırtı veya kıvılcım duyabilirsiniz. Bu, statik yükün çevredeki havayı bozmaya yetecek bir değere ulaştığı anda meydana gelir.

Silindirle temas etmeden önce, sentetik film elektriksel olarak nötrdür, ancak hareket etme ve besleme yüzeyleriyle temas etme sürecinde, elektron akışı filme yönlendirilir ve onu negatif bir yükle yükler. Mil metal ve topraklanmışsa, pozitif yükü hızla boşalır.

Çoğu ekipmanın birçok şaftı vardır, bu nedenle şarj miktarı ve polaritesi sık sık değişebilir. En iyi yol statik yük kontrolü, problem alanının hemen önündeki alanda kesin olarak belirlenmesidir. Yük çok erken nötralize edilirse, film bu sorunlu alana ulaşmadan düzelebilir.

şarj polaritesi

Statik yük pozitif veya negatif olabilir. Parafudrlar için doğru akım(AC) ve pasif kıvılcım boşlukları (fırçalar) şarj polaritesi genellikle önemli değildir.

Statik elektrikle ilgili sorunlar

Elektronikte statik deşarj

Bu soruna dikkat etmek gerekiyor çünkü. genellikle elektronik bileşenlerin ve modern kontrol ve ölçüm cihazlarında kullanılan bileşenlerin taşınması sırasında ortaya çıkar.

Elektronikte, statik yükle ilgili asıl tehlike, yükü taşıyan kişiden kaynaklanır ve bu ihmal edilemez. Deşarj akımı, bağlantıların tahrip olmasına, kontakların kesilmesine ve mikro devre izlerinin kırılmasına yol açan ısı üretir. Yüksek voltaj ayrıca alan etkili transistörler ve diğer kaplanmış elemanlar üzerindeki ince oksit filmini de yok eder.

Çoğu zaman bileşenler tamamen başarısız olmaz, çünkü bu daha da tehlikeli olarak kabul edilebilir. arıza hemen değil, cihazın çalışması sırasında öngörülemeyen bir anda ortaya çıkıyor.

Genel bir kural olarak, statik elektriğe duyarlı parça ve cihazlarla çalışırken insan vücudunda biriken yükün nötralize edilmesine daima özen gösterilmelidir.

Elektrostatik çekim/itme

Bu belki de plastik, kağıt, tekstil ve ilgili sektörlerde karşılaşılan en yaygın sorundur. Malzemelerin davranışlarını kendi başlarına değiştirmeleri gerçeğinde kendini gösterir - birbirine yapışır veya tersine, iter, ekipmana yapışır, toz çeker, alıcı cihaza yanlış sarılır, vb.

Çekim/itme, karenin tersi ilkesine dayanan Coulomb yasasına göre gerçekleşir. Basit biçimde, aşağıdaki gibi ifade edilir:

Çekim veya itme kuvveti (Newton cinsinden) = Yük (A) x Yük (B) / (Cisimler arasındaki mesafe 2 (metre olarak)).

Bu nedenle, bu etkinin tezahürünün yoğunluğu, statik yükün genliği ve çeken veya iten nesneler arasındaki mesafe ile doğrudan ilişkilidir. Elektrik alan çizgileri doğrultusunda çekim ve itme meydana gelir.

İki yük aynı polariteye sahipse birbirlerini iterler, zıtlarsa çekerler. Nesnelerden biri yüklüyse, nötr nesneler üzerindeki yükün ayna kopyasını oluşturarak çekmeyi tetikleyecektir.

Yangın riski

Yangın riski tüm endüstriler için ortak bir sorun değildir. Ancak matbaacılık ve yanıcı solventlerin kullanıldığı diğer işletmelerde yangın çıkma olasılığı çok yüksektir.

Tehlikeli alanlarda en yaygın tutuşturma kaynakları topraklanmamış ekipman ve hareketli iletkenlerdir. Tehlikeli bir alanda bulunan bir operatör spor ayakkabı veya tabanı iletken olmayan ayakkabılar giyiyorsa, vücudunun solventleri tutuşturabilecek bir yük oluşturması riski vardır. Topraklanmamış iletken makine parçaları da tehlikelidir. Tehlikeli alandaki her şey iyi topraklanmış olmalıdır.

Aşağıdaki bilgiler, statik boşalmanın yanıcı ortamlarda yangına neden olma yeteneğinin kısa bir açıklamasını sağlar. Bu gibi durumlarda kullanılacak cihaz seçiminde hata yapmamak için tecrübesiz satıcıların ekipman türlerini önceden bilmeleri önemlidir.

Bir deşarjın yangına neden olma yeteneği birçok değişkene bağlıdır:

• deşarj tipi;

• deşarj gücü;

• deşarj kaynağı;

• deşarj enerjisi;

• yanıcı bir ortamın varlığı (gaz fazındaki çözücüler, toz veya yanıcı sıvılar);

• yanıcı bir ortamın minimum tutuşma enerjisi (MEV).

Deşarj türleri

Üç ana tip vardır - kıvılcım, fırça ve kayar fırça deşarjları. Bu durumda korona deşarjı dikkate alınmaz, çünkü düşük enerji ile karakterize edilir ve oldukça yavaş gerçekleşir. Korona deşarjı çoğunlukla tehlikeli değildir, sadece çok yüksek yangın ve patlama tehlikesi olan alanlarda düşünülmelidir.

kıvılcım deşarjı

Esas olarak orta derecede iletken, elektriksel olarak yalıtılmış bir nesneden gelir. Bir insan vücudu, bir makine parçası veya bir alet olabilir. Kıvılcımlanma anında yükün tüm enerjisinin dağıldığı varsayılır. Enerji, solvent buharının MEI'sinin üzerindeyse tutuşma meydana gelebilir.

Kıvılcım enerjisi şu şekilde hesaplanır: E (Joule cinsinden) = ½ C U2.

fırça deşarjı

Fırça deşarjı, ekipmanın sivri kısımları, yalıtkan özellikleri birikmesine yol açan dielektrik malzemelerin yüzeylerinde şarjı yoğunlaştırdığında meydana gelir. Fırça deşarjı, kıvılcım deşarjından daha düşük bir enerjiye sahiptir ve bu nedenle daha düşük tutuşma tehlikesi sunar.

Sürgülü fırça tahliyesi

Sürgülü fırça deşarjı, yüksek dirence sahip, artan bir yük yoğunluğuna ve ağın her iki tarafında farklı bir yük polaritesine sahip olan sentetik malzemelerin levhaları veya ruloları üzerinde meydana gelir. Bu fenomen, sürtünme veya toz kaplama püskürtme ile tetiklenebilir. Etki, düz bir kapasitörün boşalmasıyla karşılaştırılabilir ve bir kıvılcım boşalması kadar tehlikeli olabilir.

Deşarj kaynağı ve enerji

Yük dağılımının büyüklüğü ve geometrisi önemli faktörler. Vücut ne kadar büyükse, o kadar fazla enerji içerir. Keskin köşeler, alanın gücünü arttırır ve deşarjları destekler.

Deşarj gücü

İnsan vücudu gibi enerjisi olan bir cisim iyi iletmiyorsa cismin direnci deşarjı zayıflatacak ve tehlikeyi azaltacaktır. İnsan vücudu için bir temel kural vardır: Vücutta bulunan enerjinin 2 ila 3 kat daha yüksek olmasına rağmen, dahili minimum tutuşma enerjisi 100 mJ'den az olan herhangi bir çözücünün tutuşabileceğini düşünün.

Minimum ateşleme enerjisi MEI

Solventlerin minimum tutuşma enerjisi ve tehlikeli alandaki konsantrasyonları çok önemli faktörlerdir. Minimum tutuşma enerjisi deşarj enerjisinin altında ise yangın riski vardır.

elektriğe maruz kalma

Endüstriyel bir ortamda statik şok riski konusu giderek daha fazla dikkat çekiyor. Bunun nedeni iş sağlığı ve güvenliği gereksinimlerindeki önemli artıştır.

Statik elektriğin neden olduğu elektrik çarpması, prensip olarak, özel bir tehlike oluşturmaz. Bu sadece nahoştur ve genellikle keskin bir reaksiyona neden olur.

İki tane yaygın sebepler statik şok:

indüklenmiş şarj

Bir kişi elektrik alanındaysa ve film makarası gibi yüklü bir nesneye tutunursa, vücudunun şarj olması mümkündür.

Yük, yalıtkan tabanlı ayakkabılar giyiyorsa, topraklanmış ekipmana dokunana kadar operatörün vücudunda kalır. Yük yere akar ve bir kişiye çarpar. Bu aynı zamanda operatör yüklü nesnelere veya malzemelere dokunduğunda da olur - yalıtkan ayakkabılar nedeniyle yük vücutta birikir. Operatör, ekipmanın metal parçalarına dokunduğunda şarj boşalabilir ve elektrik çarpmasına neden olabilir.

İnsanlar sentetik halılar üzerinde hareket ettiğinde, halı ve ayakkabılar arasındaki temas ile statik bir yük oluşur. Sürücülerin araçtan inerken aldıkları elektrik çarpması, kaldırma anında koltuk ile kıyafetleri arasında oluşan yükten kaynaklanmaktadır. Bu sorunun çözümü, koltuktan kalkmadan önce kapı çerçevesi gibi arabanın metal bir parçasına dokunmaktır. Bu, yükün araç gövdesi ve lastikler aracılığıyla güvenli bir şekilde yere akmasını sağlar.

Ekipmanın neden olduğu elektrik çarpması

Böyle bir elektrik çarpması, malzemenin neden olduğu yaralanmadan çok daha az sıklıkta meydana gelmesine rağmen mümkündür.

Sargı makarasında önemli bir yük varsa, operatörün parmakları yükü o kadar yoğunlaştırır ki, kırılma noktasına ulaşır ve bir deşarj meydana gelir. Ek olarak, metalik bir topraklanmamış nesne bir elektrik alanı içindeyse, indüklenmiş bir yük ile yüklenebilir. Metal nesne iletken olduğu için, nesneye dokunan kişiye hareketli yük boşalacaktır.

Statik elektrik, dielektrik ve yarı iletken maddelerin, ürün malzemelerinin veya yalıtılmış iletkenlerin yüzeyinde ve hacminde serbest bir elektrik yükünün ortaya çıkması, korunması ve gevşemesi ile ilgili bir dizi olgudur. Ekipman ve malzemeler üzerinde biriken yükler ve beraberindeki elektrik deşarjları yangın ve patlamalara, teknolojik süreçlerin bozulmasına, elektrikli cihazların ve otomasyon ekipmanlarının okumalarının doğruluğuna neden olabilir.
İşletmeler, statik elektrik birikimi nedeniyle özellikle tehlikelidir. yemek üretimi teknolojik süreçlerin ürünün (fırınlama, şekerleme, nişasta, şeker vb.) ezilmesi, öğütülmesi ve elenmesi, tahılın temizlenmesi ve işlenmesi, konveyörler ve borular kullanılarak katı ve sıvı ürünlerin taşınması (un toplu depolaması için depolar, bira fabrikaları, içki fabrikaları, vb.).
Sıcaklık, yüklü parçacıkların konsantrasyonu, atomların enerji durumu, yüzey pürüzlülüğü ve diğer parametreler farklı olan cisimler temas ettiğinde, aralarında elektrik yükleri yeniden dağıtılır. Aynı zamanda, cisimlerin arayüzünde, pozitif yükler bir tanesinde, negatif yükler ise diğerinde yoğunlaşır. Elektriksel bir çift katman oluşur. Temas eden yüzeylerin ayrılması sürecinde, yüklerin bir kısmı nötralize edilir ve bir kısmı gövdelerde depolanır.
Üretim koşulları altında, çeşitli maddelerin elektriklenmesi birçok faktöre bağlıdır ve her şeyden önce fiziksel ve kimyasal özellikler işlenmiş maddeler, teknolojik sürecin türü ve doğası. Elektrostatik yükün büyüklüğü, malzemelerin elektriksel iletkenliğine, bağıl dielektrik sabitine, hareket hızına, temas halindeki malzemeler arasındaki temasın doğasına, ortamın elektriksel özelliklerine, bağıl neme ve hava sıcaklığına bağlıdır. Dielektrik malzemelerin elektrifikasyonu, özellikle 109 Ohm-m'lik belirli bir elektrik direncinde ve ayrıca %50'den az bağıl hava nemi olduğunda keskin bir şekilde artar. 108 ohm-m veya daha düşük bir özdirenç ile elektrifikasyon pratik olarak algılanmaz. Sıvıların elektriklenme derecesi esas olarak dielektrik özelliklerine ve kinematik viskozitesine, akış hızına, boru hattının çapına ve uzunluğuna, boru hattı malzemesine, iç duvarlarının durumuna ve sıvı sıcaklığına bağlıdır. Sıvının filtre elemanları ile geniş temas alanı nedeniyle filtrasyon sırasında yük oluşumunun yoğunluğu gözlenir. Örneğin damıtma tesislerinde serbestçe düşen yanıcı bir sıvı jeti ile tankları doldururken sıvıların sıçramasına, damlaların elektriklenmesi eşlik eder, bunun sonucunda bir elektrik yükü ve buharların tutuşması tehlikesi vardır. bu sıvılar. Bu nedenle, serbest düşen bir jet ile tanklara sıvı dökülmesine izin verilmez. Yükleme borusunun sonundan geminin dibine kadar olan mesafe 200 mm'yi geçmemelidir ve bu mümkün değilse, jet duvar boyunca yönlendirilir.
Jeller, dielektrik yüzeyi üzerindeki elektrostatik alanın gücü kritik (bozulma) bir değere ulaştığında, bir elektrik boşalması meydana gelir. Hava için, arıza voltajı yaklaşık 30 kV/cm'dir.
Elektrostatik içsel güvenlik, statik elektrikten kaynaklanan patlama veya yangın olasılığının hariç tutulduğu bir durumdur. Güvenli kıvılcım enerjisi (J cinsinden) aşağıdaki formülle belirlenir:

Wi=kb*Wmin

Burada kb, 0,4-0,5'e eşit olarak uygulanan güvenlik faktörüdür; Wmin, söz konusu yanıcı karışımı tutuşturabilecek minimum enerjidir.
Yükün izin verilen maksimum değeri için, belirli bir maddenin yüzeyinden mümkün olan maksimum deşarj enerjisinin W'nin ve ortamın minimum tutuşma enerjisinin 0.4-0.5'ini aşmadığı böyle bir değer alınır Wmin.
Bir dielektrikin (J cinsinden) boşalmasının (kıvılcım) enerjisi aşağıdaki formülle belirlenebilir:

W \u003d 0,5 * C * V 2

C, kıvılcım tarafından boşaltılan elektrik kapasitansı olduğunda, F; V, yere göre potansiyel farktır, V.
Gaz ve buhar-hava karışımlarının minimum tutuşma enerjisi bir milijoule'ün kesirleridir.
Ekipmandaki potansiyel fark birkaç bin volta ulaşabilir ve formülden aşağıdaki gibi, elektrostatik yük taşıyan küçük bir elektrik kapasitansı ile bile, kıvılcım deşarj enerjisi, patlayıcı bir atmosferin minimum tutuşma enerjisini aşabilir. Örneğin, dökme malzemeleri kauçuk kayışlı bir konveyör üzerinde taşırken, toprağa göre potansiyel 45.000 V'a ve deri tahrik kayışı 15 m / s hızında - 80.000 V'a kadar ulaşabilir.
Gazlar, buharlar ve bazı tozlarla neredeyse tüm patlayıcı hava karışımlarını tutuşturmak için yeterli elektrostatik yükler bir kişi üzerinde birikebilir (sentetik kumaşlardan yapılmış giysiler, dielektrikler üzerinde yürümek, elektriği iletmeyen ayakkabılar vb.) onu bir elektrikli ekipman ve malzemelerden.
Bir kişi üzerindeki elektrostatik yükün potansiyeli 15.000-20.000 V'a ulaşabilir. Böyle bir potansiyelin deşarjları, mevcut güç ihmal edilebilir olduğundan ve bir batma, sarsıntı veya spazm gibi hissettirdiği için insanlar için tehlike oluşturmaz. Bununla birlikte, etkileri altında, bir yükseklikten düşmeye, arabanın tehlike bölgesine girmeye vb. Yol açabilecek refleks hareketleri mümkündür.
10.000 V'luk bir potansiyelde ve 100 ila 350 pF arasında değişen bir insan kapasitansında deşarj enerjisi 5-17.5 mJ'dir. yani minimum ateşleme enerjisinin değerlerini aşıyor etil alkol, benzen ve karbon disülfür (sırasıyla 0.95; 0.2; 0.0009 mJ).
ESD koruma önlemleri üç ana gruba ayrılır:

• elektrostatik yük olasılığının önlenmesi;
• elektrostatik yük potansiyelinin büyüklüğünü güvenli bir seviyeye düşürmek;
• statik elektrik yüklerini nötralize eder.

Elektrostatik yükün oluşmasını önlemenin ana yolu, topraklama kullanarak statik elektriği proses ekipmanından kalıcı olarak çıkarmaktır. Her bir aparat ve boru hattı sistemi en az iki yerde topraklanmıştır. Kauçuk hortumlar 10 cm'lik artışlarla topraklanmış bakır telin etrafına sarılır.Unutulmamalıdır ki, bir ohm'un kesirleri ile tahmin edilen bir özdirençli malzemelerin iyi iletkenler olarak kabul edildiği elektrik mühendisliğinin aksine, elektrostatikte, iletken ve iletken olmayan, 10 kOhm * m'lik bir özdirenç değeri olarak kabul edilir. Bu nedenle, yalnızca bir elektrostatik yükün giderilmesi için kullanılan bir topraklama cihazının izin verilen maksimum direnci 100 ohm'u geçmemelidir.
Metal yapıların elemanları üzerinde statik elektrik oluşumunu önlemek için, birbirine paralel 10 cm'den daha az bir mesafede bulunan çeşitli amaçlar için boru hatları, her 20 m'de bir aralarına monte edilen metal topraklı köprüler kullanılarak oluşturulan kapalı devreler kullanılır veya az.
Ekipman ve işlenmiş malzemeler üzerinde oluşan elektrostatik yükün potansiyelini güvenli bir düzeye indirmek için teknolojik yöntemler kullanılır (taşınan sıvı ve toz benzeri maddelerin güvenli hareket hızları, sürtünme yüzeylerinin seçimi, ortaya çıkan yükleri karşılıklı olarak dengeleyen malzemeler, vb.), hava ve malzemenin bağıl nemini artırarak giderme yöntemleri, kimyasal yüzey işlemi, antistatik ajanların ve iletken filmlerin uygulanması. %70'in üzerinde genel veya yerel hava nemlendirmesi, elektrostatik yüklerin sürekli olarak uzaklaştırılmasını sağlar. Malzemelerin yüzey iletkenliği, yüzey aktif maddelerle muamele, elektriksel olarak iletken emayelerden kaplamaların ve yağlayıcıların kullanılmasıyla arttırılır. Statik elektrik yükleri, hacminin bir biriminde oluşan iyon çiftlerinin sayısının nötrleştirilmiş elektrostatik yüklerin oluşma hızına karşılık geldiği hava iyonizasyonu yoluyla nötralize edilir. Bunun için indüksiyon, radyoizotop ve kombine iyonlaştırıcılar kullanılır.
Bir kişiden elektrostatik yükleri sürekli olarak çıkarmak için, iletken zeminler, topraklanmış alanlar veya çalışma platformları, ekipman, merdivenler ve ayrıca deri tabanlı veya iletken kauçuk tabanlı anti-elektrostatik önlük ve ayakkabı şeklindeki kişisel koruyucu ekipmanlar kullanılır.