الكهرباء الساكنة - ما هي وأسبابها. الكهرباء الساكنة والحماية منها ما الفرق بين الكهرباء الساكنة والكهرباء

ما هي الكهرباء الساكنة

تحدث الكهرباء الساكنة عندما يضطرب التوازن داخل الذرة أو داخل الجزيئات بسبب كسب أو فقدان الإلكترون. عادة، تكون الذرة في حالة توازن بسبب نفس العدد من الجزيئات الموجبة والسالبة - البروتونات والإلكترونات. يمكن للإلكترونات أن تنتقل بسهولة من ذرة إلى أخرى. ومن خلال القيام بذلك، فإنها تشكل أيونات موجبة (حيث لا يوجد إلكترون) أو أيونات سالبة (إلكترون واحد أو ذرة بها إلكترون إضافي). عندما يحدث هذا الخلل، تحدث الكهرباء الساكنة.

الشحنة الكهربائية للإلكترون هي (-) 1.6 × 10 -19 كولوم. البروتون الذي له نفس الشحنة له قطبية موجبة. تتناسب الشحنة الساكنة بالكولوم بشكل مباشر مع زيادة أو نقص الإلكترونات، أي. عدد الأيونات غير المستقرة.

الكولوم هو وحدة أساسية للشحنة الساكنة تحدد كمية الكهرباء التي تمر عبر المقطع العرضي للموصل في ثانية واحدة عند تيار قدره 1 أمبير.

يفتقد الأيون الموجب إلكترونًا واحدًا، وبالتالي يمكنه بسهولة قبول إلكترون من جسيم سالب الشحنة. يمكن للأيون السالب بدوره أن يكون إما إلكترونًا واحدًا أو ذرة/جزيء يحتوي على عدد كبير من الإلكترونات. وفي كلتا الحالتين، يوجد إلكترون يمكنه تحييد الشحنة الموجبة.

كيف يتم توليد الكهرباء الساكنة؟

الأسباب الرئيسية للكهرباء الساكنة:

• الاتصال بين مادتين وفصلهما عن بعضهما البعض (بما في ذلك الاحتكاك، واللف/الفك، وما إلى ذلك).

• تغير سريع في درجة الحرارة (على سبيل المثال، عند وضع المادة في الفرن).

• الإشعاع عالي الطاقة، الأشعة فوق البنفسجية، الأشعة السينية، المجالات الكهربائية القوية (غير عادية للإنتاج الصناعي).

• عمليات القطع (على سبيل المثال، على المناشير أو آلات قطع الورق).

• الحث (توليد مجال كهربائي ناجم عن شحنة ثابتة).

ربما يكون التلامس السطحي وفصل المواد من الأسباب الأكثر شيوعًا للكهرباء الساكنة في تطبيقات معالجة الأفلام البلاستيكية والصفائح البلاستيكية. يتم إنشاء شحنة ثابتة أثناء عملية تفكيك/لف المواد أو تحريك طبقات مختلفة من المواد بالنسبة لبعضها البعض.

هذه العملية ليست واضحة تمامًا، ولكن يمكن الحصول على التفسير الأكثر صدقًا لظهور الكهرباء الساكنة في هذه الحالة من خلال رسم تشبيه مع مكثف ذو لوحة مسطحة، حيث يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية عندما تنفصل الألواح:

الإجهاد الناتج = الإجهاد الأولي x (تباعد الصفائح النهائي/تباعد الصفائح الأولي).

عندما يلامس الغشاء الاصطناعي عمود التغذية/الرفع، فإن الشحنة المنخفضة المتدفقة من المادة إلى العمود تسبب خللاً في التوازن. عندما تمر المادة بمنطقة التلامس مع العمود، يزداد الضغط بنفس الطريقة كما في حالة ألواح المكثفات في لحظة انفصالها.

تبين الممارسة أن سعة الجهد الناتج محدودة بسبب الانهيار الكهربائي الذي يحدث في الفجوة بين المواد المجاورة والتوصيل السطحي وعوامل أخرى. عندما يخرج الفيلم من منطقة الاتصال، يمكنك غالبًا سماع صوت طقطقة خافت أو ملاحظة شرارة. يحدث هذا في اللحظة التي تصل فيها الشحنة الساكنة إلى قيمة كافية لتفكيك الهواء المحيط.

قبل الاتصال بالعمود، يكون الفيلم الاصطناعي محايدًا كهربائيًا، ولكن أثناء عملية الحركة والاتصال بأسطح التغذية، يتم توجيه تدفق الإلكترونات نحو الفيلم وشحنه بشحنة سالبة. إذا كان العمود معدنيًا ومؤرضًا، فإن شحنته الموجبة تستنزف بسرعة.

تحتوي معظم المعدات على العديد من الأعمدة، وبالتالي يمكن أن تتغير كمية الشحنة وقطبيتها بشكل متكرر. أفضل طريقة للتحكم في الشحنة الساكنة هي اكتشافها بدقة في المنطقة الواقعة مباشرة أمام منطقة المشكلة. إذا تم تحييد الشحنة في وقت مبكر جدًا، فقد تتعافى قبل أن يصل الفيلم إلى منطقة المشكلة هذه.

إذا كان لدى الجسم القدرة على تجميع شحنة كبيرة، وفي حالة وجود جهد كهربائي عالي، فإن الكهرباء الساكنة ستسبب مشاكل خطيرة مثل الشرارة، أو التنافر/الجذب الكهروستاتيكي، أو الصدمات الكهربائية للموظفين.

قطبية الشحن

الشحنة الساكنة يمكن أن تكون إيجابية أو سلبية. بالنسبة لموانع التيار المباشر (AC) والسلبية (الفرشاة)، فإن قطبية الشحنة ليست مهمة عادةً.

مشاكل الكهرباء الساكنة

التفريغ الساكن في الالكترونيات

ومن الضروري الانتباه إلى هذه المشكلة، لأن... وغالبًا ما يحدث أثناء التعامل مع الوحدات والمكونات الإلكترونية المستخدمة في أجهزة التحكم والقياس الحديثة.

في مجال الإلكترونيات، يأتي الخطر الرئيسي المرتبط بالشحنة الساكنة من الشخص الذي يحمل الشحنة ولا يمكن تجاهله. يولد تيار التفريغ حرارة، مما يؤدي إلى تدمير التوصيلات وانقطاع الاتصالات وتمزق مسارات الدوائر الدقيقة. يدمر الجهد العالي أيضًا طبقة الأكسيد الرقيقة الموجودة على ترانزستورات التأثير الميداني والعناصر المغلفة الأخرى.

في كثير من الأحيان لا تتعطل المكونات تمامًا، وهو ما يمكن اعتباره أكثر خطورة لأنه... ولا يظهر العطل فورًا، بل في لحظة غير متوقعة أثناء تشغيل الجهاز.

كقاعدة عامة، عند العمل مع الأجزاء والأجهزة الحساسة للكهرباء الساكنة، يجب دائمًا اتخاذ التدابير اللازمة لتحييد الشحنات المتراكمة على جسم الإنسان.

التجاذب/التنافر الكهروستاتيكي

ربما تكون هذه هي المشكلة الأكثر انتشارًا التي تواجهها المصانع العاملة في إنتاج ومعالجة البلاستيك والورق والمنسوجات والصناعات ذات الصلة. ويتجلى ذلك في حقيقة أن المواد تغير سلوكها بشكل مستقل - فهي تلتصق ببعضها البعض أو، على العكس من ذلك، تتنافر، وتلتصق بالمعدات، وتجذب الغبار، وتلتف بشكل غير صحيح حول جهاز الاستقبال، وما إلى ذلك.

يحدث التجاذب/التنافر وفقًا لقانون كولوم، الذي يقوم على مبدأ التعارض التربيعي. وبصيغة بسيطة يتم التعبير عنها على النحو التالي:

قوة الجذب أو التنافر (بالنيوتن) = الشحنة (أ) × الشحنة (ب) / (المسافة بين الجسمين 2 (بالأمتار)).

وبالتالي، فإن شدة هذا التأثير ترتبط ارتباطًا مباشرًا بسعة الشحنة الساكنة والمسافة بين الأجسام الجاذبة أو الطاردة. يحدث التجاذب والتنافر في اتجاه خطوط المجال الكهربائي.

إذا كانت الشحنتان لهما نفس القطبية فإنهما تتنافران، وإذا كانت لهما قطبية معاكسة فإنهما تتجاذبان. إذا كان أحد الأجسام مشحونًا، فإنه سيثير جاذبية، مما يؤدي إلى إنشاء نسخة مرآة من الشحنة على الأجسام المحايدة.

خطر الحريق

خطر الحريق ليس مشكلة شائعة في جميع الصناعات. لكن احتمال نشوب حريق كبير جدًا في شركات الطباعة وغيرها من المؤسسات التي تستخدم فيها المذيبات القابلة للاشتعال.

في المناطق الخطرة، مصادر الحريق الأكثر شيوعًا هي المعدات غير المؤرضة والموصلات المتحركة. إذا كان المشغل يرتدي أحذية رياضية أو غير موصلة للكهرباء أثناء وجوده في منطقة خطرة، فهناك خطر من أن يولد جسده شحنة قد تتسبب في اشتعال المذيبات. تشكل أجزاء الماكينة الموصلة غير المؤرضة خطرًا أيضًا. يجب أن يكون كل شيء يقع في المنطقة الخطرة مؤرضًا بشكل جيد.

توفر المعلومات التالية شرحًا موجزًا ​​لإمكانية التسبب في الحريق بسبب التفريغ الساكن في البيئات القابلة للاشتعال. من المهم أن يكون مندوبو المبيعات عديمي الخبرة على دراية بأنواع المعدات مسبقًا لتجنب الأخطاء في اختيار الأجهزة للاستخدام في مثل هذه الظروف.

تعتمد قدرة التفريغ على إثارة الحريق على العديد من العوامل المتغيرة:

• نوع التفريغ

• قوة التفريغ

• مصدر التفريغ

• طاقة التفريغ

• وجود بيئة قابلة للاشتعال (المذيبات في الطور الغازي أو الغبار أو السوائل القابلة للاشتعال)؛

• الحد الأدنى من طاقة الاشتعال (MEI) للبيئة القابلة للاشتعال.

أنواع التفريغ

هناك ثلاثة أنواع رئيسية - تفريغ الشرارة والفرشاة والفرشاة المنزلقة. ولا يؤخذ في الاعتبار تفريغ كورونا في هذه الحالة، لأن لديها طاقة منخفضة وتحدث ببطء شديد. غالبًا ما يكون تفريغ كورونا غير ضار ويجب أخذه في الاعتبار فقط في المناطق التي ترتفع فيها مخاطر الحرائق والانفجارات.

تفريغ شرارة

وعادة ما يأتي من جسم موصل بشكل معتدل ومعزول كهربائيًا. يمكن أن يكون جسمًا بشريًا، أو جزءًا من آلة، أو أداة. من المفترض أن كل طاقة الشحنة تتبدد في لحظة الشرارة. إذا كانت الطاقة أعلى من MEV لبخار المذيب، فقد يحدث اشتعال.

يتم حساب طاقة الشرارة على النحو التالي: E (بالجول) = ½ C U2.

تفريغ المعصم

يحدث تفريغ الفرشاة عندما تقوم الأجزاء الحادة من المعدات بتركيز الشحنة على أسطح المواد العازلة، والتي تؤدي خصائصها العازلة إلى تراكمها. يحتوي تفريغ الفرشاة على طاقة أقل مقارنة بتفريغ الشرارة، وبالتالي يشكل خطر اشتعال أقل.

تفريغ الفرشاة المنزلقة

يحدث تفريغ الفرشاة المنزلقة على صفائح أو مواد اصطناعية ذات مقاومة عالية، ولها كثافة شحن متزايدة وقطبية مختلفة للشحنات على كل جانب من جوانب الورقة. يمكن أن يكون سبب هذه الظاهرة الاحتكاك أو رش مسحوق الطلاء. التأثير مشابه لتفريغ مكثف ذو لوحة متوازية ويمكن أن يكون خطيرًا مثل تفريغ الشرارة.

مصدر التفريغ والطاقة

يعد حجم وهندسة توزيع الشحنة من العوامل المهمة. كلما زاد حجم الجسم، زادت الطاقة التي يحتوي عليها. تعمل الزوايا الحادة على زيادة قوة المجال ودعم التصريفات.

قوة التفريغ

إذا كان الجسم الذي يتمتع بالطاقة ليس موصلًا جيدًا جدًا، مثل جسم الإنسان، فإن مقاومة الجسم ستضعف التفريغ وتقلل من الخطر. بالنسبة لجسم الإنسان، القاعدة الأساسية هي افتراض أن أي مذيبات ذات طاقة اشتعال داخلية أقل من 100 مللي جول يمكن أن تشتعل، على الرغم من أن الطاقة الموجودة في الجسم قد تكون أعلى بمقدار 2 إلى 3 مرات.

الحد الأدنى من طاقة الاشتعال MEV

يعد الحد الأدنى من طاقة الاشتعال للمذيبات وتركيزها في المنطقة الخطرة من العوامل المهمة جدًا. إذا كان الحد الأدنى لطاقة الإشعال أقل من طاقة التفريغ، يكون هناك خطر نشوب حريق.

الصعق الكهربائي

تحظى مسألة مخاطر الصدمات الساكنة في البيئات الصناعية باهتمام متزايد. ويرجع ذلك إلى الزيادة الكبيرة في متطلبات الصحة والسلامة المهنية.

الصعق بالكهرباء الناجم عن الكهرباء الساكنة، من حيث المبدأ، ليس خطيرًا بشكل خاص. إنه ببساطة غير سار وغالباً ما يسبب رد فعل قوي.

هناك سببان شائعان للصدمة الساكنة:

تهمة المستحثة

إذا كان الشخص في مجال كهربائي وتمسك بجسم مشحون، مثل بكرة الفيلم، فمن الممكن أن يصبح جسمه مشحونًا.

تظل الشحنة في جسم المشغل إذا كان يرتدي حذاءًا بنعال عازلة حتى يلمس المعدات المؤرضة. تتدفق الشحنة إلى الأرض وتضرب الشخص. ويحدث هذا أيضًا عندما يلمس المشغل الأجسام أو المواد المشحونة - بسبب الأحذية العازلة، تتراكم الشحنة في الجسم. عندما يلمس المشغل الأجزاء المعدنية من الجهاز، يمكن أن تتسرب الشحنة وتتسبب في حدوث صدمة كهربائية.

عندما يمشي الناس على السجاد الاصطناعي، تتولد شحنة ثابتة عندما يكون هناك اتصال بين السجاد والأحذية. الصدمات الكهربائية التي يتعرض لها السائقون عند مغادرة سيارتهم تكون ناجمة عن الشحنة التي تنشأ بين المقعد وملابسهم وقت الرفع. والحل لهذه المشكلة هو لمس جزء معدني من السيارة، مثل إطار الباب، قبل النهوض من المقعد. وهذا يسمح للشحنة بالتدفق بأمان إلى الأرض من خلال جسم السيارة وإطاراتها.

الأضرار الكهربائية الناجمة عن المعدات

من الممكن حدوث مثل هذه الصدمة الكهربائية، على الرغم من أنها تحدث بشكل أقل بكثير من الضرر الذي تسببه المادة.

إذا كانت بكرة اللف تحتوي على شحنة كبيرة، فيحدث أن أصابع المشغل تركز الشحنة إلى حد أنها تصل إلى نقطة الانهيار ويحدث التفريغ. بالإضافة إلى ذلك، إذا تم وضع جسم معدني غير مؤرض في مجال كهربائي، فقد يصبح مشحونًا بشحنة مستحثة. ونظرًا لأن الجسم المعدني موصل، فإن الشحنة المتحركة سوف يتم تفريغها إلى الشخص الذي يلمس الجسم.

عندما تتحرك الشحنات الكهربائية بحرية عبر موصل، يسمى ذلك تيارًا كهربائيًا. إذا توقفت دون أن تتحرك وبدأت في التراكم على شيء ما، فيجب أن نتحدث عن الكهرباء الساكنة. وفقًا لـ GOST، الإحصائيات هي مجمل حدوث الشحنة الكهربائية وحفظها وتراكمها الحر على السطح الخارجي للمواد العازلة للكهرباء أو على العوازل.

حدوث الكهرباء الساكنة

عندما يكون الجسم المادي في حالة محايدة طبيعية، يتم الحفاظ على توازن الجزيئات المشحونة سلباً وإيجاباً فيه. إذا تم انتهاكه، يتم تشكيل شحنة كهربائية بعلامة واحدة أو أخرى في الجسم، يحدث الاستقطاب - تبدأ الرسوم في التحرك.

معلومات إضافية.كل جسم مادي قادر على إنتاج شحنات في اتجاه إيجابي أو سلبي، وهذه هي الطريقة التي يتم بها وصفها على مقياس كهرباء الاحتكاك.

على سبيل المثال:

• إيجابي: الهواء، الجلد، الأسبستوس، الزجاج، الجلد، الميكا، الصوف، الفراء، الرصاص؛
• سلبي: إيبونيت، تفلون، السيلينيوم، البولي إيثيلين، البوليستر، النحاس، النحاس، النيكل، اللاتكس، العنبر؛
• محايد: الورق والقطن والخشب والفولاذ.

يمكن أن تحدث كهربة ثابتة للأشياء لأسباب مختلفة. أهمها ما يلي:

• الاتصال المباشر بين الأجسام مع الانفصال اللاحق: الاحتكاك (بين المواد العازلة أو العازلة والمعدن)، واللف، والفك، وتحريك طبقات المواد بالنسبة لبعضها البعض وغيرها من التلاعبات المماثلة؛
• التغير الفوري في درجة الحرارة المحيطة: التبريد المفاجئ، الوضع في الفرن، وما إلى ذلك؛
• التعرض للإشعاع، والأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية، وتحريض المجالات الكهربائية القوية؛
• عمليات القطع - على آلات قطع أو قطع الأوراق الورقية؛
• توجيه اتجاهي خاص مع التفريغ الإحصائي.

على المستوى الجزيئي، يحدث حدوث الكهرباء الساكنة نتيجة لعمليات معقدة عندما تبدأ إعادة توزيع الإلكترونات والأيونات الناتجة عن اصطدام الأسطح غير المتجانسة بروابط ذرية مختلفة من الجاذبية السطحية. كلما تحركت المواد أو السوائل بشكل أسرع بالنسبة لبعضها البعض، انخفضت مقاومتها، وكلما زادت المساحات التي تتلامس وقوى التفاعل، زادت درجة الكهربة والإمكانات الكهربائية.

مصادر الكهرباء الساكنة، سواء في الظروف المنزلية أو الصناعية، هي أجهزة الكمبيوتر والمكتب وأجهزة التلفزيون وغيرها من الوحدات والأجهزة التي تعمل بالتيار الكهربائي. على سبيل المثال، يحتوي أبسط جهاز كمبيوتر على زوج من المراوح لتبريد وحدة النظام. عندما يتسارع الهواء، تصبح جزيئات الغبار الموجودة فيه مكهربة، وتحتفظ بالشحنة، وتستقر على الأشياء المحيطة، وجلد الناس وشعرهم، وحتى تخترق الرئتين.

كما تتراكم الكهرباء الساكنة بكميات كبيرة على شاشات المراقبة. في المنازل والمباني الصناعية، تتشكل الشحنات الكهروستاتيكية على الأرضيات المغطاة بمشمع أو بلاط PVC، وعلى الأشخاص (في الشعر والملابس الاصطناعية).

في الطبيعة، تكون الكهرباء الساكنة قوية جدًا، وتنشأ عندما تتحرك الكتل السحابية: تنشأ فيما بينها إمكانات هائلة للكهرباء، والتي تتجلى في تصريفات البرق.

في الصناعة، غالبًا ما تتم مواجهة تكوين الشحنات الساكنة في الحالات التالية:

• احتكاك الأحزمة الناقلة على الأعمدة، واحتكاك الأحزمة السلكية على البكرات (خاصة في حالات الانزلاق والتشويش)؛
• عندما تمر السوائل القابلة للاشتعال عبر خطوط الأنابيب؛
• ملء الخزانات بالبنزين وجزيئات البترول السائلة الأخرى؛
• دخول وحركة ذرات الغبار في مجاري الهواء بسرعة عالية؛
• أثناء طحن وخلط وغربلة المواد الجافة؛
• أثناء الضغط المتبادل للمواد العازلة من مختلف الأنواع والاتساق؛
• المعالجة الميكانيكية للبلاستيك.
• مرور الغاز المسال (خاصة الذي يحتوي على معلقات أو غبار) عبر خطوط الأنابيب؛
• عربات متحركة بإطارات مطاطية على أرضيات عازلة.

خطر الكهرباء الساكنة

تشكل الكهرباء الساكنة المتراكمة أكبر خطر على الإنتاج الصناعي. قد يحدث اشتعال غير متوقع للمواد القابلة للاشتعال بسبب الشرر الناتج عن ملامسة المشغل للمعدات المؤرضة، يليه انفجار. تبلغ طاقة التفريغ الكهروستاتيكي في بعض الأحيان حوالي 1.4 جول - وهذا أكثر من كافٍ لإحضار مخاليط الغبار والبخار والغاز والهواء الموجودة في أي مواد قابلة للاشتعال إلى حالة الاحتراق. وفقًا لـ GOST، يجب ألا تزيد الطاقة القصوى للشحنات المتراكمة على سطح المنشأة الصناعية عن 40 بالمائة من الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لإشعال المادة.

خلال بعض العمليات التكنولوجية، على سبيل المثال:

• صب ونقل الرمال في الشاحنات.
• ضخ الوقود عبر خطوط الأنابيب.
• صب الكحول والبنزين والأثير في خزانات غير مؤرضة بسرعة عالية؛
• أثناء عمل الناقل، وما إلى ذلك، يتم توليد إمكانات كهربائية من 3 إلى 80 كيلو فولت.

ملحوظة!لكي تنفجر أبخرة البنزين، يكفي 300 فولت، والغازات القابلة للاشتعال - 3 كيلو فولت، والغبار القابل للاشتعال - حوالي 5 كيلو فولت.

تؤثر الإحصائيات أيضًا سلبًا على تشغيل جميع الأجهزة الدقيقة وفائقة الدقة، ومعدات الاتصالات الراديوية، وتخلق مشاكل كبيرة في عمل ميكانيكا الأتمتة والتلفزيون. إن العديد من أجزاء الأجهزة الإلكترونية المعقدة ليست مصممة ببساطة لتحمل مثل هذه الفولتية العالية الناتجة عن التفريغ الساكن. فهو يقوم بتعطيل هذه الأجزاء، ونتيجة لذلك تفقد الأجهزة الدقة.

يمكن أيضًا أن تتراكم الجسيمات المشحونة عند الأشخاص إذا كانوا يرتدون أحذية ذات نعال غير موصلة للكهرباء أو ملابس من الصوف أو الحرير أو الملابس الاصطناعية. تحدث الكهرباء عند التحرك (إذا كانت الأرضية لا توصل الكهرباء) والتفاعل مع الأجسام العازلة.

يتم تنفيذ تأثير الكهرباء الساكنة على جسم الإنسان في شكل تيار كهربائي طويل التدفق ذو جهد منخفض أو تفريغ فوري، مما يسبب إحساسًا بالوخز خفيفًا وليس لطيفًا دائمًا على الجلد (في بعض الأحيان يتم تقييمه على أنه معتدل أو حتى وخزات قوية). بشكل عام، يعتبر هذا التعرض لطاقة لا تزيد عن 7 جول غير ضار بالصحة، ومع ذلك، حتى التفريغ الحالي الضعيف يمكن أن يؤدي إلى تقلص العضلات الانعكاسية، وهو أمر محفوف بالإصابات الصناعية المختلفة (الدخول إلى مناطق عمل الآليات، اصطدام أجزاء من الجسم أو الملابس بأجزاء متحركة غير مسيجة من الآلات، أو السقوط من ارتفاع).

إذا نظرنا في تأثير الكهرباء الساكنة على جسم الإنسان على المستوى الخلوي، فنتيجة لتنشيط آلية الانعكاس العصبي، يحدث تهيج الخلايا العصبية الجلدية وأصغر الشعيرات الدموية. وهذا يؤدي إلى تغيرات في التركيب الأيوني لأنسجة أجسامنا، وهو ما يتجلى في زيادة التعب أثناء النهار، والحالة الذهنية المتهيجة المستمرة، واضطرابات إيقاع النوم ومشاكل أخرى في عمل الجهاز العصبي المركزي. الأداء العام يتناقص. بسبب التعرض المستمر للكهرباء الساكنة، يمكن أن تسبب تشنجات الأوعية الدموية بطء القلب - وهو انخفاض في وتيرة انقباضات عضلة القلب وزيادة ضغط الدم.

طرق الحماية من الكهرباء الساكنة في الإنتاج

يجري تطوير وتطبيق مجموعة من التدابير الوقائية ضد المظاهر الضارة والخطيرة للتيار الكهربائي الساكن المتراكم في ظروف الإنتاج. وهي تعتمد على الأساليب التالية:

• زيادة الخصائص الموصلة للمواد وبيئة العمل المحيطة بها، مما يؤدي إلى تشتت الشحنات الكهربائية الساكنة التي تظهر بشكل دوري في الفضاء؛
• انخفاض في سرعة معالجة وحركة المواد، مما يقلل بشكل كبير من إمكانية توليد شحنات كهربائية ثابتة؛
• الاستخدام الشامل للتأريض المصمم جيدًا، مما يساعد على القضاء على تراكم الإمكانات الخطرة؛
• زيادة مقاومة الآلات والآليات نفسها لعمل التصريفات الإحصائية؛
• منع تغلغل التيار الكهربائي في منطقة العمل.

تنقسم جميع الطرق المستخدمة لمنع التفريغ الكهربائي الساكن إلى هيكلية وتكنولوجية وكيميائية وفيزيائية وميكانيكية. تهدف الثلاثة الأخيرة بشكل أساسي إلى تقليل نشاط توليد الشحنات الكهربائية وإطلاقها السريع في التربة. وفي الوقت نفسه، لا تتعلق أولى هذه الطرق بالتأريض.

يعمل ما يسمى بقفص فاراداي كوسيلة موثوقة للغاية للحماية ضد الكهرباء الساكنة. وهي مصنوعة على شكل شبكة دقيقة تحيط بالآلات على كامل المنطقة، ولها اتصال بالحلقة الأرضية.

وبفضل هذا التصميم، لا تخترق المجالات الكهربائية داخل قفص فاراداي، ولا تؤثر على المجال المغناطيسي بأي شكل من الأشكال. تتم حماية الكابلات الكهربائية المغطاة سابقًا بدرع من الصفائح المعدنية وفقًا لنفس المبادئ.

يمكن تقليل الشحنة الكهروستاتيكية على النحو الأمثل عن طريق زيادة موصلية المواد الصناعية وعن طريق إجراء معالجة الإكليل (أي إنشاء بلازما هوائية على سطح المواد مع تفريغ الإكليل في درجة حرارة الغرفة). ويتم تحقيق ذلك من خلال مجموعة خاصة من المواد ذات الموصلية الحجمية المتزايدة، وزيادة مساحة العمل وزيادة تأين الهواء حول الآليات المحمية. وحدات خاصة - المؤينات - تولد أيونات موجبة وسالبة الشحنة، والتي تنجذب إلى العوازل المشحونة بشكل معاكس وتحييد شحناتها.

مهم!بالنسبة للمواد ذات المقاومة الكهربائية العالية، فإن طرق الحماية من الكهرباء الساكنة ليست مناسبة.

التأريض إلزامي في قائمة تدابير الحماية من الكهرباء الساكنة. يشتمل جهاز التأريض على قطب كهربائي أرضي (عنصر موصل) وموصل تأريض بين نقطة التأريض الموجودة على التربة والقطب الأرضي. يعتبر التأريض ضد الكهرباء الساكنة كافيًا إذا كانت المقاومة في أي نقطة من الجهاز لا تزيد عن 1 ميجا أوم. غالبًا ما تستخدم المعدات أفلامًا موصلة لتغطية سطح العمل.

يتم وضع الأرضيات المقاومة للكهرباء الساكنة في مناطق العمل؛ ويجب على المشغلين العمل بملابس وأحذية مضادة للكهرباء الساكنة (مقاومة المادة الوحيدة لا تزيد عن 100 أوم).

الحماية ضد الكهرباء الساكنة في المنزل

في الحياة اليومية هناك مجموعة من التدابير والإجراءات التي تساعد على منع تكون التفريغات الكهروستاتيكية:

• التنظيف الرطب الذي يتم إجراؤه يوميًا يقلل من كمية الغبار المنتشرة في الهواء؛
• منع جفاف الهواء، وتهوية المبنى يوميًا؛
• استخدام فرش الاستاتيكيه في التنظيف.

• استخدام الأثاث الاستاتيكيه.
• تشطيب المنزل بمواد تزيل الكهرباء الساكنة جيدًا: الخشب والمشمع المضاد للكهرباء الساكنة وغيرها؛
• أما بالنسبة للملابس، فقم بإزالة الملابس الصوفية بحركات بطيئة، ولإزالة تأثير التصاق الملابس الحريرية استخدم البخاخات المضادة للكهرباء الساكنة؛
• لا تقم بكي فراء الحيوانات في الهواء البارد والجاف؛
• مشطي شعرك بأمشاط خشبية أو معدنية بدلًا من الأمشاط البلاستيكية.

ولا تنس حماية المركبات الشخصية من تكون الكهرباء الساكنة على جسم السيارة، خاصة قبل تزويدها بالوقود بالبنزين. ويتم ذلك باستخدام شريط بسيط مضاد للكهرباء الساكنة أسفل الجزء السفلي من الجسم.

الكهرباء الساكنة هي شحنات كهربائية مجانية يتم جمعها من العوازل المختلفة. سواء في الصناعة أو في الحياة اليومية، تتراكم الكهرباء الساكنة غير الصحية تمامًا، ومن الضروري الحماية منها، لأن مثل هذه الرسوم يمكن أن تضر بالآلات والآليات والمنشآت الصناعية وصحة الإنسان. فقط الطرق الموثوقة هي التي يمكنها إبطال هذه الظاهرة السلبية أو منعها تمامًا.

فيديو

يظهر الجهد الثابت عندما ينتهك التوازن داخل الذرة أو داخل الجزيئات بسبب اكتساب أو فقدان الإلكترون. عادة، تكون الذرة في حالة متوازنة بسبب وجود عدد مماثل من الجسيمات الإيجابية والسلبية - البروتونات والإلكترونات. يمكن للإلكترونات ببساطة أن تنتقل من ذرة إلى أخرى. وفي الوقت نفسه، فإنها تشكل أيونات موجبة (حيث لا يوجد إلكترون) أو سالبة (إلكترون واحد أو ذرة مع إلكترون إضافي). عندما يحدث مثل هذا الخلل، يظهر التوتر الساكن.

الشحنة الإلكترونية للإلكترون هي (-) 1.6 × 10-19 كولوم. البروتون الذي له نفس الشحنة له قطبية موجبة. تتناسب الشحنة الساكنة بالكولوم بشكل مباشر مع زيادة أو نقص الإلكترونات، أي. عدد الأيونات غير المتوازنة. الكولوم هو وحدة أساسية للشحنة الساكنة تحدد كمية الكهرباء التي تمر عبر المقطع العرضي للموصل في ثانية واحدة عند تيار قدره 1 أمبير.

يفتقد الأيون الموجب إلكترونًا واحدًا، لذلك يمكنه ببساطة قبول إلكترون من جسيم سالب الشحنة. يمكن للأيون السالب بدوره أن يكون إما إلكترونًا واحدًا أو ذرة/جزيء يحتوي على عدد كبير من الإلكترونات. وفي كلتا الحالتين، يوجد إلكترون يمكنه تحييد الشحنة الموجبة.

كيف يتم توليد الجهد الساكن؟

المتطلبات الأساسية لحدوث الجهد الساكن:

1. الاتصال بين مادتين وفصلهما عن بعضهما البعض (بما في ذلك الاحتكاك، واللف/الفك، وما إلى ذلك).

2. التغير السريع في درجة الحرارة (على سبيل المثال، عند وضع المادة في الفرن).

3. الإشعاع بأعلى قيم الطاقة، الأشعة فوق البنفسجية، الأشعة السينية، الأشعة السينية، المجالات الإلكترونية القوية (غير عادية للإنتاج الصناعي).

4. عمليات القطع (على سبيل المثال، على آلات القطع أو آلات قطع الورق).

5. الحث (ظهور مجال إلكتروني ناتج عن شحنة ثابتة).

قد يكون التلامس السطحي وفصل المواد من الأسباب الأكثر شيوعًا للجهد الساكن في تطبيقات معالجة الأفلام البلاستيكية والصفائح البلاستيكية. يتم إنشاء شحنة ثابتة أثناء عملية تفكيك/لف المواد أو تحريك طبقات مختلفة من المواد بالنسبة لبعضها البعض. هذه العملية ليست مفهومة تمامًا، ولكن يمكن الحصول على تفسير أكثر صدقًا لحدوث الجهد الساكن في هذه الحالة من خلال رسم تشبيه مع مكثف ذو لوحة متوازية، حيث يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة إلكترونية عندما تنفصل الألواح:

الإجهاد الناتج = الإجهاد الأولي x (المسافة النهائية بين الصفائح/المسافة الأولية بين الصفائح).

عندما يلامس الغشاء الاصطناعي عمود التغذية/الرفع، فإن الشحنة المنخفضة المتدفقة من المادة إلى العمود تسبب خللاً في التوازن. عندما تمر المادة بمنطقة التلامس مع العمود، يزداد الجهد بنفس الطريقة كما في حالة ألواح المكثفات في لحظة انفصالها.

تشير الممارسة إلى أن سعة الجهد الناتج محدودة بسبب الانهيار الإلكتروني الذي يحدث في الفجوة بين المواد المجاورة والتوصيل السطحي وأسباب أخرى. عندما يخرج الفيلم من منطقة الاتصال، يمكنك غالبًا سماع صوت طقطقة خافت أو ملاحظة شرارة. يحدث هذا في اللحظة التي تصل فيها الشحنة الساكنة إلى قيمة كافية لتفكيك الهواء المحيط. قبل الاتصال بالعمود، يكون الفيلم الاصطناعي محايدًا كهربائيًا، ولكن أثناء عملية الحركة والاتصال بأسطح التغذية، يتم توجيه تدفق الإلكترونات إلى الفيلم وشحنه بشحنة سالبة. إذا كان العمود حديديًا ومؤرضًا، فإن شحنته الموجبة تستنزف بسرعة.

تحتوي معظم المعدات على العديد من الأعمدة، وبالتالي يمكن أن تتغير كمية الشحنة وقطبيتها في كثير من الأحيان. أفضل طريقة للتحكم في الشحنة الساكنة هي اكتشافها بوضوح في المنطقة الواقعة مباشرة أمام منطقة المشكلة. إذا تم تحييد الشحنة في وقت مبكر جدًا، فقد تتعافى قبل أن يصل الفيلم إلى منطقة المشكلة هذه.

من الناحية النظرية، يمكن توضيح مظهر الشحنة الساكنة من خلال دائرة إلكترونية عادية: C - تعمل كمكثف يخزن الشحنة، مثل البطارية. هذا هو عادة سطح المادة أو المنتج.

R - المقاومة التي يمكن أن تضعف شحنة المادة/الآلية (عادةً مع دوران تيار ضعيف). إذا كانت المادة موصلة، فإن الشحنة تتدفق إلى الأرض ولا تسبب مشاكل. إذا كانت المادة عازلة، فلن تتمكن الشحنة من التصريف، وستنشأ صعوبات. يظهر تفريغ الشرارة في هذه الحالة عندما يصل جهد الشحنة المتراكمة إلى الحد الأقصى.

الحمل الحالي هو الشحنة المتولدة، على سبيل المثال، أثناء حركة الفيلم على طول العمود. يقوم تيار الشحن بشحن المكثف (الجسم) ويزيد من جهده U. وبينما يزيد الجهد، يتدفق التيار عبر المقاومة R. وسيتحقق التوازن في اللحظة التي يصبح فيها تيار الشحن مساوياً للتيار المنتشر عبر الدائرة المغلقة للتيار. مقاومة. (قانون أوم: U = I x R).

إذا كان الجسم لديه القدرة على تجميع شحنة كبيرة، وإذا كان هناك جهد كهربائي عالي، فإن الجهد الساكن يؤدي إلى ظهور مشاكل خطيرة مثل الشرارة، أو التنافر/الجذب الكهروستاتيكي، أو الصعق الكهربائي للأفراد.

قطبية الشحن

الشحنة الساكنة يمكن أن تكون إيجابية أو سلبية. بالنسبة للتيار المستمر (AC) والمانع السلبي (الفرشاة)، فإن قطبية الشحنة ليست مهمة عادةً.

الصعوبات المرتبطة بالجهد الساكن

هناك 4 مجالات رئيسية:

التفريغ الساكن في الالكترونيات

يجب الانتباه لهذه المشكلة، لأن... ويظهر غالباً في عملية التعامل مع الكتل الكهربائية والمكونات المستخدمة في أجهزة التحكم والقياس الحديثة.

في مجال الإلكترونيات، يأتي الخطر الرئيسي المرتبط بالشحنة الساكنة من الشخص الذي يحمل الشحنة ولا يمكن تجاهله. يولد تيار التفريغ حرارة، مما يؤدي إلى تدمير التوصيلات وانقطاع الاتصالات وتمزق مسارات الدوائر الدقيقة. يدمر الجهد العالي أيضًا طبقة الأكسيد الرقيقة الموجودة على ترانزستورات التأثير الميداني والعناصر المغلفة الأخرى.

في كثير من الأحيان لا تفشل المكونات تمامًا، وهو ما يمكن اعتباره أكثر خطورة، لأنه... ولا يظهر العطل فورًا، بل في لحظة غير متوقعة أثناء استخدام الجهاز.

كقاعدة عامة، عند العمل مع الأجزاء والأجهزة الحساسة للكهرباء الساكنة، يجب دائمًا اتخاذ تدابير التصميم لتحييد الشحنات المتراكمة على جسم الإنسان. توجد معلومات مفصلة حول هذه المشكلة في وثائق معيار اليورو CECC 00015.

التجاذب/التنافر الكهروستاتيكي

قد تكون هذه مشكلة أكثر انتشارًا تنشأ في المؤسسات المرتبطة بإنشاء ومعالجة البلاستيك والورق والمنسوجات والصناعات ذات الصلة. ويتجلى ذلك في حقيقة أن المواد تغير سلوكها دون مساعدة الآخرين - فهي تلتصق ببعضها البعض أو، على العكس من ذلك، تتنافر، وتلتصق بالمعدات، وتجذب الغبار، وتلتف بشكل غير صحيح حول جهاز الاستقبال، وما إلى ذلك.

يحدث التجاذب/التنافر وفقًا لقانون كولوم، الذي يقوم على مبدأ التعارض التربيعي. ويعبر عنه في صورته المعتادة على النحو التالي:

قوة الجذب أو التنافر (بالنيوتن) = الشحنة (أ) × الشحنة (ب) / (المسافة بين الجسمين 2 (بالأمتار)).

على النحو التالي، ترتبط شدة هذا التأثير ارتباطًا مباشرًا بسعة الشحنة الساكنة والمسافة بين الأجسام الجاذبة أو الطاردة. يحدث التجاذب والتنافر في اتجاه خطوط المجال الإلكتروني.

إذا كانت الشحنتان لهما قطبية متشابهة فإنهما تتنافران، وإذا كان العكس فإنهما تتجاذبان. إذا كان أحد العناصر مشحونًا، فإنه سيحفز الجذب، مما يؤدي إلى إنشاء نسخة مرآة من الشحنة على الأجسام المحايدة.

خطر الحريق

خطر الحريق ليس مشكلة مشتركة بين جميع الصناعات. لكن احتمال نشوب حريق مرتفع جدًا في شركات الطباعة وغيرها من المؤسسات التي تستخدم فيها المذيبات القابلة للاشتعال.

في المناطق غير الآمنة، تعد المعدات غير المؤرضة والموصلات المتحركة من أكثر مصادر الحريق شيوعًا. إذا كان المشغل يرتدي أحذية رياضية أو غير موصلة للكهرباء أثناء تواجده في منطقة غير آمنة، فهناك خطر أن يولد جسده شحنة قد تتسبب في اشتعال المذيبات. تشكل أجزاء الماكينة الموصلة غير المؤرضة خطرًا أيضًا. أي شيء يقع في منطقة غير آمنة يجب أن يكون مؤرضًا تمامًا.

توفر المعلومات التالية شرحًا موجزًا ​​لقدرة التفريغ الساكن على تحفيز الحريق في البيئات القابلة للاشتعال. من المهم أن يتعرف المتداولون عديمي الخبرة على أنواع المعدات مسبقًا لتجنب الأخطاء في اختيار الأجهزة للتنفيذ في ظل هذه الظروف.

تعتمد قدرة التفريغ على تحفيز الحريق على عدة متغيرات:
- نوع التفريغ؛
- قوة التفريغ؛
- مصدر التفريغ؛
— تفريغ الطاقة.
— وجود بيئة قابلة للاشتعال (المذيبات في الطور الغازي، الغبار أو السوائل القابلة للاشتعال)؛
— طاقة اشتعال منخفضة (MEI) للبيئة القابلة للاشتعال.

أنواع التفريغ

هناك ثلاثة أنواع رئيسية - تفريغ الشرارة والفرشاة والفرشاة المنزلقة. ولا يؤخذ في الاعتبار تفريغ كورونا في هذه الحالة، لأن إنها منخفضة الطاقة وتحدث ببطء شديد. يعد تفريغ كورونا آمنًا في معظم الحالات، ويجب أن يؤخذ في الاعتبار فقط في المناطق التي ترتفع فيها مخاطر الحرائق والانفجارات.

تفريغ شرارة

في الأساس يأتي من جسم موصل بشكل موحد ومعزول كهربائيًا. يمكن أن يكون جسمًا بشريًا، أو جزءًا من آلة، أو أداة. ومن المفهوم أن كل طاقة الشحنة تتبدد في لحظة الشرارة. إذا كانت الطاقة أعلى من MEV لبخار المذيب، فقد يحدث اشتعال.

يتم حساب طاقة الشرارة على النحو التالي: E (بالجول) = ½ C U2.

تفريغ المعصم

يحدث تفريغ الفرشاة عندما تقوم الأجزاء الحادة من المعدات بتركيز الشحنة على أسطح المواد العازلة التي تؤدي خصائصها العازلة إلى تراكم الشحنة. يحتوي تفريغ الفرشاة على طاقة أقل مقارنة بتفريغ الشرارة، وبالتالي يشكل أقل خطر من حيث الاشتعال.

تفريغ الفرشاة المنزلقة

يحدث تفريغ الفرشاة المنزلقة على صفائح أو مواد اصطناعية ذات أعلى مقاومة، ولها كثافة شحن متزايدة وقطبية مختلفة للشحنات على كل جانب من جوانب الورقة. يمكن أن يكون سبب هذه الظاهرة الاحتكاك أو رش مسحوق الطلاء. التأثير مشابه لتفريغ مكثف ذو لوحة متوازية ويمكن أن يكون خطيرًا مثل تفريغ الشرارة.

مصدر التفريغ والطاقة

يعد حجم وهندسة تشتت الشحنة من العوامل الضرورية. كلما زاد حجم الجسم، زادت الطاقة التي يحتوي عليها. تعمل الزوايا الحادة على زيادة قوة المجال ودعم التصريفات.

قوة التفريغ

إذا كان الجسم الذي يحتوي على طاقة لا يوصل تيار الإلكترون بشكل جيد، مثل جسم الإنسان، فإن مقاومة الجسم ستضعف التفريغ وتقلل من الخطر. بالنسبة لجسم الإنسان، هناك قاعدة أساسية: افترض أن أي مذيبات ذات طاقة اشتعال داخلية منخفضة تقل عن 100 مللي جول يمكن أن تشتعل، على الرغم من أن الطاقة الموجودة في الجسم قد تكون أعلى بمقدار 2 إلى 3 مرات.

طاقة اشتعال منخفضة MEV

تعد طاقة الاشتعال المنخفضة للمذيبات وتركيزها في المنطقة غير الآمنة من العوامل الضرورية للغاية. إذا كانت طاقة الإشعال المنخفضة أقل من طاقة التفريغ، يكون هناك خطر نشوب حريق. الصعق الكهربائي

تحظى مسألة مخاطر الصدمات الساكنة بمزيد من الاهتمام في معايير المنشآت الصناعية. ويرجع ذلك إلى الزيادة الكبيرة في متطلبات الصحة والسلامة المهنية.

لا يشكل الضرر الكهربائي الناجم عن الجهد الساكن، من حيث المبدأ، تهديدًا خاصًا. إنه ببساطة غير سار وغالباً ما يسبب رد فعل حاد.

هناك شرطان أساسيان أساسيان للصدمة الساكنة:

تهمة المستحثة

إذا كان الشخص في مجال إلكتروني وتمسك بجسم مشحون، مثل بكرة الفيلم، فمن الممكن أن يصبح جسمه مشحونًا.

تظل الشحنة في جسم المشغل إذا كان يرتدي حذاءًا بنعال عازلة حتى يلمس المعدات المؤرضة. تتدفق الشحنة إلى الأرض وتضرب الشخص. ويحدث هذا أيضًا عندما يلمس المشغل الأجسام أو المواد المشحونة - بسبب الأحذية العازلة، تتراكم الشحنة في الجسم. عندما يلمس المشغل الأجزاء الحديدية من الجهاز، يمكن أن تستنزف الشحنة وتتسبب في حدوث صدمة كهربائية.

عندما يتحرك الناس على السجاد الاصطناعي، تتولد شحنة ثابتة عند ملامسة السجاد والأحذية. الصدمات الكهربائية التي يتعرض لها السائقون عند الخروج من سيارتهم تكون نتيجة لشحنة تظهر بين المقعد وملابسهم وقت الصعود. الحل لهذه الصعوبة هو لمس جزء حديدي من السيارة، على سبيل المثال، إطار المدخل، قبل النهوض من المقعد. وهذا يسمح للشحنة بالتدفق بشكل غير ضار إلى الأرض من خلال جسم السيارة وإطاراتها.

الأضرار الكهربائية الناجمة عن المعدات

من الممكن حدوث مثل هذه الصدمة الكهربائية، على الرغم من أنها تحدث بشكل أقل بكثير من الضرر الذي تسببه المادة.

إذا كانت بكرة اللف تحتوي على شحنة كبيرة، فيحدث أن أصابع المشغل تركز الشحنة إلى حد أنها تصل إلى نقطة الانهيار ويحدث التفريغ. بالإضافة إلى ذلك، إذا كان جسم حديدي غير مؤرض في مجال إلكتروني، فمن الممكن أن يصبح مشحونًا بشحنة مستحثة. نظرًا لأن الجسم الحديدي موصل، فإن الشحنة المتحركة ستنفجر إلى الشخص الذي يلمس الجسم.

سأحاول في هذه المقالة أن أشرح بأكبر قدر ممكن من الوضوح والوضوح، بلغة بسيطة، دون مصطلحات مادية معقدة غير ضرورية. ما هي الكهرباء الساكنة وكيف تتكون وما أفضل حماية منها.

ما هي الكهرباء الساكنة وكيف تتكون؟

كما قلت، الكهرباء الساكنة يمكن أن تؤثر علينا في أماكن مختلفة، في أي وقت، حتى عندما تحاول فقط فتح الباب عن طريق لمس مقبض الباب.

لفهم سبب ظهور الكهرباء الساكنة، عليك أولا أن تتذكر طبيعة المادة.

كما تعلم، كل المادة تتكون من ذرات، والتي بدورها تتكون من ثلاثة أنواع مختلفة من الجزيئات الأصغر:

- الإلكترونات سالبة الشحنة

- بروتونات موجبة الشحنة

- النيوترونات بدون شحنات

في معظم الأجسام، في أغلب الأحيان، تعوض الإلكترونات والبروتونات بعضها البعض تمامًا، وعددها في الذرات متساوٍ، على التوالي، وهذه الكائنات محايدة كهربائيًا.

ولكن بما أن الإلكترونات عبارة عن جسيمات صغيرة جدًا وكتلتها غير مهمة، فحتى الاحتكاك العادي يمنح الإلكترونات ضعيفة الارتباط طاقة كافية لترك ذراتها والانتقال إلى ذرات على سطح آخر.

عندما يحدث هذا، فإن أحد الأجسام يحتوي على بروتونات أكثر من الإلكترونات، ويصبح مشحونًا بشحنة موجبة، والجسم الذي يحتوي على عدد أكبر من الإلكترونات، على العكس من ذلك، يراكم شحنة سالبة. وتسمى هذه الحالة عدم توازن الشحنة أو فصل الشحنة.

ولكن كما تعلم، تسعى الطبيعة باستمرار إلى استعادة التوازن، لذلك عندما يتلامس أحد الأجسام المشحونة مع جسم آخر، تستغل الإلكترونات الحرة هذه الفرصة على الفور للوصول إلى حيث تكون هناك حاجة إليها، حيث تكون مفقودة - تاركة الجسم المشحون سالبًا استعادة التوازن.

إن قفز الإلكترونات من جسم سالب الشحنة هو ظاهرة مألوفة لدى الجميع - الكهرباء الساكنة، وتسمى أيضًا التفريغ الساكن.

ولحسن الحظ، هذا لا يحدث مع كل كائن، وإلا فإننا سوف نصاب بالصدمة باستمرار.

في أغلب الأحيان، تمتلك المواد إلكترونات ضعيفة الارتباط - الموصلات الكهربائية، وأبرز ممثليها المعادن. ولكن في المواد العازلة، والعوازل، والمواد التي لا توصل التيار الكهربائي بشكل جيد، تكون الإلكترونات مرتبطة بإحكام، ولا تنتقل بحرية إلى ذرات المواد الأخرى.

مع احتمال أكبر، يحدث تراكم التفريغ الكهربائي على وجه التحديد عندما يتفاعل موصل مع عازل، عندما تحتك مادة بأخرى.

لذلك، على سبيل المثال، عندما تمشي ببساطة على السجادة، فإن الإلكترونات الموجودة في جسمك، بسبب احتكاك قدميك بالسجادة، تنتقل إليها، لأن جسم الإنسان موصل للتيار الكهربائي. وفي الوقت نفسه، فإن مادة السجاد، الصوف، تقاوم انفصال إلكتروناتها المرتبطة بإحكام، كونها مادة عازلة.

وعلى الرغم من أنه في الوقت الحالي، عندما تكون على السجادة، يظل جسمك والسجادة معًا محايدين كهربائيًا، إلا أن لديهم بالفعل فصلًا من التفريغ.

والآن، عندما تلمس ببساطة مقبض الباب المعدني، ستشعر على الفور بتفريغ الكهرباء الساكنة. الأمر هو أن الإلكترونات الحرة من المقبض المعدني تقفز إلى يدك، لتحل محل الإلكترونات التي فقدها جسمك والتي قفزت إلى السجادة.

الآن، أعتقد أنك تفهم ما هي الكهرباء الساكنة ولماذا يتم تشكيلها. وبالمناسبة، فإن أبرز مظاهره في الطبيعة هو البرق.

في ظل ظروف معينة، يحدث فصل الشحنات في السحب، وبعد ذلك يتم تحييد هذا الخلل، ويتم إطلاق الإلكترونات واستيعابها بواسطة أجسام أخرى - منازل أو أرض أو حتى سحابة أخرى، مما يشكل وميضًا عملاقًا - برقًا.

مكافحة الكهرباء الساكنة

وهكذا، بمعرفة طبيعة الكهرباء الساكنة، يمكنك استخدام الحماية منها بشكل فعال، ليس فقط في المنزل، ولكن أيضًا في العمل.

هناك عدة أنواع رئيسية من تدابير حماية الكهرباء الساكنة:

تهيئة الظروف لتشتت الإلكترونات الحرة

منع حدوث وتراكم الكهرباء الساكنة

التأريض

الوسيلة الرئيسية والأكثر أهمية للحماية من الكهرباء الساكنة هي منظمة التأريض عناصر موصلة وغير حية، سواء كان ذلك جسم الغسالة أو السيارة أو المخرطة. ويتم ذلك بحيث يتم تفريغ الإلكترونات الحرة الناتجة، في المسار الأقل مقاومة، إلى الأرض.

معظم الأجهزة المنزلية - الثلاجات والغسالات وغيرها. لهذا الغرض، يتم استخدام موصل التأريض الثالث باللون الأصفر والأخضر لكابل الطاقة، والذي يتم توصيله بالشبكة. وفي حالات أخرى، يتم تزويد السكن بسلك منفصل، متصل أيضًا بنظام التأريض.

وفي حالة السيارة، يتم استخدام شريط أو سلسلة موصلة، والتي يتم ربطها من أحد طرفيها بجسم السيارة، والطرف الآخر يلامس الأرض.

أكثر إحدى الطرق الشائعة للحماية من الكهرباء الساكنة هي زيادة التوصيل الكهربائي للمواد العازلة ، والتي بفضلها تكون قادرة على إزالة الإلكترونات الحرة.

يتم تحقيق ذلك من خلال تطبيق طبقات أو مواد موصلة على الأجسام العازلة، على سبيل المثال، طبقة سطحية من مادة موصلة، أو رقائق رقيقة، وما إلى ذلك.

على وجه الخصوص، في الحياة اليومية، يمكنك استخدام منتجات خاصة، ما يسمى العوامل المضادة للكهرباء الساكنة، وأعتقد أن العديد من النساء يفهمن ما نتحدث عنه.

يتكون هذا الرذاذ الاستاتيكي عادة من بوليمر موصل مذاب في خليط من الماء منزوع الأيونات والكحول. بعد معالجة السطح، يتبخر المحلول، ويبقى البوليمر على شكل طبقة رقيقة موصلة، مما يمنع الشحنة من التراكم على سطح الجسم.

يتم تحقيق تأثير مماثل أيضًا من خلال زيادة رطوبة الهواء إلى 60-70٪، حيث تظهر طبقة رقيقة من الرطوبة على سطح العوازل، مما يضمن التوصيل الكهربائي السطحي الكافي للمواد.

تأين الهواء

يعد تأين الهواء أيضًا وسيلة فعالة وبأسعار معقولة للحماية من الكهرباء الساكنة.

للقيام بذلك، يتم استخدام جهاز خاص - المؤين، الذي يولد تدفق الأيونات الموجبة والسالبة الموزعة بواسطة المروحة. تنجذب إلى جزيئات ذات قطبية معاكسة للأجسام المحيطة وتحييد الشحنة الساكنة عليها.

إذا لم تتمكن من التعامل مع الكهرباء الساكنة باستخدام الطرق المذكورة أعلاه، فيمكنك التصرف بشكل أكثر جذرية. على سبيل المثال، ابدأ في استخدام الأشياء اليومية المصنوعة من مواد أخرى مكهربة بشكل ضعيف أو غير مكهربة على الإطلاق. استبدال الأغطية في السيارة، وشراء نعال أخرى للمنزل، وما إلى ذلك.

إذا كنت تعرف طرقًا فعالة أخرى للحماية من الكهرباء الساكنة، فتأكد من الكتابة عنها في التعليقات على المقالة، فستكون مفيدة ومثيرة للاهتمام للكثيرين. بالإضافة إلى ذلك، كما هو الحال دائمًا، نرحب بالنقد الصحي والأسئلة والاقتراحات، ويسعدني التواصل.

أصل

يمكن أن تحدث كهربة العوازل عن طريق الاحتكاك عندما تتلامس مادتان مختلفتان بسبب الاختلافات في القوى الذرية والجزيئية (بسبب الاختلافات في وظيفة عمل الإلكترون للمواد). في هذه الحالة، تتم إعادة توزيع الإلكترونات (في السوائل والغازات، وكذلك الأيونات) مع تكوين طبقات كهربائية ذات علامات معاكسة للشحنات الكهربائية على الأسطح الملامسة. وفي الواقع، فإن ذرات وجزيئات مادة ما، التي تتمتع بجاذبية أقوى، تزيل الإلكترونات من مادة أخرى.

من ناحية أخرى، يمكن أن تكون هذه الفولتية خطرة على عناصر الأجهزة الإلكترونية المختلفة - المعالجات الدقيقة، والترانزستورات، وما إلى ذلك. لذلك، عند العمل مع المكونات الإلكترونية الراديوية، يوصى باتخاذ تدابير لمنع تراكم الشحنات الثابتة.

برق

ونتيجة لحركة تيارات هوائية مشبعة ببخار الماء تتشكل سحب رعدية وهي حاملة للكهرباء الساكنة. تتشكل التفريغات الكهربائية بين السحب المشحونة بشكل مختلف، أو في أغلب الأحيان، بين السحابة المشحونة والأرض. عند الوصول إلى فرق جهد معين، يحدث تفريغ البرق بين السحب أو على الأرض. للحماية من البرق، يتم تثبيت قضبان الصواعق التي تقوم بالتفريغ مباشرة في الأرض.

ملحوظات

أنظر أيضا

روابط

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

تعرف على معنى "الكهرباء الساكنة" في القواميس الأخرى:

كهرباء ساكنة- انظر الكهرباء الساكنة... الموسوعة الروسية لحماية العمال

الكهرباء الساكنة، وهي كمية معينة من الشحنات الكهربائية في حالة سكون، وليس في حالة حركة، كما هو الحال مع التيار الكهربائي. كقاعدة عامة، تحتوي الذرات غير المشحونة على نفس عدد الإلكترونات الموجبة والسالبة.... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

كهرباء ساكنة- 3.1 الكهرباء الساكنة : مجموعة من الظواهر المرتبطة بفصل الشحنات الكهربائية الموجبة والسالبة وحفظ وتخفيف الشحنات الكهروستاتيكية الحرة على السطح أو في حجم العوازل أو على... ... كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني

كهرباء ساكنة- الكهرباء الساكنة الروسية (с) eng الكهرباء الساكنة من الكهرباء (f) statique deu statische Elektrizität (f) spa electricidad (f) estática … السلامة والصحة المهنية. الترجمة إلى الإنجليزية والفرنسية والألمانية والإسبانية

كهرباء ساكنة- تحديد الحالات الكهربائية لملفات تعريف الارتباط: engl. الكهرباء الساكنة. Statische Elektrizität، f rus. الكهرباء الساكنة، ن برانك. électricité statique, f… Fizikos terminų žodynas

الكهرباء ساكنة- الكهرباء الساكنة : مجموعة من الظواهر المرتبطة بفصل الشحنات الكهربائية الموجبة والسالبة وحفظ وتخفيف الشحنات الكهربائية الساكنة الحرة على السطح أو في حجم العوازل أو على... ... المصطلحات الرسمية

كهرباء- (الكهرباء) مفهوم الكهرباء إنتاج واستخدام الكهرباء معلومات عن مفهوم الكهرباء وإنتاج واستخدام الكهرباء المحتوى هو مفهوم يعبر عن الخصائص والظواهر التي تحددها البنية الفيزيائية... ... موسوعة المستثمر

اسم، س، مستعمل. يقارن في كثير من الأحيان مورفولوجية: (لا) ماذا؟ الكهرباء، لماذا؟ الكهرباء، (أرى) ماذا؟ الكهرباء ماذا؟ الكهرباء، ماذا عن؟ نبذة عن الكهرباء 1. الكهرباء هي نوع الطاقة التي يستخدمها الإنسان لتوليد الطاقة... ... قاموس دميترييف التوضيحي

- (من كهرمان الإلكترون اليوناني، لأن الكهرمان يجذب الأجسام الخفيفة). خاصية خاصة لبعض الأجسام لا تظهر إلا في ظروف معينة مثلا. عن طريق الاحتكاك أو الحرارة أو التفاعلات الكيميائية، ويظهر ذلك من خلال جذب الولاعة... ... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية