Perlindungan terhadap elektrik statik dalam kehidupan seharian dan di tempat kerja

Aktiviti harian setiap orang adalah berkaitan dengan pergerakannya di angkasa. Di samping itu, dia bukan sahaja berjalan, tetapi juga mengembara dengan pengangkutan.

Semasa setiap pergerakan, pengagihan semula cas statik berlaku, mengubah keseimbangan keseimbangan dalaman antara atom dan elektron setiap bahan. Ia berkaitan dengan proses elektrifikasi, pembentukan elektrik statik.

Dalam pepejal, pengagihan cas adalah disebabkan oleh pergerakan elektron, dan dalam cecair dan gas, kedua-dua elektron dan ion bercas. Semua ini bersama-sama membuat perbezaan yang berpotensi.

Punca elektrik statik

Contoh yang paling biasa bagi manifestasi daya statik dijelaskan di sekolah dalam pelajaran pertama fizik, apabila mereka menggosok kaca dan batang ebonit pada kain bulu dan menunjukkan tarikan kepingan kecil kertas kepada mereka.

Pengalaman memesongkan aliran air yang nipis di bawah tindakan cas statik yang tertumpu pada rod ebonit juga diketahui.

Dalam kehidupan seharian, elektrik statik menunjukkan dirinya paling kerap:

• apabila memakai pakaian bulu atau sintetik;

• berjalan dengan kasut bertapak getah atau sarung kaki bulu di atas permaidani dan batum;

• penggunaan barangan plastik.

Keadaan diburukkan oleh:

• udara kering di dalam premis;

• dinding konkrit bertetulang, dari mana bangunan berbilang tingkat dibuat.

Cara statik dijana

Biasanya, badan fizikal mengandungi bilangan zarah positif dan negatif yang sama, itulah sebabnya keseimbangan dicipta di dalamnya, memastikan keadaan neutralnya. Apabila diganggu, badan memperoleh cas elektrik tanda tertentu.

Statik bermaksud keadaan rehat apabila badan tidak bergerak. Polarisasi boleh berlaku di dalam bahannya—pergerakan cas dari satu bahagian ke bahagian lain atau pemindahannya dari objek berdekatan.

Elektrifikasi bahan berlaku disebabkan oleh pemerolehan, penyingkiran atau pengasingan caj apabila:

• interaksi bahan disebabkan oleh daya geseran atau putaran;

• penurunan mendadak dalam suhu;

• penyinaran dengan cara yang berbeza;

• membelah atau memotong badan fizikal.

Caj elektrik diedarkan pada permukaan objek atau pada jarak daripadanya pada beberapa jarak interatomik. Untuk badan yang tidak dibumikan, mereka merebak di atas kawasan lapisan sentuhan, dan bagi yang disambungkan ke kontur tanah, mereka mengalir ke bawah.

Pemerolehan cas statik dari badan dan penyalirannya berlaku serentak. Elektrifikasi disediakan apabila badan menerima potensi tenaga yang lebih besar daripada yang dibelanjakan dalam persekitaran luaran.

Kesimpulan praktikal berikut dari kedudukan ini: untuk melindungi badan daripada elektrik statik, perlu mengalirkan caj yang terhasil daripadanya ke gelung bumi.

Kaedah anggaran elektrik statik

Bahan fizikal, mengikut keupayaan mereka untuk membentuk cas elektrik dengan tanda yang berbeza apabila berinteraksi dengan geseran dengan badan lain, dicirikan pada skala kesan triboelektrik. Sebahagian daripada mereka ditunjukkan dalam foto.

Fakta berikut boleh dipetik sebagai contoh interaksi mereka:

• berjalan dalam stoking bulu atau kasut dengan tapak getah di atas permaidani kering boleh mengecas badan manusia sehingga 5 ÷ -6 kV;

• badan kereta yang bergerak di atas jalan kering memperoleh potensi sehingga 10 kV;

• tali pinggang pemacu yang memusingkan takal dicas kepada 25kV.

Seperti yang anda lihat, potensi elektrik statik mencapai nilai yang sangat tinggi walaupun dalam keadaan domestik. Tetapi ini tidak memudaratkan kita, kerana ia tidak mempunyai banyak kuasa, dan pelepasannya melalui rintangan tinggi pad sesentuh dan diukur dalam miliampere atau lebih sedikit.

Di samping itu, ia dikurangkan dengan ketara oleh kelembapan udara. Kesannya terhadap jumlah tekanan badan yang bersentuhan dengan bahan yang berbeza ditunjukkan dalam graf.

Daripada analisisnya mengikuti kesimpulan: dalam persekitaran lembap, elektrik statik kelihatan kurang. Oleh itu, pelbagai pelembap digunakan untuk memeranginya.

Secara semula jadi, elektrik statik boleh menjadi besar.Apabila awan bergerak dalam jarak yang jauh, potensi yang ketara terkumpul di antara mereka, yang ditunjukkan oleh kilat, tenaga yang cukup untuk membelah pokok berusia berabad-abad di sepanjang batang atau membakar bangunan kediaman.

Apabila elektrik statik dilepaskan dalam kehidupan seharian, kita merasakan "mencubit" jari, melihat percikan api yang dipancarkan oleh benda bulu, merasakan penurunan tenaga dan kecekapan. Arus yang badan kita terdedah dalam kehidupan seharian mempunyai kesan negatif terhadap kesihatan, keadaan sistem saraf, tetapi tidak menyebabkan kerosakan yang jelas dan kelihatan.

Pengilang peralatan pengukur industri menghasilkan peranti yang membolehkan anda menentukan dengan tepat magnitud voltan cas statik terkumpul kedua-dua pada kotak peralatan dan pada tubuh manusia.

Bagaimana untuk melindungi diri anda daripada elektrik statik di rumah anda

Setiap daripada kita harus memahami proses yang membentuk pelepasan statik yang menimbulkan ancaman kepada badan kita. Mereka mesti diketahui dan terhad. Bagi tujuan ini, pelbagai aktiviti pendidikan dijalankan termasuk rancangan televisyen popular untuk penduduk.

Pada mereka, dengan bantuan cara yang ada, kaedah mewujudkan ketegangan statik, prinsip pengukurannya dan kaedah menjalankan langkah pencegahan ditunjukkan.

Sebagai contoh, mempertimbangkan kesan triboelektrik, lebih baik menggunakan sikat kayu asli untuk menyikat rambut, bukan logam atau plastik, seperti yang dilakukan oleh kebanyakan orang. Kayu mempunyai sifat neutral dan tidak membentuk cas apabila digosok ke dalam rambut.

Untuk mengeluarkan potensi statik dari badan kereta apabila memandu di jalan yang kering, jalur antistatik khas yang dipasang pada bahagian bawah digunakan. Pelbagai jenis ini boleh didapati secara meluas untuk dijual.

Sekiranya tiada perlindungan sedemikian pada kereta, maka potensi voltan boleh dikeluarkan dengan pembumian jangka pendek kes menggunakan objek logam, contohnya kunci penyalaan kereta. Ia amat penting untuk mengikuti prosedur ini sebelum mengisi minyak.

Apabila cas statik terkumpul pada pakaian yang diperbuat daripada bahan sintetik, ia boleh dikeluarkan dengan merawat wap dari bekas khas dengan komposisi antistatik. Secara umum, adalah lebih baik untuk menggunakan kurang fabrik sedemikian dan memakai bahan semula jadi seperti linen atau kapas.

Kasut bertapak getah juga membantu menambah caj. Ia cukup untuk meletakkan di dalamnya insoles antistatik yang diperbuat daripada bahan semula jadi, kerana kesan berbahaya pada badan akan berkurangan.

Pengaruh ciri udara kering pangsapuri bandar pada musim sejuk telah pun dibincangkan. Pelembap khas atau bahkan kepingan kecil kain lembap yang diletakkan pada barangan isi rumah memperbaiki persekitaran dan mengurangkan pembentukan elektrik statik. Tetapi pembersihan basah biasa di dalam rumah membolehkan anda mengeluarkan zarah dan habuk elektrik tepat pada masanya. Ini adalah salah satu cara terbaik untuk melindungi diri anda.

Perkakas elektrik rumah tangga juga mengumpul cas statik pada kotak semasa operasi.Sistem ikatan ekuipotensi yang disambungkan ke tanah bersama litar bangunan direka bentuk untuk mengurangkan kesannya.Malah tab mandi akrilik ringkas atau struktur besi tuang lama dengan sisipan yang sama tertakluk kepada tindakan statik dan mesti dilindungi dengan cara ini.

Bagaimanakah perlindungan terhadap elektrik statik dijalankan dalam pengeluaran?

Faktor yang mengurangkan prestasi peralatan elektronik

Nyahcas yang dihasilkan dalam pembuatan bahan semikonduktor boleh menyebabkan kemudaratan yang besar, mengganggu ciri elektrik peranti atau bahkan melumpuhkannya sepenuhnya.

Dalam tetapan pengeluaran, pelupusan boleh sewenang-wenangnya dan bergantung pada beberapa faktor berbeza:

• nilai kapasiti yang diterima;

• potensi tenaga;

• rintangan elektrik kenalan;

• jenis fana;

• kemalangan lain.

Dalam kes ini, pada masa awal mengikut urutan sepuluh nanosaat, arus nyahcas meningkat kepada maksimum dan kemudian berkurangan dalam 100-300 ns.

Sifat kejadian nyahcas statik pada peranti semikonduktor melalui badan pengendali ditunjukkan dalam foto.

Magnitud arus dipengaruhi oleh: kapasiti cas yang terkumpul oleh seseorang, rintangan badannya dan pad sentuhan.

Dalam pembuatan peralatan elektrik, nyahcas statik boleh dibuat tanpa campur tangan pengendali kerana pembentukan sesentuh melalui permukaan yang dibumikan.

Dalam kes ini, arus nyahcas dipengaruhi oleh kapasiti cas yang terkumpul oleh kes peranti dan rintangan pad sesentuh yang terbentuk. Dalam kes ini, potensi voltan tinggi teraruh dan arus nyahcas secara serentak menjejaskan semikonduktor pada saat awal.

Oleh kerana kesan yang kompleks, kerosakan boleh:

1.khususnya, apabila prestasi elemen dikurangkan sehingga ke tahap yang tidak boleh digunakan;

2. tersembunyi — dengan mengurangkan parameter keluaran, kadangkala termasuk dalam ciri kilang yang ditetapkan.

Jenis kerosakan kedua adalah sukar untuk dikesan: mereka paling kerap menjejaskan kehilangan produktiviti semasa bekerja.

Contoh kerosakan sedemikian daripada tindakan voltan statik tinggi ditunjukkan oleh plot sisihan ciri-ciri volt-ampere yang digunakan pada diod KD522D dan litar bersepadu KR1005VI1 LSI.

Garis coklat nombor 1 menunjukkan parameter peranti semikonduktor sebelum ujian dengan peningkatan voltan, dan lengkung nombor 2 dan 3 menunjukkan pengurangannya di bawah pengaruh potensi teraruh yang meningkat. Dalam kes #3, ia mempunyai kesan yang lebih besar.

Kerosakan boleh disebabkan oleh tindakan oleh:

• voltan teraruh terlalu tinggi yang memecahkan lapisan dielektrik peranti semikonduktor atau memecahkan struktur kristal;

• ketumpatan arus yang tinggi menyebabkan suhu tinggi yang membawa kepada pencairan bahan dan pembakaran lapisan oksida;

• ujian, latihan haba elektrik.

Kerosakan terpendam boleh menjejaskan kerja bukan serta-merta, tetapi selepas beberapa bulan atau bahkan bertahun-tahun bekerja.

Kaedah melaksanakan perlindungan ESD dalam pengeluaran

Bergantung pada jenis peralatan industri, salah satu kaedah berikut untuk mengekalkan kebolehkendalian atau gabungannya digunakan:

1. menghapuskan pembentukan cas elektrostatik;

2. menyekat kemasukan mereka ke tempat kerja;

3. meningkatkan rintangan peranti dan aksesori terhadap tindakan nyahcas.

Kaedah # 1 dan # 2 membolehkan anda melindungi sekumpulan besar peranti berbeza dalam kompleks, dan # 3 digunakan untuk peranti individu.

Kecekapan tinggi dalam mengekalkan kebolehkendalian peralatan dicapai dengan meletakkannya di dalam sangkar Faraday, ruang yang dikelilingi pada semua sisi oleh jaringan halus logam yang disambungkan ke gelung tanah. Medan elektrik luaran tidak menembusi di dalamnya dan ia mempunyai magnet statik.

Kabel berperisai berfungsi berdasarkan prinsip ini.

Perlindungan terhadap tindakan statik dikelaskan mengikut prinsip pelaksanaan:

• fizikal dan mekanikal;

• kimia;

• secara konstruktif dan teknologi.

Dua kaedah pertama membolehkan anda menghalang atau mengurangkan pembentukan cas statik dan meningkatkan kelajuan salirannya. Kaedah ketiga melindungi peranti daripada kesan caj, tetapi tidak menjejaskan penyalirannya.

Anda boleh memperbaiki saliran sisa dengan:

• mencipta mahkota;

• meningkatkan kekonduksian bahan di mana cas terkumpul.

Selesaikan masalah ini:

• pengionan udara;

• peningkatan dalam permukaan kerja;

• pemilihan bahan dengan kekonduksian isipadu terbaik.

Terima kasih kepada pelaksanaannya, lebuh raya yang telah disediakan terlebih dahulu dicipta untuk membawa caj statik ke litar tanah, tidak termasuk kesannya pada elemen kerja peranti. Dalam kes ini, ia diambil kira bahawa jumlah rintangan elektrik laluan yang dibuat tidak boleh melebihi 10 ohm.

Jika bahan mempunyai rintangan yang hebat, maka perlindungan dilakukan dengan cara lain. Jika tidak, caj mula terkumpul di permukaan, yang boleh dilepaskan apabila bersentuhan dengan tanah.

Contoh pelaksanaan perlindungan elektrostatik kompleks di tempat kerja untuk operator yang terlibat dalam penyelenggaraan dan pelarasan peranti elektronik ditunjukkan dalam foto.

Permukaan meja disambungkan ke gelung tanah dengan wayar penyambung dan pad konduktif menggunakan terminal khas. Pengendali bekerja dengan pakaian khas, memakai kasut dengan tapak konduktif dan duduk di kerusi dengan tempat duduk khas. Semua langkah ini memungkinkan untuk melupuskan caj terkumpul di atas tanah dengan berkesan.

Pengion udara yang berfungsi mengawal kelembapan, mengurangkan potensi elektrik statik. Apabila menggunakannya, ia diambil kira bahawa peningkatan kandungan wap air di udara memberi kesan buruk kepada kesihatan manusia. Oleh itu, mereka cuba mengekalkannya sekitar 40%.

Juga, cara yang berkesan boleh menjadi pengudaraan biasa bilik atau penggunaan sistem pengudaraan di dalamnya, apabila udara melalui penapis, mengion dan bercampur, dengan itu memastikan peneutralan caj yang terhasil.

Untuk mengurangkan potensi yang dibina oleh tubuh manusia, gelang boleh digunakan untuk melengkapkan set pakaian dan kasut antistatik. Mereka terdiri daripada jalur konduktif yang dilekatkan pada bahu dengan gesper. Yang terakhir disambungkan ke wayar tanah.

Dengan kaedah ini, arus yang mengalir melalui tubuh manusia adalah terhad. Nilainya tidak boleh melebihi satu miliamp. Nilai yang lebih besar boleh menyebabkan kesakitan dan kecederaan elektrik.

Semasa pelepasan caj ke tanah, adalah penting untuk memastikan kadar pelepasannya dalam satu saat.Penutup lantai dengan rintangan elektrik yang rendah digunakan untuk tujuan ini.

Apabila bekerja dengan papan semikonduktor dan komponen elektronik, perlindungan terhadap kerosakan daripada elektrik statik juga disediakan:

• memintas paksa terminal papan elektronik dan blok semasa pemeriksaan;

• menggunakan alatan dan besi pematerian dengan kepala kerja yang dibumikan.

Bekas cecair mudah terbakar yang terletak pada kenderaan dibumikan dengan rantai logam. Malah fiuslaj pesawat itu dilengkapi dengan kabel logam yang berfungsi sebagai perlindungan terhadap elektrik statik semasa mendarat.