Das Konzept eines natürlichen Phänomens namens „statische Elektrizität“ ist den meisten Menschen aus dem Schulphysikkurs bekannt. Es beschreibt die Erfahrung, wenn fein gehackte Papierstücke an einer abgenutzten Haarbürste oder einem Ebonitstab hängen bleiben. Das untersuchte Phänomen wird in diesem Beispiel als Anziehung heterogen geladener Elemente dargestellt, was durch die Ladungstrennung aufgrund der Reibungsarbeit erklärt wird. In der Natur gibt es jedoch andere Manifestationen dieses Effekts, die keineswegs wie ein Experiment oder eine unterhaltsame Erfahrung sind. Wenn man sie kennengelernt hat, ist es leichter zu verstehen, was statische Beanspruchung ist und wie man damit in der Produktion und unter häuslichen Bedingungen umgehen kann.
Bestimmung der statischen Elektrizität
Per Definition ist statische Elektrizität ein gefährliches Phänomen, das die Gesundheit und Praxis eines Menschen gefährdet. Um seine Natur zu verstehen und zu verstehen, sollte daran erinnert werden, dass alle bekannten Substanzen aus Molekülen und dem letzten der kleinsten Teilchen bestehen, die Atome genannt werden. In ihrem Zentrum befindet sich ein Kern mit Protonen und Neutronen, um den sich Elektronengruppen in verschiedenen Bahnen drehen. Die Gesamtladung dieser Teilchen entspricht dem gleichen Indikator für Protonen, daher ist das Atom insgesamt neutral.
In einigen Substanzen sind negativ geladene Elektronen so weit vom Zentrum entfernt, dass sie sich mit der geringsten Verletzung der Energiebilanz aus ihren konstanten Bahnen bewegen. Dies tritt normalerweise als Folge von Reibung auf, wenn eine kleine Menge Wärmeenergie in einer Substanz freigesetzt wird.
Wenn sich Elektronen vom Kern entfernen, erhält er eine positive Ladung und eine signifikante Anzahl von Teilchen mit entgegengesetzten Ladungen (Ionen) erscheint im Körper des Materials. Sie sind die Quelle und Hauptursache der sogenannten "statischen Elektrizität".
Ursachen des Auftretens und der Manifestation
Statische Spannung tritt aufgrund einer Verletzung des allgemeinen Gleichgewichts der in irgendeiner Materie vorhandenen elektrisch geladenen Teilchen auf. Es wird nicht nur nach einem vorgeplanten Szenario gebildet: auf Wunsch eines Lehrers oder Experimentators. In der Praxis manifestiert es sich meist ohne Beteiligung und gegen seinen Willen.
Ein einfaches Beispiel: Anziehen von Kleidung aus synthetischen Stoffen. Aufgrund der Reibung gegen den Körper und des anschließenden Auftretens statischer Aufladungen fängt die Materie an, genau in ihn zu passen, und lässt nicht das gewünschte Aussehen zu. Der einzig mögliche Ausweg in dieser Situation besteht darin, es mit einem speziellen Mittel zu besprühen, das als "Antistatikmittel" bezeichnet wird. Nur so ist es möglich, überschüssige Ladung aus dem synthetischen Material zu entfernen.
Andere charakteristische Ursachen für die Bildung statischer Ladungen sind:
- spürbare Temperaturänderungen, die ebenfalls sehr scharf auftreten;
- ein hohes Maß an Strahlung, was zu einer Erhöhung der Elektronenenergie und dem Auftreten heterogen geladener Teilchen im Material führt;
- das Vorhandensein von starken Induktions- und Magnetfeldern.
Die ersten beiden Gründe, aufgrund derer eine Person einen „Stromschlag“ erleidet, bedürfen keiner besonderen Erklärung. Im Gegensatz dazu scheint die magnetische Induktion insbesondere in jüngster Zeit ein ernstes Problem zu sein.
Mit der stetigen Zunahme der Anzahl von Haushaltsgeräten, von denen viele induktive Elemente aufweisen, nimmt der Einfluss elektromagnetischer Felder auf eine Person dramatisch zu.Eine dieser Manifestationen ist die Elektrifizierung der Atmosphäre aufgrund der Trennung von Luftpartikeln in geladene Elektronen und Ionen, was im Wesentlichen dieselbe Manifestation statischer Elektrizität ist.
Die allmähliche Anhäufung von Risikofaktoren, die mit einer Vielzahl von Quellen ausländischer Felder verbunden sind, hat zu einer separaten Richtung in der Wissenschaft geführt, in der der Grad ihrer Gefahr untersucht wird. Andererseits haben Wissenschaftler lange über die vorteilhaften Eigenschaften der Elektrifizierung und die Möglichkeit nachgedacht, diesen Effekt in den Dienst des Menschen zu stellen.
Vor- und Nachteile der Manifestation der Statik
Die gefährlichen Manifestationen der Elektrostatik sind in erster Linie die ständige Reibung minderwertiger Kleidung am menschlichen Körper und die Ansammlung elektrischer Ladungen auf der Haut. Im technischen Bereich ist dieser Effekt besonders ausgeprägt bei der Arbeit von Installateuren und Spezialisten für das Löten von Mikroschaltungen. In diesem Fall droht er mit dem Ausfall teurer Chips oder sogar ganzer Geräte, die auf deren Basis zusammengebaut wurden.
Bei der Montage wertvoller und seltener Mikrochips sehen die Sicherheitsanforderungen besondere Schutzmaßnahmen gegen diese unangenehmen Erscheinungen vor.
Bei Technologien, die sich auf das Löten einiger Mikroschaltungen beziehen, umfasst der elektrostatische Schutz das Anbringen eines geerdeten Armbands am Arm, bei dessen Vorhandensein die Gefahr durch die Ableitung von Ladungen auf den Boden beseitigt wird. Solche vorbeugenden Maßnahmen betreffen hauptsächlich veraltete K-MOS-Strukturen, die zunehmend durch moderne Mikrochips mit eingebautem Schutz gegen statische Elektrizität ersetzt werden.
Gefahr für den Menschen
Zu den gefährlichen Erscheinungsformen der Statik als solche gehören:
- Blitzentladungen, die von Blitzen begleitet werden - ihre Ursache ist eine verlängerte Reibung der Luftströmungen; durch mögliche Konsequenzen, einschließlich Brandgefahr, übertreffen sie alle anderen Erscheinungsformen bei weitem;
- die Wirkung von Ladungen auf die biologische Hülle (Haut) und das Auftreten starker Reizungen;
- gefährliche und unangenehme Entladungen von Elektrizität durch den menschlichen Körper beim Berühren von Metallteilen nicht geerdeter Geräte.
Das letztere Phänomen hat nichts mit kritischen Stromstößen zu tun, die durch Notsituationen verursacht werden, wenn gefährliche Spannung in das Gehäuse eines Haushaltsgeräts eintritt.
Alle diese Fragen betreffen nur die äußere Seite der Manifestationen statischer Elektrizität, die mit Hilfe technischer Schutzmaßnahmen beseitigt werden können. Eine genauere Untersuchung dieses Prozesses zeigt, dass die Auswirkungen der Statik auf die Somatik und den menschlichen Körper zu schwerwiegenderen Konsequenzen führen können:
- systematische Schlafstörungen;
- Veränderungen im Tonus des Herz-Kreislauf-Systems;
- ermüden;
- das Auftreten von Problemen mit dem Nervensystem;
- leichte Abweichungen in der Arbeit des Muskelgewebes.
Obwohl diese Störungen zunächst nicht sehr auffällig sind, häufen sich im Laufe der Zeit Veränderungen im Körper an, die zu schwerwiegenden Abweichungen führen können. Schlechter Schlaf führt zu psychischen Problemen, die wiederum zu anderen Krankheiten führen. Der Schaden durch diesen Effekt ist in diesem Fall nicht zu bezweifeln.
Ärzte empfehlen, nicht nur auf das Material ständig getragener Kleidung zu achten, sondern auch auf die Wahl der Bettwäsche, auf der sich eine gefährliche Ladung ansammelt.
Die Vorteile statistischer Elektrizität
Viele Wissenschaftler und Erfinder versuchten gleichzeitig, Wege zu finden, um die statische Aufladung zum Nutzen des Menschen zu kontrollieren. Sie entwickelten sperrige und sehr teure Einheiten, deren Rendite in der Regel sehr gering blieb. Der einzige Durchbruch in diesem Bereich ist die Entdeckung der sogenannten „Koronaentladung“ durch Wissenschaftler.
Die einzigartigen Fähigkeiten dieses Phänomens werden nicht nur in der Produktion, sondern auch unter normalen Lebensbedingungen genutzt.Aufgrund der Entwicklung moderner Techniken zur Steuerung elektrostatischer Phänomene werden sie häufig in folgenden technologischen Prozessen eingesetzt:
- Lackieren von Rahmensockeln sowie Oberflächen von Metallstrukturen und anderen vorgefertigten Produkten;
- Gasreinigung aus Verunreinigungen im Bergbau;
- Verwendung in vielen Bereichen im Zusammenhang mit der Verarbeitung von Materialien (moderne Nanotechnologie).
Die Koronarentladung hat auch in der Medizin breite Anwendung gefunden, wo sie zur begrenzten Wirkung elektrostatischer Entladungen auf erkrankte menschliche Organe eingesetzt wird. Auf der Grundlage dieses Effekts wurden außerdem viele Geräte entwickelt, die Luft nicht nur in Industriegebäuden und Fabrikhallen, sondern auch in einer typischen Stadtwohnung ionisieren können. Eine dieser nützlichen Erfindungen ist ein elektrostatischer Filter, der zum Entfernen von Aerosol und mechanischen Partikeln aus der Umgebungsluft ausgelegt ist. Dank seiner Verwendung ist es möglich, Ruß, Ruß und Rauch sowie kleine Staubpartikel, die sich in jedem modernen Haus übermäßig ansammeln, zu entfernen.
So entfernen Sie statische Elektrizität von einer Person und umgebenden Objekten
Da sich die Schädlichkeit statischer Elektrizität für Erwachsene und Kinder im Laufe der Zeit bewährt hat, suchen Wissenschaftler seit langem nach Möglichkeiten, sie vor diesem gefährlichen Phänomen zu schützen. Von besonderer Bedeutung ist das Thema Schutz vor Statik von Kleinkindern, die empfindlicher auf seine Erscheinungsformen reagieren. Für alle Benutzerkategorien wurden verschiedene Ansätze entwickelt, um die Ladung statischer Elektrizität zu entfernen, die sich im Laufe der Zeit auf den Oberflächen eines Objekts ansammelt.
Der einfachste Weg, um die statische Aufladung von Haushaltsgeräten (z. B. auf einem Personal Computer oder einer Waschmaschine) zu beseitigen, besteht darin, sie zu erden, indem Sie das Gehäuse an einen speziellen Erdungsbus anschließen.
Die einfachste Methode, um Ladung von tragbaren Gegenständen zu entfernen, besteht darin, sie regelmäßig mit einer Sprühflasche Wasser zu besprühen, was ein guter Grund ist.
Um zu verhindern, dass sich eine gefährliche Ladung auf der Karosserie ansammelt, ist an der hinteren Stoßstange ein spezieller Streifen aus leitfähigem Gummi (Riemen) angebracht. Darüber hinaus ist es für lange Fahrten in Privatfahrzeugen obligatorisch, das Problem der Unzulässigkeit der Anhäufung von Gebühren aufgrund einer Änderung der Körperposition relativ zum Sitz zu untersuchen. Infolge der aus diesen Fällen resultierenden Reibung sammelt sich manchmal eine ausreichende Menge an ihnen an, was häufig zu einer merklichen und unangenehmen elektrischen Entladung führt. Daher sollten Sie die Sitze regelmäßig befeuchten und mit einem speziellen Kompaktspray besprühen.
Persönliche Schutzmaßnahmen
Elektrostatischer Schutz ist eine notwendige Maßnahme, auf die im modernen Leben kaum verzichtet werden kann. Zu diesem Zweck wurde eine Reihe wirksamer und effizienter Methoden entwickelt, mit denen das Risiko statischer Effekte verringert werden kann. Zuallererst ist dies die richtige Wahl für Kleidung für den Alltag, die auf natürlichen Stoffen wie Baumwolle, Leinen und ähnlichen Fasern nicht synthetischen Ursprungs hergestellt wird. Wenn Sie dies nicht tun können, müssen Sie moderne elektrostatische Entfernungswerkzeuge verwenden, die speziell für diesen Zweck entwickelt wurden.
Der einfachste Weg, sich beim Tragen von Kleidung vor elektrischen Phänomenen zu schützen, ist die Verwendung antistatischer Verbindungen, die die Ladung von der Oberfläche des gewebten Materials entfernen.
Weit verbreitet sind spezielle Waschpulver, die spezielle Additive enthalten, die die Wirkung der elektrostatischen Wirkung neutralisieren.
Ein kompetenter Ansatz bei der Auswahl der täglich getragenen Schuhe hilft dabei, statische Elektrizität zu beseitigen, was nicht weniger wichtig ist als die richtige Auswahl des Stoffes für die Kleidung.Um die Besonderheiten des menschlichen Schutzes vor den Beinen zu erklären, muss man bedenken, dass sich freie Ladungen, die immer im Boden vorhanden sind, leichter auf Gummioberflächen ansammeln können. Wenn Sie Schuhe mit Ledersohlen für dauerhaften Verschleiß wählen, sind die Gründe für die Bildung von Elektrostatik aus dem Boden geringer.
In allen Unternehmen, deren Mitarbeiter hochpräzise und teure Elektrogeräte und -komponenten für sie herstellen, werden Spezialschuhe ausgegeben. Mit seiner Hilfe ist es möglich, moderne Mikrochips und andere elektronische Teile vor versehentlichem Ausfall durch statische Elektrizität zu schützen.
Aus der Praxis ist bekannt, dass Wasser und eine feuchte Umgebung elektrische Ladungen leiten, so dass sie sich normalerweise nicht auf nassen Oberflächen ansammeln. Dieses Verfahren wird durchgeführt, indem spezielle Lösungen und Lotionen auf die Haut von Händen und Körper aufgetragen werden. Es ist am besten, dies unmittelbar vor dem Anziehen zu tun und dann die freiliegenden Körperteile während des gesamten Arbeitstages mit Feuchtigkeit zu versorgen. Wenn sich auf zu Hause getragenen Kleidungsstücken eine große Anzahl von Ladungen ansammelt, wird empfohlen, diese kurz einzuweichen und dann im Freien gründlich zu trocknen.
Statische Elektrizität an sich ist eine gefährliche natürliche Manifestation für den Menschen, die zu einer Reihe unerwünschter Folgen und sogar zu schweren Krankheiten führen kann. Daher wird dem Kampf dagegen nicht nur im industriellen Maßstab, sondern auch unter häuslichen Bedingungen mehr Aufmerksamkeit geschenkt.
