Koncept prirodnog fenomena koji se naziva „statički elektricitet“ poznat je većini ljudi iz tečaja fizike u školi. Opisuje iskustvo kada se sitno sjeckani komadi papira počnu lijepiti za češalj u obliku nosa ili ebanovog štapića. Fenomen koji se proučava predstavljen je u ovom primjeru kao privlačenje heterogeno nabijenih elemenata, što se objašnjava odvajanjem naboja zbog djelovanja trenja. Međutim, u prirodi postoje i druge manifestacije ovog učinka, koje uopće nisu poput eksperimenta ili zabavnog iskustva. Upoznavši se s njima, lakše je razumjeti što je statički stres i kako je moguće nositi se s njim u proizvodnji i domaćim uvjetima.
Određivanje statičkog elektriciteta
Po definiciji, statički elektricitet kao učinak je opasna pojava koja prijeti zdravlju i praksi bilo koje osobe. Da bismo shvatili i razumjeli njegovu prirodu, treba imati na umu da se sve poznate tvari sastoje od molekula, a posljednja od najmanjih čestica zvanih atomi. U njihovom je središtu jezgro s protonovima i neutronima, a skupine elektrona se okreću oko njega u različitim orbitama. Ukupni naboj tih čestica odgovara istom pokazatelju za protone, stoga je atom u cjelini neutralan.
U nekim tvarima negativno nabijeni elektroni su toliko udaljeni od središta da se, najmanjim kršenjem energetske ravnoteže, kreću iz svoje stalne orbite. To se obično događa kao posljedica trenja, kada se u tvari odvaja mala količina toplinske energije.
Kad se elektroni odmaknu od jezgre, on dobiva pozitivan naboj, a u tijelu materijala pojavljuje se značajan broj čestica sa suprotnim nabojima (ionima). Oni su izvor i glavni uzrok takozvanog "statičkog elektriciteta".
Uzroci pojave i manifestacije
Statički napon nastaje zbog kršenja opće ravnoteže električno nabijenih čestica u bilo kojoj tvari. Formira se ne samo prema unaprijed planiranom scenariju: na zahtjev učitelja ili eksperimentatora. U praksi se najčešće manifestuje bez sudjelovanja i protivno njegovoj volji.
Jednostavan primjer: oblačenje odjeće izrađene od sintetičkih tkanina. Zbog trenja o tijelu i naknadne pojave statičkih naboja, materija ga počinje usko uskladiti i ne dopušta da poprimi željeni izgled. Jedini mogući izlaz u ovoj situaciji je prskanje posebnim sredstvom koje se naziva „antistatičko sredstvo“. Samo na taj način moguće je ukloniti višak naboja iz sintetskog materijala.
Ostali karakteristični uzroci stvaranja statičkog naboja su:
- uočljive promjene temperature, koje se također događaju vrlo oštro;
- visoka razina zračenja, što dovodi do povećanja energije elektrona i pojave heterogeno nabijenih čestica u materijalu;
- prisutnost jake indukcije i magnetskog polja.
Prva dva razloga, zbog kojih osoba počinje "strujati", ne trebaju posebna objašnjenja. Suprotno tome, čini se da magnetska indukcija predstavlja ozbiljan problem, posebno u posljednje vrijeme.
S stalnim porastom broja kućanskih aparata, od kojih mnogi imaju induktivne elemente, utjecaj elektromagnetskih polja na osobu dramatično raste.Jedna od tih manifestacija je elektrifikacija atmosfere uslijed odvajanja čestica zraka na nabijene elektrone i ione, što je u osnovi ista manifestacija statičkog elektriciteta.
Postepeno gomilanje faktora rizika povezanih s velikim brojem različitih izvora stranih polja dovelo je do zasebnog smjera u znanosti, koji proučava stupanj njihove opasnosti. S druge strane, znanstvenici već dugo razmišljaju o korisnim svojstvima elektrifikacije i mogućnosti stavljanja ovog učinka u službu čovjeka.
Slabosti i prednosti manifestacije statike
Opasne manifestacije elektrostatike primarno su stalno trenje nekvalitetne odjeće o ljudskom tijelu i nakupljanje električnih naboja na koži. U tehničkom području, ovaj je učinak posebno akutan tijekom rada ugrađivača-specijalista za lemljenje mikro krugova. U ovom slučaju, prijeti neuspjeh skupih čipova ili čak čitavih uređaja sastavljenih na njihovoj osnovi.
Prilikom sastavljanja vrijednih i rijetkih mikročipova, sigurnosni zahtjevi predviđaju posebne mjere zaštite od ovih neugodnih manifestacija.
U tehnologijama povezanim s lemljenjem nekih mikro krugova, elektrostatička zaštita uključuje stavljanje uzemljene narukvice na ruku, u čijoj se prisutnosti opasnost uklanja uklanjanjem naboja u zemlju. Takve se preventivne mjere uglavnom odnose na zastarjele K-MOS strukture koje sve više zamjenjuju moderni mikročipovi koji imaju ugrađenu zaštitu od statičkog elektriciteta.
Opasnost za ljude
Opasne manifestacije statike kao takve uključuju:
- pražnjenje groma popraćeno gromovima - njihov uzrok je produljeno trenje zračnih struja; po mogućim posljedicama, uključujući požarnu opasnost, one daleko nadmašuju sve ostale manifestacije;
- učinak naboja na biološki pokrov (kožu) i pojava jakih iritacija na njemu;
- opasno i neugodno pražnjenje električne energije kroz ljudsko tijelo pri dodirivanju metalnih dijelova neosnovane opreme.
Potonji fenomen nema nikakve veze sa udarima kritične struje uzrokovanim izvanrednim situacijama kada opasni napon prodre u kućište kućanskog aparata.
Sva ova pitanja tiču se samo vanjske strane manifestacija statičkog elektriciteta koja se može eliminirati uz pomoć tehničkih sredstava zaštite. Pobliže ispitivanje ovog postupka otkriva da učinci statike na somatiku i ljudsko tijelo mogu dovesti do ozbiljnijih posljedica:
- sustavni poremećaji spavanja;
- promjene u tonu kardiovaskularnog sustava;
- umor;
- pojava problema s živčanim sustavom;
- neznatna odstupanja u radu mišićnog tkiva.
Iako ovi poremećaji u početku nisu baš uočljivi, vremenom se u tijelu nakupljaju promjene koje mogu dovesti do ozbiljnih odstupanja. Loš san rezultira mentalnim problemima, što zauzvrat dovodi do drugih bolesti. Šteta od ovog učinka u ovom slučaju nije dvojbena.
Liječnici preporučuju pažljivu pažnju ne samo na materijalu odjeće koji se stalno nosi, već i na izbor kućne posteljine na kojoj se nakuplja opasan naboj.
Prednosti statističke električne energije
Mnogi su znanstvenici i izumitelji odjednom pokušali pronaći načine za kontrolu statičkog naboja za dobrobit ljudi. Razvili su glomazne i vrlo skupe jedinice, čiji je povrat u pravilu vrlo nizak. Jedini proboj na ovom području je otkriće znanstvenika takozvanog "koronskog pražnjenja".
Jedinstvene mogućnosti ovog fenomena koriste se ne samo u proizvodnji, već iu običnim životnim uvjetima.Zbog razvoja suvremenih tehnika za kontrolu elektrostatskih pojava, naširoko se koriste u sljedećim tehnološkim procesima:
- slikanje podloga okvira, kao i površina metalnih konstrukcija i drugih montažnih proizvoda;
- pročišćavanje plina od nečistoća u rudarskoj industriji;
- upotreba u mnogim područjima koja se odnose na obradu materijala (moderna nanotehnologija).
Koronarni iscjedak također je našao široku primjenu u medicini, gdje se koristi za ograničeni učinak elektrostatičkih pražnjenja na oboljele ljudske organe. Pored toga, na temelju ovog učinka razvijeni su mnogi uređaji koji mogu ionizirati zrak ne samo u industrijskim prostorijama i tvorničkim podovima, već iu tipičnom gradskom stanu. Jedan od ovih korisnih izuma je elektrostatički filter dizajniran za uklanjanje aerosola i mehaničkih čestica iz okolnog zraka. Zahvaljujući njegovoj upotrebi, moguće je riješiti se čađe, čađe i dima, kao i od sitnih čestica prašine koje se nakupljaju u višku u bilo kojoj modernoj kući.
Kako ukloniti statički elektricitet iz osobe i okolnih objekata
Budući da je štetnost statičkog elektriciteta za odrasle i djecu s vremenom dokazana, znanstvenici već dugo traže načine kako ih zaštititi od ove opasne pojave. Posebno je važno pitanje zaštite od statike male djece koja su osjetljivija na njegove manifestacije. Za sve kategorije korisnika razvijeno je nekoliko različitih pristupa za uklanjanje naboja statičkog elektriciteta koji se tijekom vremena akumulira na površinama bilo kojeg objekta.
Najlakši način da se riješite statike nakupljene na kućnoj opremi (na primjer, na osobnom računalu ili perilici) je uzemljenje spajanjem kućišta na poseban zemljani autobus.
Najjednostavnija metoda uklanjanja naboja s bilo koje nosive stvari je da ga povremeno prskate bocom vode u spreju, što je dobro tlo.
Kako se spriječi nakupljanje opasnog naboja na karoseriji automobila, na njegov stražnji branik pričvršćena je posebna traka provodne gume (remen). Osim toga, za duga putovanja u osobnim vozilima obvezno se proučava pitanje nedopuštenosti nakupljanja naboja zbog promjene položaja karoserije u odnosu na sjedište. Kao rezultat trenja koje nastaju iz navlaka, ponekad se nakuplja dovoljna količina, što često dovodi do primjetnog i neugodnog električnog pražnjenja. Stoga biste trebali povremeno navlažiti sjedala, prskajući ih posebnim kompaktnim sprejom.
Osobne zaštitne mjere
Elektrostatička zaštita nužna je mjera, bez koje je u modernom životu gotovo nemoguće. Da bi se to postiglo, razvijeno je niz učinkovitih i djelotvornih metoda pomoću kojih je moguće smanjiti rizik od statičkih učinaka. Prije svega, to je pravi izbor odjeće za svakodnevno nošenje, koja je izrađena na osnovi prirodnih tkanina poput pamuka, lana i sličnih vlakana nesintetičkog podrijetla. Ako je to nemoguće, morat ćete upotrijebiti moderne alate za uklanjanje elektrostatičara koji su posebno dizajnirani u tu svrhu.
Najjednostavniji način zaštite od električnih pojava pri nošenju odjeće je korištenje antistatičkih spojeva koji uklanjaju naboj s površine tkanog materijala.
Široko se koriste posebni praškovi za pranje, koji sadrže posebne aditive koji neutraliziraju učinak elektrostatskog učinka.
Kompetentni pristup odabiru cipela koje se svakodnevno nose pomoći će se riješiti statičkog elektriciteta, što nije manje važno od ispravnog odabira tkanine za odjeću.Da bismo objasnili osobitosti ljudske zaštite s nogu, bit će potrebno zapamtiti da se na besplatnim nabojima, uvijek prisutnim u zemlji, lakše nakupljaju na gumenim površinama. Ako za trajno nošenje odaberete cipele s potplatom na bazi kože, razlozi za stvaranje elektrostatika iz tla bit će manji.
U svim poduzećima čiji se zaposlenici bave proizvodnjom visoko preciznih i skupih električnih uređaja i komponenti za njih izdaju se posebne cipele. Uz njegovu pomoć moguće je osigurati moderne mikročipove i druge elektroničke dijelove od slučajnih kvarova statičkim elektricitetom.
Iz prakse je poznato da su voda i vlažno okruženje provodnik električnih naboja, tako da se obično ne akumuliraju na vlažnim površinama. Ovaj postupak se provodi primjenom posebnih otopina i losiona na kožu ruku i tijela. Najbolje je to učiniti neposredno prije oblačenja, a nakon toga hidratizirati izložene dijelove tijela tijekom radnog dana. Prilikom nakupljanja velikog broja punjenja odjećom koja se nosi kod kuće, preporuča se kratko namočiti, a zatim je temeljito osušiti na otvorenom.
Statički elektricitet sam po sebi je opasna prirodna manifestacija za ljude, što može dovesti do niza nepoželjnih posljedica, pa čak i do ozbiljnih bolesti. Stoga se borbi protiv nje pridaje povećana pažnja ne samo u industrijskim razmjerima, već i u domaćim uvjetima.
