какое визуальное проявление статического электричества
Особенности статического электричества
С проявлениями статического электричества легко столкнуться в повседневной жизни: при быстром снятии свитера, хождении по ковру в шерстяных носках, при использовании автомобиля. Образуемый в быту заряд неприятен, но не опасен для человека, а промышленности же статика может привести в пожару или взрыву.
Что это такое
Со статическим электричеством знакомы все люди. Это совокупность явлений, которые связаны с возникновением, сохранением и свободного накопления электрического заряда. Последний возникает на поверхности диэлектрика, который плохо проводит ток, или на изолированным проводнике, не имеющим доступ к постоянному току.
В Быту со статическим электричеством сталкивались все
Появление статического электричества связано с отсутствием перемещения заряда. Свободно передвигающиеся по проводнику электрические заряды являются электрический током. Если же эти заряды останавливаются в одном месте, это называется статическим электричеством.
В любом веществе положительные и отрицательные частицы атомов находятся в равновесии, их количество равно. При этом отрицательно заряженные электроны могут перемещаться между атомами, формирую положительный или отрицательный заряд. Это способствует формированию статического нестабильного электрического поля.
Статика неприятна, но не опасна
Важно! О статическом электричестве, его возникновении и способах защиты сказано в ГОСТе 17.1.018-79.
Сколько вольт в статическом напряжении
Сила разряда и характеристика статического напряжения может быть разной. Человек может ощущать разряд свыше 3 тысяч Вольт, увидеть искры можно от 5 тысяч Вольт, накапливать в теле можно до 10 тысяч.
Иногда энергия заряда достигает 1,4 джоулей, чего достаточно для поджигания горючих газов и жидкостей, но это происходит только на производстве.
Как получить
В домашних условиях получить статическое электричество несложно:
Причины возникновения
На молекулярном уровне напряжение возникает при столкновении поверхностей из разных материалов, когда ионы и электроны с поверхностей начинают перераспределяться. Чем больше площади поверхностей и прилагаемые усилия, тем выше степень электризации.
Главная причина возникновения заряда — трение
Существует несколько причин возникновения и накапливания электростатического напряжения:
Область применения
Применять статическую электроэнергия в быту пока что не научились — слишком сложный и опасный процесс получения. Многие приборы, работающие на силе трения, применяются только для показа опытов.
Намного чаще статика применяется на производстве: при покраске поверхностей, очищении от пыли примесей, создании ворса и т.д.
Какая опасность статического напряжения
Главная опасность заключается в неконтролируемом ударе током. В быту это практически неопасно: например, при снятии шерстяного свитера человека ударит током, но сила этого заряда будет крайне мала.
При длительном нахождении в электрическом поле повышенной напряженности у человека могут начаться проблемы со здоровьем: головные боли, нарушение сна, раздражительность, нарушение работы сердечно-сосудистой и нервной систем.
Достаточно сильный разряд может привести к пожару
Намного выше опасность статического напряжения на производстве и при перевозке легковоспламеняемых веществ: при сильном разряде они могут взорваться или загореться. Например, в вентиляции и вытяжке может скопиться пыль из диэлектрического материала, который легко вспыхивает и разгорается из-за постоянной подачи воздуха. При перевозке электричество может скапливаться при перекачке или сливе жидкостей, даже за счет плескания при езде.
Важно! В домашних условиях полезно «заземляться», например, ходить босиком.
Меры безопасности
В бытовых условиях защититься от статики можно при помощи следующих мер:
На производстве снизить электростатическое напряжение можно, уменьшив скорость работы, используя специальные материалы и заземление. Также по ГОСТу энергия накопления заряда на поверхности предметов не должна превышать 40% от наименьшей энергии загорания.
На производстве должны быть приняты меры предосторожности
Статическое электричество многие считают неопасным, хоть и не особо приятным. Однако все зависит от силы заряда: в промышленности или при перевозке большого количества горючих жидкостей накопившийся разряд может быть очень сильным и привести к пожару.
Что вызывает статическое электричество?
Пожалуй, на планете не существует человека, который так или иначе не сталкивался с проявлением статического электричества в обычной жизни: его источником могут стать и шерстяной свитер, и телевизор, и даже расческа из пластика, расчесываясь которой волосы буквально встают “дыбом”. Однако существует ли научное объяснение столь необычного процесса и можно ли его с пользой применять в повседневной жизни?
Проявления статического электричества можно часто встретить в обычной жизни
Что такое статическое электричество?
О существовании электричества было известно еще несколько тысяч лет назад, когда древнегреческий философ и математик Фалес Милетский был первым, кто смог подробно описать проявления статического заряда. Вместе с тем, лишь только современные исследователи, работающие на наноуровне, сделали огромный шаг вперед в поисках понимания того, почему трение двух поверхностей друг о друга может привести к возникновению тока.
Независимо от того, насколько гладко может выглядеть та или иная поверхность, при определенном приближении даже на самой гладкой структуре можно заметить неровности и шероховатости. Каждая поверхность, от воздушных шариков до волокон, таких как шерсть или волосы, покрыта микроскопическими ямами, которые и несут ответственность за возникновение статического электричества. Кристофер Миззи, докторант в области материаловедения и инженерии в Северо-Западном университете штата Иллинойс, доказывает, что абсолютно все объекты во Вселенной можно сравнить с нашей планетой, которая хотя и кажется абсолютно гладким голубым шаром из космоса, в действительности представляет собой место с крайне разнообразным ландшафтом.
Согласно статье, опубликованной на портале livescience.com, именно наличие шероховатостей, элементов “ландшафта” материала вкупе с их активным взаимодействием друг с другом, создает при трении тот самый тип энергии, который в официальной науке называется трибоэлектричеством.
Статическое электричество — один из самых распространенных типов энергии в природе
Одним из наиболее необычных качеств статического электричества является легкость его производства при использовании материалов, ограничивающих электричество и известных человечеству в качестве изоляторов. Наиболее часто встречающимися изоляторами на Земле считаются резина, шерсть и волосы, которые не позволяют заряженным электронам продвигаться дальше, но подавляют их. Вместе с тем, статическое электричество возникает и тогда, когда резкости в изоляторах трутся друг о друга, создавая помехи для электронных облаков. Поскольку электроны в изоляторах не могут легко перемещаться, это трение может исказить электронные облака, деформируя их и придавая им асимметричную форму. Так, при некоторых обстоятельствах, полученная форма электронного облака может неравномерно распределить напряжение по всей поверхности материала. В повседневной жизни это явление может наглядно проявиться в случае, если вы решите пройтись в шерстяных носках по ковру. Трение материалов в данном случае заставит изгибаться шероховатости на обеих активных поверхностях, деформируя электронные облака и вызывая небольшую разницу в напряжении, которая может проявиться как раз тогда, когда вы дотронетесь до дверной ручки или до другого человека.
Если вам понравилась данная статья, приглашаем вас обсудить ее в нашем официальном чате в Telegram, где вас ждет еще больше полезных новостей из мира современной науки и техники.
Авторы исследования считают, что новообретенное понимание о работе статического электричества может способствовать развитию разработки нового вида полезной ткани, которая сможет производить энергию трения для подзарядки мобильных устройств и другой небольшой техники. Помимо этого, именно статическое электричество может помочь нам при создании безопасных производственных сред с лучшим устранением пожаров из-за наличия мелкодисперсной пыли в помещениях.
Что такое статическое электричество и как с ним бороться?
Понятие о статическом электричестве знакомо всем из школьного курса физики. Статическое электричество возникает в процессе появления зарядов на проводниках, поверхностях различных предметов. Появляются они в результате трения, возникающего при соприкосновении предметов.
Что это такое — статическое электричество
Все вещества состоят из атомов. В атоме находится ядро, вокруг которого расположены в одинаковом количестве электроны и протоны. Они способны перемещаться из одного атома в другой. При движении формируются отрицательные и положительные ионы. Их дисбаланс приводит к тому, что возникает статика. Статический заряд протонов и электронов в атоме одинаков, но имеет разную полярность.
Статика появляется в быту. Статический разряд может происходить при низких токах, но высоких напряжениях. Опасности для людей в этом случае нет, но разряд опасен для электроприборов. Во время разряда страдают микропроцессоры, транзисторы и другие элементы схемы.
Причины возникновения статистического электричества
Возникает статика при следующих состояниях:
Заряд появляется в результате электрической индукции. На металлических корпусах автомобилей в сухое время года создаются большие электрические заряды. Экран телевизора или монитор компьютера способен заряжаться от воздействия луча, создаваемого в электронно-лучевой трубке.
Вред и польза от статистического электричества
Статический заряд пытались использовать многие ученые и изобретатели. Создавались громоздкие агрегаты, польза от которых была низкой. Полезным оказалось открытие учеными коронного разряда. Он широко используется в промышленности. С помощью электростатического заряда красят сложные поверхности, очищают газы от примесей. Все это хорошо, но существуют и многочисленные проблемы. Электроудары бывают большой мощности. Они способны иногда поражать человека. Это случается и дома, и на рабочем месте.
Вред статического электричества проявляется в ударах разной мощности при снятии синтетического свитера, при выходе из автомобиля, включении и выключении кухонного комбайна и пылесоса, ноутбука и микроволновой печи. Эти удары могут оказаться вредными.
Возникает статическое электричество, которое сказывается на работе сердечно-сосудистой и нервной систем. От него следует защищаться. Сам человек тоже часто является переносчиком зарядов. При соприкосновении с поверхностями электроприборов происходит их электризация. Если это контрольно-измерительный прибор, дело может окончиться его поломкой.
Ток разряда, принесенного человеком, своим теплом разрушает соединения, разрывает дорожки микросхем, уничтожает пленку полевых транзисторов. В результате схема приходит в негодность. Чаще всего это происходит не сразу, а на любом этапе в процессе работы инструмента.
На предприятиях, обрабатывающих бумагу, пластмассу, текстиль, материалы часто ведут себя неправильно. Они склеиваются друг с другом, прилипают к различным видам оборудования, отталкиваются, собирают много пыли на себя, наматываются неправильно на катушки или бобины. Виной этого является возникновение статического электричества. Два одинаковых по полярности заряда отталкиваются друг от друга. Иные, один из которых заряжен положительно, а другой — отрицательно, притягиваются. Так же ведут себя и заряженные материалы.
На полиграфических предприятиях и в других местах, где используются в работе легковоспламеняющиеся растворители, возможно возникновение пожара. Это происходит в тех случаях, когда на операторе надета обувь с токонепроводящей подошвой, а оборудование не имеет правильного заземления. Способность возгорания зависит от следующих факторов:
Разряды бывают искровыми, кистевыми, скользящими кистевыми. От человека исходит искровой разряд. Кистевой возникает на заостренных частях оборудования. Энергия его настолько мала, что он практически не вызывает угрозы пожара. Кистевой разряд скользящий возникает на листовых синтетических, а также на рулонных материалах с разными зарядами на каждой стороне полотна. Опасность он представляет такую же, как искровой разряд.
Длительное пребывание в заряженной зоне приводит к раздражительности человека, к снижению аппетита, ухудшению сна.
Пыль из производственного помещения удаляется с помощью вентиляции. Она скапливается в трубах и может воспламениться от статистического искрового разряда.
Как снять статическое электричество с человека
Самое простейшее средство защиты от него — заземление оборудования. В условиях производства используются для этой цели экраны и иные приспособления. В жидких веществах применяются специальные растворители и присадки. Активно используются антистатические растворы. Это вещества с низкой молекулярной массой. Молекулы в антистатике легко перемещаются и вступают в реакцию с влагой, содержащейся в воздухе. За счет этой характеристики с человека снимается статика.
Хорошо помогает проведение ионизации. Делается это с помощью антистатической планки. Она имеет много иголок из специальных сплавов. Под действием тока в 4-7кВ воздух вокруг разлагается на ионы. Используются и воздушные ножи. Они представляют собой антистатическую планку, через которую вдувается воздух и очищает поверхность. Заряды статики активно образуются при разбрызгивании жидкостей, обладающих диэлектрическими свойствами. Поэтому для снижения действия электронов нельзя допускать падающей струи.
Желательно использовать антистатический линолеум на полу и чаще проводить уборку с помощью средств бытовой химии. На предприятиях, связанных с обработкой тканей или бумаги, проблему избавления от статики решают смачиванием материалов. Повышение влажности не дает накапливаться вредному электричеству.
Чтобы снять статику, необходимо:
Хорошо увлажняют атмосферу комнатные цветы, кипящий чайник, специальные приспособления. Антистатические составы продаются в магазинах бытовой химии. Они распыляются над ковровой поверхностью. Можно изготовить антистатик самостоятельно. Для этого берут смягчитель ткани (1 колпачок), выливают в бутылку. Затем емкость наполняется чистой водой, которую разбрызгивают над поверхностью ковра. Салфетки, смоченные антистатиком, нейтрализуют заряды на обивке сидений.
Увлажнение кожи производится лосьоном после душа. Руки протираются несколько раз в день. Следует поменять одежду на натуральную. Если она заряжается, обработать антистатиками. Рекомендуется носить обувь с кожаной подошвой или ходить по дому босиком. Перед стиркой желательно насыпать на одежду ¼ стакана соды (пищевой). Она снимает разряды электричества и смягчает ткань. При полоскании белья можно добавить в машину уксус (¼ стакана). Сушить белье лучше на свежем воздухе.
Все перечисленные меры помогают нейтрализовать статические проблемы.
Как самостоятельно избавиться от статического электричества
История открытия электричества
Что такое шаговое напряжение и как покинуть опасную зону
Что такое короткое замыкание по-простому?
Что такое электрофорная машина и как она работает?
В чём и как измеряется емкость аккумулятора?
Онлайн помощник домашнего мастера
Статическое электричество: причины возникновения и оптимальные варианты защиты (инструкция + видео)
Большинство людей на нашей планете уже не представляют себе жизнь без использования электричества. Сфера его применения очень широка. Однако помимо привычного электричества, «бегущего» по проводам, существует и другое, малоприятное явление. Разберемся с тем, что такое статическое электричество.
Краткое содержимое статьи:
Понятие статического электричества
На уроках физики в школе проводится достаточное количество опытов, чтобы получить представление о статическом электричестве. Само явление дает о себе знать практически каждый день: при надевании одежды, расчесывании волос и т.д.
Благодаря действию разного рода причин молекулы и атомы одного вещества с более сильным притяжением вырывают электроны с другого вещества.
Исследования показывают, что явление происходит лишь тогда, когда воздух оказывается сухим. При контакте с телом человека возникают неприятные ощущения, в основном, от неожиданности.
Причины статического эффекта
Одной из главных причин возникновения явления считается трение, которое происходит между двумя поверхностями. Например, когда синтетическая одежда соприкасается с кожей. Еще одна причина заключается в резких температурных перепадах с большой амплитудой.
Радиация способна нарушить баланс между количеством частиц с положительным и отрицательным зарядами и вызвать электрический разряд. Эффекта можно достигнуть и целенаправленно, методом индукции.
Наличие магнитного поля, связанное с большим количеством всевозможной техники, окружающей человека, ведет к возникновению поля электрического. В связи с высокой долей вероятности возникновения статического электричества человечество задалось вопросом о возможном пагубном воздействии явления на организм, а также о потенциальной его пользе.
Вредное воздействие на организм
Указанные проявления требуют повышенного внимания к одежде и постельному белью. Лучше отдать предпочтение натуральным материалам, поскольку синтетические волокна повышают вероятность возникновения рассматриваемого явления. В целом можно утверждать, что существует определенная степень опасности статического электричества для организма человека.
Положительные стороны
Помимо отрицательных сторон статики есть и положительные, которые дают о себе знать, прежде всего, в сфере промышленности. Например, благодаря ей возможно повышение качества ламинирования ДСП и МДФ. Пленка фиксируется на материале перед попаданием в прессовальную установку.
Специальное нанесение заряда статического электричества на пачки газет и журналов в типографии позволяет им двигаться по конвейеру без дополнительного связывания. Наконец, благодаря статическому эффекту работает технология порошковой окраски, осуществляется смешивание сыпучих веществ.
Снятие статического электричества
Поскольку вредное воздействие статики не исключается, особенно на детский организм, требуется принятие мер по его снятию.
Чтобы решить вопрос о том, как избавиться от статического электричества, необходимо сначала обозначить несколько действенных способов, после чего выбрать наиболее подходящий из них.
Первый состоит в увлажнении кожи. Высокая степень влажности препятствует возникновению статического эффекта. Для этих целей используют всевозможные лосьоны, которые наносятся непосредственно перед тем, как одеться. В течение дня полезно увлажнять кожу на открытых участках тела.
Второй подразумевает ношение одежды из натуральных материалов. Хлопковые и льняные рубашки и блузки превосходно решают проблему. Имеет смысл использовать специальные средства – антистатики, обработка одежды которыми позволяют получить желаемый эффект.
Третий способ касается обуви. Резиновая подошва превосходно пропускает электрический разряд, поэтому предпочтение лучше отдать натуральной кожаной обуви. Для избавления от пагубных последствий на предприятиях, связанных с электротехникой, работникам выдается специальная обувь.
Кроме того, следует отметить, что человеческое тело способно накапливать статическое электричество. Для этого есть благоприятные условия, поскольку все внутренние жидкости организма является превосходными электролитами.
Что касается мер профилактики в помещении, то здесь тоже есть некоторые рекомендации.
Во-первых, необходимо поддерживать должный уровень влажности воздуха. Для этих целей используют бытовые увлажнители. Регулярная влажная уборка и проветривание также позволяют снизить вероятность возникновения статического электричества.
Во-вторых, рекомендуется иметь в доме комнатные растения. Они не только очищают воздух от продуктов жизнедеятельности человека, но и способны уменьшить электростатическое поле. Среди оптимальных выделяют: фикусы, лимоны, бегонию, драцены и другие растения.
В-третьих, интерьер современных квартир и домов предполагает использование синтетики. Однако подбор мебели, штор, ковров, постельного белья следует осуществлять с прицелом на натуральные материалы.
В-четвертых, множество бытовых электроприборов, сконцентрированных в одном месте, способно привести к нежелательным результатам. Поэтому к вопросу планировки помещения нужно подойти самым тщательным образом, разместив технику равномерно.