Статическое электричество

Электроника, электрика / Не разобранное - электрика
Alexsandrs
1 177
19-11-2017, 23:03
0

Статическое электричество возникает в самых разнообразных условиях производства, но проявляется оно главным образом при использовании материалов с высокими изоляционными свойствами.

Интерес к явлениям статической электризации обусловливается необходимостью предотвращать опасные и вредные последствия проявления статического электричества — взрывы, пожары, отрицательное влияние на здоровье человека.

Явления электризации возникают в самых разнообразных условиях:

- при работе ременных передач и транспортеров, выполненных из различных непроводящих материалов;

- при разматывании и обработке ткани, лент, бумаги;

- при перемешивании веществ в смесителях и обработке их на вальцах или каландрах;

- при размоле, просеивании и фильтрации воздуха и газа, а также при поднятии пылинок потоком воздуха;

- при движении жидкости по трубопроводам со скоростью, превышающей оптимальную, установленную для данного рода жидкости;

- при сливе, наливе, перекачке и переливании жидкостей из емкости в емкость и особенно в случаях подачи жидкости падающей струей;

- при движении по трубопроводам и выходе из сопла сжатых или сжиженных газов и т. п.

Электризация заключается в том, что нейтральные тела, не проявляющие нормально электрических свойств, в условиях определенного контакта или взаимодействия становятся электрически заряженными.

При электризации заряды не возникают и не исчезают, они переходят с одного электризующегося тела на другое и накапливаются на поверхностях их соприкосновения или перемещаются в пределах одного и того же тела.

Электризация твердых тел обычно происходит при переходе электронов через поверхность контакта, а иногда в результате движения ионов.

При этом тело, приобретшее электроны, становится отрицательно заряженным, и, наоборот, тело, отдавшее электроны, становится положительно заряженным. Электрический заряд тела служит мерой его электризации.

При трении неизолированных от земли проводников (одинаковых по материалу и размеру) не обнаруживается электризации, так как возникающие в проводниках в одинаковых количествах электрические заряды разноименных знаков по мере их накопления взаимно нейтрализуются.

Если же один из проводников заземлен, а другой такой же проводник изолирован от земли, то последний сохранит свои заряды, которые мгновенно распределятся по его поверхности.

Заземленный же проводник отдаст в землю полученные им электроны или получит через землю ушедшие из его тела электроны, что зависит от знака (полярности) заряда.

Если изолированный проводник заземлить с одного конца, заряды мгновенно стекут в землю и проводник снова придет в электрически нейтральное состояние.

При трении между проводником и изолятором (телом с высоким поверхностным и объемным сопротивлением) заряды сохраняются на изоляторе в местах соприкосновения его с проводником.

Распределение заряда по поверхности изолятора совершается медленно и зависит от сопротивления изолятора.

Таким образом, электризация проявляется различно, в зависимости от того, является ли тело проводником или изолятором.

В проводниках (металлах) электроны могут свободно, быстро перемещаться, и электризация металлов обусловливается изменением количества электронов.

Как было отмечено выше, заряды не проявляются, если проводник не изолирован от земли.

В телах, плохо проводящих и обладающих большим сопротивлением, для появления электрических зарядов иа поверхности тела требуется длительное время, в ряде случаев оно может быть порядка нескольких часов.

Кроме электризации, происходящей в результате трения, перемещения, движения, разбрызгивания или разламывания, возможна электризация через индукцию, т. е. через воздействие на расстоянии.

Если электрически заряженное тело (индуктор) приблизить к проводнику, находящемуся в электрически нейтральном состоянии, то на ближайшем участке последнего (индуктируемого проводника) возникает заряд, равный по величине заряду индуктора, но противоположный ему по знаку, а на удаленном участке индуктируются заряды, однозначные с зарядами индуктора.

При удалении электрически заряженного тела от проводника, который был заряжен этим телом через индукцию, заряд на проводнике станет уменьшаться и при достаточно большом расстоянии не будет более обнаруживаться, т. е., проводник вновь придет в нейтральное состояние.

Доказано, что из электрических зарядов любого проводника можно выделить (получить) заряды желаемого знака.

Для этого следует заряжаемый через индукцию проводник сделать из двух частей и разъединить их между собой, тотчас же удалив индуктор.

После этого на каждой разъемной части проводника останутся неизменными заряды одного только знака соответствующей полярности.

С явлениями статической электризации взаимно связано состояние воздушной среды.

Воздух при нормальных условиях обладает высокими изоляционными свойствами.

Под воздействием солнечного света, космических лучей, излучений радиоактивных веществ земной коры и других факторов ионизации нейтральные молекулы воздуха (газа) ионизируются на положительные и отрицательные ионы, являющиеся носителями электрических зарядов.

Если напряженность электрического поля достаточно велика, то свободные ионы приобретают кинетическую энергию такой величины, что при столкновении с нейтральными молекулами они образуют новые ионы.

Вследствие ионизации воздух становится все более проводящим, и в результате протекающий тихий разряд переходит в искровой разряд.

Разряд имеет сложный колебательный характер, в принципе — это электрический пробой воздуха (газа).

Исследованиями установлено, что напряжение, при котором происходит самостоятельный разряд, вызываемый ударной ионизацией, зависит от давления воздуха (газа ) p и расстояния между электродами d.

Исследованиями установлено что при нормальном атмосферном давлении наименьшее напряжение 330 в соответствует состоянию при pd = 0,567.

Из этого следует, что при напряжении между наэлектризованными телами менее указанного (330 в) разряд (или искра) вообще не может возникнуть.

Этот вывод имеет важное значение при решении практических вопросов защиты человека от вредного или опасного проявления статического электричества.

Явление ионизации в области тихого разряда (короны) используется для нейтрализации зарядов, возникающих при статической электризации.

Разряды статического электричества могут явиться причиной взрывов, пожаров и несчастных случаев.

Кроме того, на отдельных предприятиях электризация вызывала технологические помехи в производстве, снижая производительность труда и являясь причиной порчи продукции.

Значительные трудности возникают в этом отношении при производстве химических волокон, нитей, синтетических и полимерных материалов и изделий из них, обладающих высокими диэлектрическими свойствами.

В связи с этим в настоящее время проблема защиты от проявлений статической электризации является особенно актуальной.

"Электробезопастность" В.Корольков

Обсудить на форуме