Drukuj

Elektryczność statyczna - przyczyny i przeciwdziałanie

Jakie czynniki wpływają na elektryczność statyczną?

Rodzaj materiału
Niektóre materiały łatwiej ulegają naładowaniu niż inne. Na przykład materiał z włókna octanowego będzie gromadził ładunek znacznie szybciej niż szkło.

Wilgotność
Mówiąc ogólnie, im bardziej suche środowisko tym wyższy poziom ładunku elektro-statycznego i odwrotnie, im wyższa wilgotność tym mniejszy ładunek elektrostatyczny. W kategoriach względnych woda jest znacznie lepszym przewodnikiem prądu elektrycznego niż większość tworzyw sztucznych.

Powtarzanie
Działania powtarzane, takie jak tarcie czy rozdzielanie, będą zwiększały poziom ładunku występującego na materiale.

Efekt baterii
Połączenie wielu naładowanych elementów może prowadzić do generowania skrajnie wysokich ładunków. Na przykład, pojedyncze arkusze tworzywa sztucznego o względnie niskim ładunku powierzchniowym mogą wytwarzać ekstremalnie wysokie napięcia w przypadku gdy są składowane razem.

Zmiana temperatury
Materiał w miarę chłodzenia wykazuje tendencję do wytwarzania ładunków elektrycznych. Proces chłodzenia ma na celu rozprowadzenie ładunku netto w całej objętości materiału.

Metody usuwania ładunków
Podstawowa zasada neutralizacji ładunków elektrostatycznych jest taka sama bez względu na zastosowaną technikę. W przypadkach gdzie materiał posiada dodatni ładunek powierzchniowy, konieczne jest doprowadzenie elektronów na powierzchnię w celu przywrócenia równowagi ładunku. Tam, gdzie ładunek powierzchniowy jest ujemny, nadmiar elektronów należy usunąć z powierzchni aby go zneutralizować.

Tryby pracy belek jonizujacych

Belki pasywne
Naładowany obiekt będzie generował pole elektryczne między sobą a dowolnym uziemionym przedmiotem w jego otoczeniu. W przypadku belki pasywnej Meech 974, pole powstaje między powierzchnią a końcówkami włosków uziemionej szczotki z włókna węglowego. Ostre zakończenia poszczególnych włosków powodują wysoką koncentrację pola elektrycznego w tych punktach. Kiedy natężenie pola elektrycznego osiągnie wystarczającą wartość, pojawia się zjawisko jonizacji cząsteczek powietrza otaczających końcówki.

Wpisz tytuł dla obrazu

Belki pasywne są użyteczne przy redukowaniu wysokich ładunków elektrostatycznych sięgających dziesiątek kV do poziomu kilku kV. Jakkolwiek, ze względu na swoją naturę nie są one w stanie całkowicie zneutralizować ładunku powierzchniowego.

Belki na prąd zmienny (AC)
Belki na prąd zmienny pracują przy częstotliwości zasilania. Napięcie sieciowe, 110 lub 240V, jest w znaczny sposób zwiększane przy pomocy transformatora ferrorezonansowego w celu wytworzenia napięć o wartościach z przedziału 4,5 do 7 kV. Tak uzyskane wysokie napięcie jest podawane na bolce jonizujące, podczas gdy osłona belki jest podłączona do uziemienia.

Wpisz tytuł dla obrazu

Jeżeli popatrzymy na dodatni cykl wejściowego kształtu fali, zobaczymy że bolec elektrody będzie miał napięcie dodatnie względem osłony. Powoduje to powstanie między oboma elementami silnego pola elektrycznego o wysokim stopniu koncentracji na ostrym końcu bolca elektrody. W rezultacie na końcu bolca powstają jony dodatnie, które następnie są odpychane od bolca ze względu na taki sam ładunek.

Odwrotne zjawisko zachodzi dla ujemnej połowy cyklu. W tym przypadku wokół bolca jonizującego tworzy się obłok jonów dodatnich i ujemnych. Przy braku wpływów zewnętrznych, jony dodatnie i ujemne przyciągają się wzajemnie lub są przyciągane do pobliskiego uziemienia. Jakkolwiek, w przypadku obecności bliskiego ładunku elektrostatycznego jon będzie przyciągany przez przeciwny ładunek na powierzchni materiału.

Na powierzchni materiału dojdzie do wymiany elektronów i powierzchnia zostanie zneutralizowana. Ponieważ jonizacja przy belce nie zależy od ładunku powierzchniowego i jony są wytwarzane niezależnie od bliskości takiego ładunku, można uzyskać pełną neutralizację powierzchni. Jest to istotna zaleta w porównaniu do belek pasywnych.