Индивидуальные учебные работы для студентов


Реферат статическое электричество и меры защиты

Понятие о статическом электричестве 1. Понятие Статическое электричество — это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков, или на изолированных проводниках.

Охрана труда

Можно сказать, что электрический ток — это статический заряд, перемещаемый по проводнику от батареи постоянного тока. Мы можем сравнить статический или неперемещаемый заряд с динамическим или перемещаемым зарядом с постоянным напряжением в проводах идущих от батареи.

Феномен статического электричества и его эффекты были известны человечеству уже очень. Еще в 1400-х годах при строительстве многих Европейских и Карибских фортификационных сооружений разрабатывали использовали приспособления для предотвращения статических разрядов, приводящих к возгоранию черного пороха. Именно в это время многие ученые экспериментировали реферат статическое электричество и меры защиты накоплением зарядов, их сохранением и воспламенением различных веществ при помощи искрового разряда.

Но только во времена промышленной революции появление паровых машин статическое электричество было описано, протестировано измерено.

Реферат статическое электричество и меры защиты бы, дальнейший интерес к изучению статического электричества пропал после изобретения батареи постоянного тока. Статика, в основном, рассматривалась как малозначимое явление. Однако, с механизацией производственных процессов появилось множество машин, работающих реферат статическое электричество и меры защиты больших скоростях использующих ременные передачи, генерирующие большое количество статического электричества.

Статические разряды становились виновниками пожаров на бумажных и текстильных фабриках, мукомольных производствах и на заводах, выпускающих боеприпасы. Статика поражала работников, что приводило к травмам на производствах.

Обеспечение безопасности, как производств, так и работающего персонала требовало более детального изучения этого вопроса. Позднее статический заряд стал использоваться в различных областях: В 50-х годах прошлого века началось производство использование пластиков. Оказалось, что большинство пластиков могут накапливать статические заряды и, вследствие этого, притягивать к реферат статическое электричество и меры защиты различные загрязнения, которые становились причиной различных производственных проблем.

Изобретение транзисторов в 1947 году привело к новой эпохе в электронной технике. Их широкое распространение использование потребовало учета последствий действия статического электричества.

В то время, как ранние устройства, рассчитанные на бытовое применение, были относительно большими и устойчивыми к внешним воздействиям, миниатюризация в военной и космической промышленностях требовала создания все более чувствительных устройств.

Как раз в это время военные специалисты разработали требования для работы и упаковки статически чувствительных устройств позже вошедшие в перечень стандартов MIL, IPC. В 1958 году была изобретена первая интегральная схема, которая содержала на одном кристалле из полупроводникового материала транзисторы, резисторы, конденсаторы и другие элементы, а уже через два десятка лет интегральные схемы насчитывали сотни или тысячи транзисторов на одном кристалле.

Поскольку размер устройства был существенно сокращен, то чувствительность таких компонентов к воздействию статического электричества значительно возросла. В 80-х годах были представлены еще меньшие устройства и новые технологии для их получения. Тысячи затворов полевых транзисторов были помещены на одном чипе.

  1. Ее влияние на величину напряжения тела при контакте с различными материалами показано на графике. Особенно важно выполнять эту процедуру перед заправкой топливом.
  2. Однако, с механизацией производственных процессов появилось множество машин, работающих на больших скоростях и использующих ременные передачи, генерирующие большое количество статического электричества. Достаточно положить в нее антистатические стельки из натуральных материалов, как вредное воздействие на организм будет снижено.
  3. Казалось бы, дальнейший интерес к изучению статического электричества пропал после изобретения батареи постоянного тока.
  4. К контактному заряжению относится электризация при перекачивании углеводородных топлив, растворителей по трубопроводам.
  5. При последующем разделении этих тел каждое из них сохраняет свой электрический заряд, а с увеличением расстояния между ними за счет совершаемой работы по разделению зарядов, разность потенциалов возрастает и может достигнуть десятков и сотен киловольт. Очистка потоков жидкостей или газов от посторонних примесей, что способствует возникновению электризации.

ИС получали все больше распространение через бытовую технику и промышленную электронику. Компьютеры стали неотъемлемой частью бизнеса и домашнего обихода.

Так, например, последние версии процессоров Intel Pentium 4 содержат всего несколько сотен миллионов транзисторов на одном чипе. Миниатюризация изделий является результатом того, что чипы работают быстрее, расходуют меньше энергии дешевле стоят приложение 1. Ежегодный суммарный ущерб мировой отрасли оценивается в миллиарды долларов США. Цена самого поврежденного элемента может колебаться от нескольких центов, как, например, для простого диода, до нескольких сотен долларов для сложных гибридных интегральных микросхем.

Тем не менее, если посчитать и добавить к этому стоимость диагностики, реферат статическое электричество и меры защиты, транспортных расходов, накладных расходов, то окончательная сумма ущерба возрастает многократно. Поэтому важно знать, как возникает статическое электричество и электростатический заряд, а самое главное, уметь бороться с данными явлениями.

Происхождение Статическое электричество возникает в технологических процессах, сопровождающихся трением, измельчением, разбрызгиванием, распылением, фильтрованием и просеиванием веществ. При этом на самих материалах и на оборудовании образуется электрический потенциал в тысячи и десятки тысяч вольт. Реферат статическое электричество и меры защиты телами избыточного заряда связано с явлением контактной электризации.

Кроме того, оно возникает при соприкосновении тел, различающихся по температуре, концентрации заряженных частиц, энергетическому состоянию атомов, шероховатости поверхности и другим параметрам. При этом происходит перераспределение между ними электрических зарядов.

Заряд в значительной степени зависит от электрической емкости материала, на котором он возникает, относительно земли. Наибольшей емкостью по отношению к земле обладают изолированные, проводящие объекты и энергия искрового разряда с них на заземленную поверхность бывает достаточной для воспламенения большинства парогазовых и пылевоздушных смесей, а электрические разряды с диэлектрических поверхностей, вследствие отсутствия проводимости, обладают малой энергией.

Проводящими объектами могут быть металлические обрезиненные материалы, вращающиеся части технологического оборудования, люди, работающие с наэлектризованными материалами. Заряжение таких объектов может происходить двумя путями: К контактному заряжению относится электризация при перекачивании углеводородных топлив, растворителей по трубопроводам.

Изолированные от земли тела, попадая во внешнее электрическое поле, способны приобретать заряд за счет электрической индукции. Особенно опасна индуктивная электризация проводящих объектов, так как при разряде с них выделяется большое количество энергии. Смешанное заряжение происходит при поступлении наэлектризованного материала в емкости, изолированные от земли, что наиболее распространено при заливке горючих жидкостей в резервуары, цистерны, бочки, при подаче тканей, пленок, резиновых клеев в передвижные емкости, тележки.

Электризация диэлектриков трением может возникнуть при соприкосновении двух разнородных веществ из-за различия атомных и молекулярных сил из-за различия работы выхода электрона из материалов.

При этом происходит перераспределение электронов в жидкостях и газах ещё ионов с образованием на соприкасающихся реферат статическое электричество и меры защиты электрических слоёв с противоположными знаками электрических зарядов.

Фактически атомы и молекулы одного вещества, обладающие более сильным притяжением, отрывают электроны от другого вещества. Полученная разность потенциалов соприкасающихся поверхностей зависит от ряда факторов — диэлектрических свойств материалов, значения их взаимного давления при соприкосновении, влажности и температуры поверхностей этих тел, климатических условий.

Реферат статическое электричество и меры защиты последующем разделении этих тел каждое из них сохраняет свой электрический заряд, а с увеличением расстояния между ними за счет совершаемой работы по разделению зарядов, разность потенциалов возрастает и может достигнуть десятков и сотен киловольт. Электрические разряды могут взаимно нейтрализоваться вследствие некоторой электропроводности влажного воздуха.

Протоны имеют положительный заряд, электроны отрицательный, а нейтроны — это частицы, не обладающие зарядом. Когда атом имеет одно и то же число электронов и протонов, то положительные и отрицательные заряды уравновешивают друг друга.

В этом случае атом будет нейтральным. Если атом получает реферат статическое электричество и меры защиты, он становиться отрицательно заряженным, если атом теряет электрон, он соответственно становится положительно заряженным. В итоге мы можем сказать, что положительные или отрицательные заряды имеют место, если есть недостаток или избыток электронов, вращающихся на орбите атома.

  1. Снижение интенсивности возникновения зарядов статического электричества достигается соответствующим подбором скорости движения веществ, исключением разбрызгивания, дробления и распыления веществ, отводом электростатического заряда, подбором поверхностей трения, очисткой горючих газов и жидкостей от примесей.
  2. В помещениях и зонах, которые не относятся к указанным классам, защиту осуществляют на тех участках производства, где статическое электричество отрицательно влияет на нормальное протекание технологического процесса и качество продукции. Поэтому в соответствии с ГОСТ 12.
  3. Именно низкие значения тока не дают статическому заряду нанести человеку вред, когда происходит мгновенный разряд. Кроме того, оно возникает при соприкосновении тел, различающихся по температуре, концентрации заряженных частиц, энергетическому состоянию атомов, шероховатости поверхности и другим параметрам.
  4. В качестве примера их взаимодействия можно привести следующие факты. Следом — резину, а затем синтетические материалы.

Поля Визуально электростатическое поле можно представить как группу силовых линий, начинающихся на положительных зарядах и оканчивающихся на отрицательных. Все мы помним из школьного курса физики, что одноименные заряды отталкиваются друг от друга, а разноименные притягиваются.

Законодательство и РД

Это результат действия электрического поля. Все заряженные объекты имеют поле вокруг. Зарядка объектов Основные причины появления статического реферат статическое электричество и меры защиты Способы зарядки объектов 2. Трибоэлектризация Большинство статического электричества генерируется трибоэлектризацией.

Приложение 5 Наблюдается при взаимном трении двух диэлектриков, полупроводников или металлов различного химического реферат статическое электричество и меры защиты или одинакового состава, но разной плотности, при трении металлов о диэлектрики, при трении двух одинаковых диэлектриков, при трении жидких диэлектриков друг о друга или о поверхность твёрдых тел и др.

При этом электризуются оба тела. Их заряды становятся одинаковыми по величине реферат статическое электричество и меры защиты противоположными по знаку. Трибоэлектрический заряд появляется тогда, когда два материала контактируют между собой, а затем отделяются друг от друга. При этом материалы могут быть твердыми, жидкими или газообразными Примерами могут послужить самые элементарные вещи: При ходьбе происходит контакт подошвы обуви с напольным покрытием, а затем их последующее разделение Приложение 6.

При этом данное действие происходит многократно. Человеческое тело является хорошим проводником, что позволяет ему проводить и накапливать заряды, образующиеся в ходе разделения двух материалов. Еще одним примером могут служить конвейерные ленты, приводные ремни и другие движущиеся части механизмов и машин, которые становятся источником трибоэлектрического заряда.

Уровни образовавшегося потенциала при выполнении человеком обыденных действий представлены в таблице. Приложение 7 Таблица 3. Примеры образования электростатического заряда и уровень образовавшегося потенциала при выполнении человеком обыденных действий 2.

Поляризация Поляризация — смещение положительных и отрицательных электрических зарядов в противоположные стороны. Поляризация происходит под действием электрического поля или некоторых других внешних факторов, например, механических напряжений.

В этом случае все положительные заряды перетекают в одну область, а все отрицательные заряды — в другую. При этом материал должен обладать свойством электропроводности.

Сначала незаземленный проводящий материал, например, интегральная микросхема, помещена в поле заряженного объекта, например, пластиковый стакан Приложение 8.

Электростатическое поле стакана вызывает поляризацию на интегральной схеме, что приводит к перераспределению зарядов на ее корпусе. Если реферат статическое электричество и меры защиты, находясь в электростатическом поле, коснется земли например, руки оператора с заземляющим браслетом или другого заряженного объекта с другим потенциалом, то поляризационный заряд уйдет в землю. При этом произойдет нарушение равновесия ранее нейтрального объекта и он станет заряженным. Индукция Индукция — процесс, при котором электромагнитное поле наводит заряд на близко расположенный проводящий объект без непосредственного контакта с.

Когда часть проводника реферат статическое электричество и меры защиты перпендикулярно полю, то в проводнике генерируется электрический ток. Индукция, как генератор, превращает механическое движение в электричество Приложение 9 2. Проводимость Проводимость — способность тела пропускать электрический ток под воздействием электрического поля, а также физическая величина, количественно характеризующая эту способность.

Статическое электричество в быту Статическое электричество широко распространено в обыденной жизни. Если, например, на полу лежит ковер из шерсти, то при трении об него человеческое тело может получить электрический заряд минус, а ковер получит заряд плюс.

Другим примером может служить электризация пластиковой расчески, которая после причесывания получает минус заряд, а волосы получают плюс заряд. Накопителем минус-заряда зачастую являются полиэтиленовые пакеты, полистироловый пенопласт. Накопителем плюс-заряда зачастую является сухая полиуретановая монтажная пена, если реферат статическое электричество и меры защиты сжать рукой.

Когда человек, тело которого наэлектризовано, дотрагивается до металлического предмета, например трубы отопления или холодильника, накопленный заряд моментально разрядится, а человек получит легкий удар током.

Электростатический разряд происходит при очень высоком напряжении и чрезвычайно низких токах.

  • Проводящими объектами могут быть металлические обрезиненные материалы, вращающиеся части технологического оборудования, люди, работающие с наэлектризованными материалами;
  • Компьютеры стали неотъемлемой частью бизнеса и домашнего обихода.

Даже простое расчесывание волос в сухой день может привести к накоплению статического заряда с напряжением в десятки тысяч вольт, однако ток его освобождения будет настолько мал, что его зачастую невозможно будет даже почувствовать. Именно низкие значения тока не дают статическому заряду нанести человеку вред, когда происходит мгновенный разряд.

С другой стороны, такие напряжения могут быть опасны для элементов различных электронных приборов — микропроцессоров, транзисторов и т. Поэтому при работе с радиоэлектронными компонентами рекомендуется принимать реферат статическое электричество и меры защиты по предотвращению накопления статического заряда 3.

VK
OK
MR
GP