日常生活和工作場所的靜電防護

每個人的日常活動都與他在空間中的運動有關。此外，他不僅步行，還乘交通工具出行。

在每次運動期間，靜電荷會發生重新分配，從而改變每種物質的原子和電子之間的內部平衡平衡。它與帶電過程有關，靜電的形成。

在固體中，電荷的分佈是由於電子的運動，而在液體和氣體中，則是電子和帶電離子的運動。所有這些共同產生了潛在的差異。

靜電產生的原因

靜態力表現的最常見例子在學校的第一節物理課中進行了解釋，當時他們在羊毛布上摩擦玻璃和硬橡膠棒，並展示了小紙片對它們的吸引力。

在集中在硬質橡膠桿上的靜電荷的作用下使細水流偏轉的經驗也是已知的。

在日常生活中，靜電最常表現在：

• 穿著羊毛或化纖衣服時；

• 穿著膠底鞋或羊毛襪在地毯和棉布上行走；

• 塑料製品的使用。

情況因以下原因而惡化：

• 室內空氣乾燥；

• 鋼筋混凝土牆，由其製成多層建築。

靜電是如何產生的

正常情況下，身體包含相同數量的正粒子和負粒子，這就是為什麼在身體中創造平衡，確保其中性狀態。當受到干擾時，身體會獲得某種符號的電荷。

靜是指身體不動時的靜止狀態。極化可以發生在其物質內部——電荷從一個部分移動到另一個部分，或者它們從附近的物體轉移。

在以下情況下，由於電荷的獲取、移除或分離而導致物質帶電：

• 由於摩擦力或旋轉力引起的材料相互作用；

• 溫度急劇下降；

• 以不同方式照射；

• 分裂或切割身體。

電荷 分佈在物體表面或與物體相距幾個原子間距離。對於未接地的物體，它們散佈在接觸層的區域，對於那些連接到地面輪廓的物體，它們向下流動。

從身體獲取靜電荷和排出靜電荷是同時發生的。當身體接收到的能量潛力大於它在外部環境中消耗的能量時，就會提供電氣化。

從這個位置得出一個實際的結論：為了保護身體免受靜電影響，有必要將產生的電荷從它排出到接地迴路。

靜電估計方法

物理物質根據它們在與其他物體摩擦時形成不同符號的電荷的能力，在摩擦電效應的尺度上進行表徵。其中一些顯示在照片中。

可以引用以下事實作為它們相互作用的例子：

• 穿著羊毛襪或橡膠底鞋走在乾燥的地毯上會使人體帶電高達 5 ÷ -6 kV；

• 在乾燥道路上行駛的汽車車身獲得高達 10 kV 的電勢；

• 轉動滑輪的傳動帶充電至 25kV。

如您所見，即使在國內條件下，靜電潛力也能達到非常高的值。但這不會對我們造成太大傷害，因為它沒有太大的功率，並且它的放電通過接觸墊的高電阻並且以毫安或更多為單位進行測量。

此外，它會因空氣濕度而顯著降低。它對與不同材料接觸時的體應力大小的影響如圖所示。

從他的分析得出結論：在潮濕的環境中，靜電較少出現。因此，使用各種保濕劑來對抗它。

在自然界中，靜電可能是巨大的。當云層移動很遠的距離時，它們之間會積聚巨大的電勢，這表現為閃電，其能量足以沿著樹幹劈開一棵百年老樹或燒毀一棟住宅樓。

日常生活中靜電放電時，我們會感覺到手指的“捏”感，看到毛織品發出的火花，感覺到能量和效率的下降。我們的身體在日常生活中接觸到的電流對健康、神經系統狀態有負面影響，但不會造成明顯可見的損害。

工業測量設備製造商生產的設備可讓您準確確定設備箱和人體上累積的靜電電壓的大小。

如何保護自己免受家中靜電的傷害

我們每個人都應該了解形成對我們身體構成威脅的靜電放電的過程。它們必須是已知的和有限的。為此目的，開展了各種教育活動，包括面向民眾的流行電視節目。

在它們的幫助下，在可用手段的幫助下，顯示了產生靜態張力的方法、其測量原理和執行預防措施的方法。

例如，考慮到摩擦電效應，最好使用天然木梳梳理頭髮，而不是像大多數人那樣使用金屬或塑料。木材具有中性特性，當摩擦到頭髮上時不會形成電荷。

為了在乾燥路面上行駛時消除車身的靜電勢能，使用了附在底部的特殊防靜電條。其中的各種類型廣泛出售。

如果汽車上沒有這種保護，則可以通過使用金屬物體（例如汽車點火鑰匙）將外殼短期接地來消除電壓電位。加油前遵循此程序尤為重要。

當合成材料製成的衣服上積聚靜電時，可以​​通過用抗靜電成分處理來自特殊容器的蒸汽來去除靜電。一般來說，這種面料最好少用，多穿亞麻或棉等天然材質的衣服。

膠底鞋也有助於積累電荷。放入天然材料製成的防靜電鞋墊就可以了，對身體的有害影響會降低。

前面已經討論了冬季城市公寓乾燥空氣特性的影響。特殊的加濕器或什至在家居用品上放一小塊濕布可以改善環境並減少靜電的形成。但定期在室內進行濕式清潔可以讓您及時清除帶電顆粒和灰塵。這是保護自己的最佳方法之一。

家用電器在運行過程中也會在箱體上積累靜電荷，連接到建築物電路公共地的等電位連接系統就是為了減少它們的影響而設計的。即使是簡單的亞克力浴缸或具有相同嵌件的舊鑄鐵結構也會受到靜電作用，必須以這種方式加以保護。

生產中如何進行靜電防護？

降低電子設備性能的因素

半導體材料製造過程中產生的放電會造成很大的危害，破壞設備的電氣特性，甚至使它們完全失效。

在生產環境中，處置可以是任意的，取決於許多不同的因素：

• 接收容量的值；

• 能量潛力；

• 觸點的電阻；

• 瞬態類型；

• 其他意外。

在這種情況下，在大約 10 納秒的初始時間，放電電流增加到最大值，然後在 100-300 納秒內減小。

通過操作者身體在半導體器件上發生靜電放電的性質如圖所示。

電流的大小受以下因素影響：一個人積累的電荷容量、他的身體和接觸墊的電阻。

在電氣設備的製造過程中，由於通過接地表面形成接觸，因此無需操作員干預即可產生靜電放電。

在這種情況下，放電電流受器件外殼積累的電荷容量和形成的接觸焊盤的電阻的影響。在這種情況下，感應高壓電勢和放電電流在初始瞬間同時作用於半導體。

由於這種複雜的影響，損害可能是：

1.具體來說，當元素的性能降低到無法使用的程度時；

2. 隱藏——通過減少輸出參數，有時甚至落入既定的工廠特性之內。

第二種類型的故障很難檢測到：它們通常會影響工作期間的生產力損失。

施加於二極管 KD522D 和集成電路 KR1005VI1 LSI 的伏安特性的偏差圖顯示了高靜態電壓作用造成的此類損壞的示例。

棕色線 1 顯示了測試前半導體器件的參數隨著電壓的增加，曲線 2 和 3 顯示了它們在增加的感應電勢的影響下的降低。在案例#3 中，它的影響更大。

損壞可能由以下行為造成：

• 高估了破壞半導體器件介電層或破壞晶體結構的感應電壓；

• 高電流密度導致高溫導致材料熔化和氧化層燃燒；

• 測試，電熱培訓。

潛在的損壞不會立即影響工作，而是在工作數月甚至數年之後。

生產中進行ESD保護的方法

根據工業設備的類型，使用以下維持可操作性的方法之一或它們的組合：

1.消除靜電荷的形成；

2. 阻止其進入工作場所；

3.增加設備和附件對放電作用的抵抗力。

方法#1 和#2 允許您保護複雜的大量不同設備，而#3 用於單個設備。

通過將設備放置在法拉第籠中，可以實現保持設備可操作性的高效率，法拉第籠是一個四周都被連接到接地迴路的細金屬網包圍的空間。外部電場不會穿透它內部，它有一個靜態磁鐵。

屏蔽電纜就是按照這個原理工作的。

靜電防護按以下實施原則分類：

• 物理和機械；

• 化學品；

• 建設性和技術性的。

前兩種方法可以防止或減少靜電荷的形成並提高其排水速度。第三種方法保護器件免受電荷的影響，但不影響它們的放電。

您可以通過以下方式改善廢物排放：

• 製作皇冠；

• 增加電荷積累材料的電導率。

解決這些問題：

• 空氣電離；

• 增加工作面；

• 選擇具有最佳體積電導率的材料。

由於它們的實施，創建了預先準備好的高速公路以將靜電荷引導至接地電路，排除了它們對設備工作元件的影響。在這種情況下，考慮到所創建路徑的總電阻不應超過 10 歐姆。

如果材料具有很大的阻力，則可以通過其他方式進行保護。否則，電荷開始積聚在表面上，並在與地面接觸時釋放。

圖為從事電子設備維修調試的操作人員在工作場所實施複雜靜電防護的實例。

工作台表面通過連接線和使用特殊端子的導電墊連接到接地迴路。操作者穿著特殊的工作服，穿導電鞋底的鞋子，坐在有特殊座位的椅子上。所有這些措施都可以有效地處理地面上積累的電荷。

工作空氣電離器調節濕度，減少靜電的可能性。使用它們時，要考慮到空氣中水蒸氣含量的增加會對人體健康產生不利影響。所以他們試圖將其保持在 40% 左右。

此外，一種有效的方法可以是房間的定期通風或在其中使用通風系統，當空氣通過過濾器時，電離和混合，從而確保產生的電荷被中和。

為減少人體積累的電勢，可以使用手鐲來補充防靜電服裝和鞋子。它們由一條帶扣連接到肩部的導電帶組成。後者連接到地線。

用這種方法，流過人體的電流是有限的。它的值不應超過一毫安。較大的值可能會導致疼痛和電擊傷害。

在電荷向地面放電的過程中，重要的是要確保其在一秒鐘內的放電速率。具有低電阻的地板覆蓋物用於此目的。

使用半導體板和電子元件時，還提供防止靜電損壞的保護：

• 在檢查期間強行繞過電子板和塊的端子；

• 使用工作頭接地的工具和烙鐵。

位於車輛上的易燃液體容器用金屬鏈接地。甚至飛機的機身都配備了金屬電纜，可在著陸期間起到防止靜電的作用。