日常生活和工作场所的静电防护

每个人的日常活动都与他在空间中的运动有关。此外，他不仅步行，还乘交通工具出行。

在每次运动期间，静电荷会发生重新分配，从而改变每种物质的原子和电子之间的内部平衡平衡。它与带电过程有关，静电的形成。

在固体中，电荷的分布是由于电子的运动，而在液体和气体中，则是电子和带电离子的运动。所有这些共同产生了潜在的差异。

静电产生的原因

静态力表现的最常见例子在学校的第一节物理课中进行了解释，当时他们在羊毛布上摩擦玻璃和硬橡胶棒，并展示了小纸片对它们的吸引力。

在硬质橡胶杆上集中的静电荷的作用下使细水流偏转的经验也是已知的。

在日常生活中，静电最常表现在：

• 穿着羊毛或化纤衣服时；

• 穿着胶底鞋或羊毛袜在地毯和棉布上行走；

• 塑料制品的使用。

情况因以下原因而恶化：

• 室内空气干燥；

• 钢筋混凝土墙，由其制成多层建筑物。

静电是如何产生的

正常情况下，身体包含相同数量的正粒子和负粒子，这就是为什么在身体中创造平衡，确保其中性状态。当受到干扰时，身体会获得某种符号的电荷。

静是指身体不动时的静止状态。极化可以发生在其物质内部——电荷从一个部分移动到另一个部分，或者它们从附近的物体转移。

在以下情况下，由于电荷的获取、移除或分离而导致物质带电：

• 由于摩擦力或旋转力引起的材料相互作用；

• 温度急剧下降；

• 以不同方式照射；

• 分裂或切割身体。

电荷 分布在物体表面或与物体相距几个原子间距离。对于未接地的物体，它们散布在接触层的区域，对于那些连接到地面轮廓的物体，它们向下流动。

从身体获取静电荷和排出静电荷是同时发生的。当身体接收到的能量潜力大于它在外部环境中消耗的能量时，就会提供电气化。

从这个位置得出一个实际的结论：为了保护身体免受静电影响，有必要将产生的电荷从它排出到接地回路。

静电估计方法

物理物质根据它们在与其他物体摩擦时形成不同符号的电荷的能力，在摩擦电效应的尺度上进行表征。其中一些显示在照片中。

可以引用以下事实作为它们相互作用的例子：

• 穿着羊毛袜或橡胶底鞋走在干燥的地毯上会使人体带电高达 5 ÷ -6 kV；

• 在干燥道路上行驶的汽车车身获得高达 10 kV 的电势；

• 转动滑轮的传动带充电至 25kV。

如您所见，即使在国内条件下，静电潜力也能达到非常高的值。但这不会对我们造成太大伤害，因为它没有太大的功率，并且它的放电通过接触垫的高电阻并且以毫安或更多为单位进行测量。

此外，它会因空气湿度而显着降低。它对与不同材料接触时的体应力大小的影响如图所示。

从他的分析得出结论：在潮湿的环境中，静电较少出现。因此，使用各种保湿剂来对抗它。

在自然界中，静电可能是巨大的。当云层移动很远的距离时，它们之间会积聚巨大的电势，这表现为闪电，其能量足以沿着树干劈开一棵百年老树或烧毁一栋住宅楼。

日常生活中静电放电时，我们会感觉到手指的“捏”感，看到毛织品发出的火花，感觉到能量和效率的下降。我们的身体在日常生活中接触到的电流对健康、神经系统状态有负面影响，但不会造成明显可见的损害。

工业测量设备制造商生产的设备可让您准确确定设备箱和人体上累积的静电电压的大小。

如何保护自己免受家中静电的伤害

我们每个人都应该了解形成对我们的身体构成威胁的静电放电的过程。它们必须是已知的和有限的。为此，开展了各种教育活动，包括面向民众的流行电视节目。

在它们的帮助下，在可用手段的帮助下，显示了产生静态张力的方法、其测量原理和执行预防措施的方法。

例如，考虑到摩擦电效应，最好使用天然木梳梳理头发，而不是像大多数人那样使用金属或塑料。木材具有中性特性，摩擦到头发上时不会形成电荷。

为了在干燥路面上行驶时消除车身的静电势能，使用了附在底部的特殊防静电条。其中的各种类型广泛出售。

如果汽车上没有这种保护，则可以通过使用金属物体（例如汽车点火钥匙）将外壳短期接地来消除电压电位。加油前遵循此程序尤为重要。

当合成材料制成的衣服上积累静电时，可以通过用抗静电成分处理来自特殊容器的蒸汽来去除静电。一般来说，这种面料最好少用，多穿亚麻或棉等天然材质的衣服。

胶底鞋也有助于积累电荷。放入天然材料制成的防静电鞋垫就可以了，对身体的有害影响会降低。

前面已经讨论了冬季城市公寓干燥空气特性的影响。特殊的加湿器或什至在家居用品上放一小块湿布可以改善环境并减少静电的形成。但定期在室内进行湿式清洁可以让您及时清除带电颗粒和灰尘。这是保护自己的最佳方法之一。

家用电器在运行过程中也会在箱体上积累静电荷，连接到建筑物电路公共地的等电位连接系统就是为了减少它们的影响而设计的。即使是简单的亚克力浴缸或具有相同嵌件的旧铸铁结构也会受到静电作用，必须以这种方式加以保护。

生产中如何进行静电防护？

降低电子设备性能的因素

半导体材料制造过程中产生的放电会造成很大的危害，破坏设备的电气特性，甚至使它们完全失效。

在生产环境中，处置可以是任意的，取决于许多不同的因素：

• 接收容量的值；

• 能量潜力；

• 触点的电阻；

• 瞬态类型；

• 其他意外。

在这种情况下，在大约 10 纳秒的初始时间，放电电流增加到最大值，然后在 100-300 纳秒内减小。

通过操作者身体在半导体器件上发生静电放电的性质如图所示。

电流的大小受以下因素影响：一个人积累的电荷容量、他的身体和接触垫的电阻。

在电气设备的制造过程中，由于通过接地表面形成接触，因此无需操作员干预即可产生静电放电。

在这种情况下，放电电流受器件外壳积累的电荷容量和形成的接触焊盘的电阻的影响。在这种情况下，感应高压电势和放电电流在初始瞬间同时作用于半导体。

由于这种复杂的影响，损害可能是：

1.具体来说，当元素的性能降低到无法使用的程度时；

2. 隐藏——通过减少输出参数，有时甚至落入既定的工厂特性范围内。

第二种类型的故障很难检测到：它们通常会影响工作期间的生产力损失。

施加到二极管 KD522D 和集成电路 KR1005VI1 LSI 的伏安特性的偏差图显示了高静态电压作用造成的此类损坏的示例。

棕色线 1 显示了测试前半导体器件的参数随着电压的增加，曲线 2 和 3 显示了它们在增加的感应电势的影响下的降低。在案例#3 中，它的影响更大。

损坏可能由以下行为造成：

• 高估了破坏半导体器件介电层或破坏晶体结构的感应电压；

• 高电流密度导致高温导致材料熔化和氧化层燃烧；

• 测试，电热培训。

潜在的损坏不会立即影响工作，而是在工作数月甚至数年之后。

生产中进行ESD保护的方法

根据工业设备的类型，使用以下维持可操作性的方法之一或它们的组合：

1.消除静电荷的形成；

2. 阻止其进入工作场所；

3.增加设备和附件对放电作用的抵抗力。

方法#1 和#2 允许您保护复杂的大量不同设备，而#3 用于单个设备。

通过将设备放置在法拉第笼中，可以实现保持设备可操作性的高效率，法拉第笼是一个四周都被连接到接地回路的细金属网包围的空间。外部电场不会穿透它内部，它有一个静态磁铁。

屏蔽电缆就是按照这个原理工作的。

静电防护按以下实施原则分类：

• 物理和机械；

• 化学品；

• 建设性和技术性的。

前两种方法可以防止或减少静电荷的形成并提高其排水速度。第三种方法保护器件免受电荷的影响，但不影响它们的放电。

您可以通过以下方式改善废物排放：

• 制作皇冠；

• 增加电荷积累材料的电导率。

解决这些问题：

• 空气电离；

• 增加工作面；

• 选择具有最佳体积电导率的材料。

由于它们的实施，创建了预先准备好的高速公路以将静电荷引导至接地电路，排除了它们对设备工作元件的影响。在这种情况下，考虑到所创建路径的总电阻不应超过 10 欧姆。

如果材料具有很大的阻力，则可以通过其他方式进行保护。否则，电荷开始积聚在表面上，并在与地面接触时释放。

图为从事电子设备维修调试的操作人员在工作场所实施复杂静电防护的实例。

工作台表面通过连接线和使用特殊端子的导电垫连接到接地回路。操作者穿着特殊的工作服，穿导电鞋底的鞋子，坐在有特殊座位的椅子上。所有这些措施都可以有效地处理地面上积累的电荷。

工作空气电离器调节湿度，减少静电的可能性。使用它们时，要考虑到空气中水蒸气含量的增加会对人体健康产生不利影响。所以他们试图将其保持在 40% 左右。

此外，一种有效的方法可以是房间的定期通风或在其中使用通风系统，当空气通过过滤器时，电离和混合，从而确保产生的电荷被中和。

为减少人体积累的电势，可以使用手镯来补充防静电服装和鞋子。它们由一条带扣连接到肩部的导电带组成。后者连接到地线。

用这种方法，流过人体的电流是有限的。它的值不应超过一毫安。较大的值可能会导致疼痛和电击伤害。

在电荷向地面放电的过程中，重要的是要确保其在一秒钟内的放电速率。具有低电阻的地板覆盖物用于此目的。

使用半导体板和电子元件时，还提供防止静电损坏的保护：

• 在检查期间强行绕过电子板和块的端子；

• 使用工作头接地的工具和烙铁。

位于车辆上的易燃液体容器用金属链接地。甚至飞机的机身都配备了金属电缆，可在着陆期间起到防止静电的作用。