تظهر الكهرباء الساكنة عندما يكون هناك عدم تكافؤ في الشحنات الموجبة والسالبة على سطح الأشياء. من السهل اكتشافه - على سبيل المثال، عندما تلمس مقبض باب معدني، يمكن أن تقفز شرارة بينه وبين يدك. ومع ذلك، فإن قياس الكهرباء الساكنة عملية أكثر تعقيدًا. تعلم كيفية قياس الكهرباء الساكنة وستكون قادرًا على تحديد الشحنة الكهربائية الموجودة على أسطح الأجسام المختلفة.

خطوات

تقدير الشحنة الساكنة للمواد المختلفة

قم بإعداد كل ما تحتاجه.ستحتاج في هذه التجربة إلى: لوح نحاسي صغير، سلك أرضي، أسلاك كهربائية بملاقط تمساح، ورق أبيض، مقص، مسطرة، بالون، شعر، قميص قطني، قميص بوليستر، سجادة و بلاط السيراميك. تتيح لك هذه الطريقة تحديد المقدار النسبي للشحنة الساكنة.

• يمكن شراء لوحة نحاسية صغيرة بسعر رخيص جدًا من متجر الأجهزة أو طلبها عبر الإنترنت.
• يمكن شراء التأريض والأسلاك ذات المشابك التمساحية من متجر أجهزة أو مستلزمات كهربائية.

1. قم بتوصيل الشريط النحاسي بالأرض باستخدام سلك.قم بتوصيل مشبك سلكي واحد بالأرض، والثاني بلوحة النحاس. لا يهم مكان توصيل السلك، فقط قم بتوصيله بالسلك الأرضي.

   • عندما يلمس جسم ما لوحة نحاسية، تتدفق الشحنات الساكنة المتراكمة منها.

2. قطع قطعة من الورق إلى 100 قطعة مربعة مقاس 5 مم × 5 مم.باستخدام المسطرة، قسّم الورقة إلى مربعات بحجم 5 ملم ثم قصها. حاول أن تبقي الأبعاد دقيقة قدر الإمكان. من الأسهل القيام بذلك باستخدام آلة قطع الورق.

   تضخيم البالون.نفخ البالون إلى درجة متوسطة أو أحجام كبيرة. حجم الكرة ليس مهمًا إذا كنت تستخدم نفس الكرة لجميع المواد. إذا انفجر البالون أثناء التجربة، فسيتعين عليك نفخ بالون جديد والبدء من جديد للحفاظ على ظروف التجربة دون تغيير.

   دحرج الكرة على سطح المادة محل الاختبار خمس مرات.للبدء، حدد المادة التي تريد قياس الشحنة الساكنة عليها. الشعر أو السجاد أو القمصان القطنية أو القمصان المصنوعة من البوليستر أو السجاد أو بلاط السيراميك تعمل بشكل جيد لهذا الغرض.

   • حرك الكرة فوق المادة في نفس الاتجاه.

3. ضع الكرة فوق قطع الورق.بعد فرك الكرة بالمواد التي يتم اختبارها، سيتم شحن الكرة بكمية معينة من الكهرباء الساكنة (ستختلف هذه الكمية باختلاف المواد). عندما تضع الكرة على قطع من الورق، فإنها ستلتصق بها، وسيعتمد مقدارها على كمية الشحنة الساكنة الموجودة على الكرة.

   • لا تدحرج الكرة على الورقة. فقط ضعها فوق قطع الورق وشاهد عدد القطع التي تلتصق بالكرة.

4. احسب عدد قطع الورق الملتصقة بالكرة.اجمع قطع الورق من الكرة وقم بعدها. بعد فرك حول مواد مختلفةسوف يلتصق عدد مختلف من قطع الورق بالكرة. كرر التجربة مع مواد مختلفةونرى كيف أنها تختلف.

   • قبل كل تجربة جديدة، قم بتفريغ الورقة والكرة.

5. مقارنة النتائج لمواد مختلفة.انظر إلى البيانات وقارن عدد قطع الورق الملتصقة بالكرة بعد فركها بمواد مختلفة. كلما زاد عدد قطع الورق الملتصقة بالكرة، زادت شحنتها الساكنة.

   باستخدام المكشاف الكهربائي محلية الصنع

   1. قم بإعداد كل ما تحتاجه.المكشاف الكهربائي هو أداة تكتشف الكهرباء الساكنة باستخدام صفائح معدنية رقيقة يتم فصلها في وجود شحنة ساكنة. يمكن صنع مكشاف كهربائي بسيط من عدة أدوات منزلية. للقيام بذلك، ستحتاج إلى وعاء زجاجي بغطاء بلاستيكي وورق ألومنيوم ومثقاب.

      اصنع كرة من ورق الفويل.اقطع مربعًا من ورق القصدير مقاس 25 سم × 25 سم تقريبًا، الأبعاد الدقيقة ليست مهمة. قم بتجعيد ورقة القصدير المقطوعة لتكوين كرة. حاول أن تبقي الكرة منتظمة الشكل قدر الإمكان.

      • يجب أن تحصل على كرة يبلغ قطرها حوالي 5 سم. وفي هذه الحالة الأبعاد الدقيقةليست مهمة - الشيء الرئيسي هو أن الكرة ليست كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا.

   2. نشمر قضيب من رقائق الألومنيوم.قطع ورقة أخرى من الرقائق ولفها على شكل قضيب. يجب أن يكون القضيب أقصر قليلاً من الجرة الزجاجية. يجب أن يكون قضيب الألمنيوم هذا على ارتفاع 7-8 سم فوق قاع العلبة ويمتد حوالي 10 سم فوق حافته العلوية.

      نعلق الكرة على القضيب.خذ ورقة أخرى من الرقائق لهذا الغرض. ضع الكرة في نهاية القضيب، ثم ضع فوقها قطعة من ورق الألمنيوم وقم بلفها. لف ورق الألمنيوم بإحكام حول الكرة ثم قم بربطها ببعضها البعض.

عروض شركة اليمان مجموعة واسعة من الأدوات لقياس الكهرباء الساكنةمن إنتاج شركة ELTEX (ألمانيا).

توفر القدرة على قياس الشحنات الكهروستاتيكية بدقة (بما في ذلك الفولتية العالية والمجالات الكهربائية والمقاومات العالية المرتبطة بالمواد الحاملة للشحنة) أساس المعلومات لتدمير الطاقة الكهروستاتيكية المدمرة غير المرغوب فيها. يعد قياس المقاومة العالية أيضًا أداة مهمة في تطبيقات مراقبة السلامة. يساهم القياس الدقيق لمقاومة التسرب في مراقبة الجودة وضمانها، والحفاظ على الخصائص الموحدة للمواد.

نظرًا لعدم استقرار الظواهر الكهروستاتيكية، يجب أن يأخذ قياس الكهرباء الساكنة أيضًا في الاعتبار مصادر الخطأ المختلفة. وهذا يعني أن عملية القياس نفسها يجب أن تلبي المتطلبات الدقيقة. تتميز أجهزة القياس Eltex بالدقة العالية ومجموعة واسعة من التطبيقات الممكنة.

نقدم أجهزة قياس الكهرباء الساكنة ELTEX (ألمانيا):

مقياس المجال الكهربائي EMF58

جهاز محمول شديد الحساسية. يمكن لـ EMF58 قياس ارتفاع الشحن ومستواه وقطبيته وتقييم فعالية أي إجراءات مضادة. متاح أربعة قياسات تتراوح من ±0 كيلو فولت/م إلى ±2 مللي فولت/م.

مقياس المجال الكهربائي EM02

جهاز محمول لقياس آمن للشحنات الساكنة. نطاق القياس: ±0 إلى ±2 مللي فولت/م.

مقياس المجال الكهربائي EM03

جهاز محمول باليد لقياس الشحنات الساكنة، مع مسافة قياس يمكن اختيارها بين 2 و20 سم، تحويل تلقائي وعرض شدة المجال بالفولت. نطاق القياس: ±0 إلى ±200 كيلو فولت.

1. مؤشر الكريستال السائل

2. مقبس أرضي

3. زر قوة(زر تشغيل/إيقاف)

4. لوحة اختبار مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ

5. سلك ارضي مع المشبك

6. مقبس التأريض للجهاز

7. موصل لتوصيل محول الشبكة

فحص الشحنة الساكنة لجسم الإنسان باستخدام جهاز اختبار الكهرباء الساكنة ATR-9365

قم بتأريض الجهاز من خلال الموصل الأرضي الموجود في الجزء الخلفي من الجهاز باستخدام سلك التأريض. انقر فوق الزر قوةلقياس الشحنة الساكنة التي ينتجها جسم الإنسان.

قياس الجهد الكهروستاتيكي البشري باستخدام جهاز اختبار الكهرباء الساكنة ATR-9365

المس لوحة الاختبار المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بيدك. القيمة المعروضة على الشاشة هي مؤشر لقوة المجال الكهروستاتيكي على جسم الإنسان. إذا كنت بحاجة إلى تفريغ الشحنة الكهروستاتيكية، فيرجى لمس المقبس "الأرضي" وسيتم تفريغ الشحنة الكهروستاتيكية.

قياس فرق الجهد الكهربائي بين شخصين باستخدام جهاز اختبار الجهد الساكن ATR-9365

يلمس أحد الأشخاص لوحة الاختبار ولا يتركها، بينما يلمس الشخص الآخر أيضًا لوحة الاختبار. القيمة المعروضة على الشاشة هي فرق الجهد الكهربائي بين الأشخاص.

التحقق من صلاحية سوار المعصم المضاد للكهرباء الاستاتيكية باستخدام جهاز اختبار الكهرباء الساكنة ATP-9365

قبل القياس، افرك قدميك على الأرض والمس لوحة الاختبار. إذا كان سوار المعصم معيبًا أو غير مؤرض بشكل صحيح، فسيعرض الجهاز بعض قيمة الشحنة الكهروستاتيكية.

التثبيت الصحيح لجهاز اختبار الكهرباء الساكنة ATP-9365

قم بإزالة الجهاز وتثبيت البطارية وتشغيل الطاقة بالضغط على الزر قوة. الجهاز جاهز للاستخدام.

ملحوظة:لتركيب الجهاز على الحائط، حدد لوحة مصنوعة من مادة موصلة للكهرباء وحدد المواقع التقريبية لتثبيت براغي التثبيت وفقًا لحجم وموضع الفتحات الموجودة على اللوحة الخلفية للجهاز. ثبت هذه اللوحة على الحائط وقم بتثبيت الجهاز عليها مباشرة.

عرض قيم الجهد الساكن على شاشة جهاز ATP-9365

نطاق جهد الجهاز من 0 فولت إلى 19990 فولت. تتوافق قيمة الجهد المقاسة مع قيمة الجهد المعروضة على شاشة LCD مضروبة في 10. أثناء القياس، يعرض الجهاز قيمة الجهد الساكن وقطبيته.

ما هي الكهرباء الساكنة

تحدث الكهرباء الساكنة عندما يضطرب التوازن داخل الذرة أو داخل الجزيئات بسبب كسب أو فقدان الإلكترون. عادة، تكون الذرة في حالة توازن بسبب نفس العدد من الجزيئات الموجبة والسالبة - البروتونات والإلكترونات. يمكن للإلكترونات أن تنتقل بسهولة من ذرة إلى أخرى. ومن خلال القيام بذلك، فإنها تشكل أيونات موجبة (حيث لا يوجد إلكترون) أو أيونات سالبة (إلكترون واحد أو ذرة بها إلكترون إضافي). عندما يحدث هذا الخلل، تحدث الكهرباء الساكنة.

الشحنة الكهربائية للإلكترون هي (-) 1.6 × 10 -19 كولوم. البروتون الذي له نفس الشحنة له قطبية موجبة. تتناسب الشحنة الساكنة بالكولوم بشكل مباشر مع زيادة أو نقص الإلكترونات، أي. عدد الأيونات غير المستقرة. الكولوم هو الوحدة الأساسية للشحنة الساكنة التي تحدد كمية الكهرباء التي تمر عبرها المقطع العرضيموصل في ثانية واحدة بتيار 1 أمبير.

يفتقد الأيون الموجب إلكترونًا واحدًا، وبالتالي يمكنه بسهولة قبول إلكترون من جسيم سالب الشحنة. الأيونات السالبةوبدوره، يمكن أن يكون إما إلكترونًا واحدًا أو ذرة/جزيء يحتوي على عدد كبير من الإلكترونات. وفي كلتا الحالتين، يوجد إلكترون يمكنه تحييد الشحنة الموجبة.

كيف يتم توليد الكهرباء الساكنة؟

الأسباب الرئيسية للكهرباء الساكنة:

1. الاتصال بين مادتين وفصلهما عن بعضهما البعض (بما في ذلك الاحتكاك، واللف/الفك، وما إلى ذلك).
2. التغير السريع في درجة الحرارة (على سبيل المثال، عند وضع المادة في الفرن).
3. الإشعاع ذو قيم الطاقة العالية، الأشعة فوق البنفسجية، الأشعة السينية، الأشعة السينية، المجالات الكهربائية القوية (غير عادية للإنتاج الصناعي).
4. عمليات القطع (على سبيل المثال، على آلات القطع أو آلات قطع الورق).
5. الحث الكهرومغناطيسي (ظهور مجال كهربائي ناتج عن شحنة ثابتة).

ربما يكون التلامس السطحي وفصل المواد من الأسباب الأكثر شيوعًا للكهرباء الساكنة في صناعات معالجة الأفلام البلاستيكية والصفائح البلاستيكية. يتم إنشاء شحنة ثابتة أثناء عملية تفكيك/لف المواد أو تحريك طبقات مختلفة من المواد بالنسبة لبعضها البعض. هذه العملية ليست واضحة تمامًا، ولكن يمكن الحصول على التفسير الأكثر صدقًا لظهور الكهرباء الساكنة في هذه الحالة من خلال رسم تشبيه مع مكثف ذو لوحة مسطحة، حيث يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية عندما تنفصل الألواح:

الإجهاد الناتج = الإجهاد الأولي x (تباعد الصفائح النهائي/تباعد الصفائح الأولي).

عندما يلامس الغشاء الاصطناعي عمود التغذية/الرفع، فإن الشحنة المنخفضة المتدفقة من المادة إلى العمود تسبب خللاً في التوازن. عندما تمر المادة بمنطقة التلامس مع العمود، يزداد الضغط بنفس الطريقة كما في حالة ألواح المكثفات في لحظة انفصالها. تبين الممارسة أن سعة الجهد الناتج محدودة بسبب الانهيار الكهربائي الذي يحدث في الفجوة بين المواد المجاورة والتوصيل السطحي وعوامل أخرى. عندما يخرج الفيلم من منطقة الاتصال، يمكنك غالبًا سماع صوت طقطقة خافت أو ملاحظة شرارة. يحدث هذا في اللحظة التي تصل فيها الشحنة الساكنة إلى قيمة كافية لتفكيك الهواء المحيط. قبل الاتصال بالعمود، يكون الفيلم الاصطناعي محايدًا كهربائيًا، ولكن أثناء عملية الحركة والاتصال بأسطح التغذية، يتم توجيه تدفق الإلكترونات نحو الفيلم وشحنه بشحنة سالبة. إذا كان العمود معدنيًا ومؤرضًا، فإن شحنته الموجبة تستنزف بسرعة.

معظمتحتوي المعدات على العديد من الأعمدة، لذلك يمكن أن تتغير كمية الشحنة وقطبيتها بشكل متكرر. أفضل طريقةالتحكم في الشحنة الثابتة هو تحديدها الدقيق في المنطقة التي أمامك مباشرة منطقة المشكلة. إذا تم تحييد الشحنة في وقت مبكر جدًا، فقد تتعافى قبل أن يصل الفيلم إلى منطقة المشكلة هذه.

من الناحية النظرية، يمكن توضيح حدوث الشحنة الساكنة بطريقة بسيطة مخطط كهربائي:

ج - يعمل كمكثف يخزن الشحنة مثل البطارية . هذا هو عادة سطح المادة أو المنتج.
R هي مقاومة يمكن أن تضعف شحنة المادة/الآلية (عادةً مع دوران تيار ضعيف). إذا كانت المادة موصلة، فإن الشحنة تتدفق إلى الأرض ولا تسبب مشاكل. إذا كانت المادة عازلة، فلن تتمكن الشحنة من التصريف، وستنشأ صعوبات. يحدث تفريغ الشرارة عندما يصل جهد الشحنة المتراكمة إلى الحد الأقصى.

الحمل الحالي عبارة عن شحنة يتم توليدها، على سبيل المثال، أثناء حركة الفيلم على طول العمود. يقوم تيار الشحن بشحن المكثف (الجسم) ويزيد من جهده U. وبينما يرتفع الجهد، يتدفق التيار عبر المقاومة R. وسيتحقق التوازن في اللحظة التي يصبح فيها تيار الشحن مساوياً للتيار المنتشر عبر الدائرة المغلقة للتيار. مقاومة. (قانون أوم: U = I x R).

إذا كان لدى الجسم القدرة على تجميع شحنة كبيرة، وفي حالة وجود جهد كهربائي عالي، فإن الكهرباء الساكنة ستسبب مشاكل خطيرة مثل الشرارة، أو التنافر/الجذب الكهروستاتيكي، أو الصدمات الكهربائية للموظفين.

قطبية الشحن

الشحنة الساكنة يمكن أن تكون إيجابية أو سلبية. للمعتقلين العاصمة(AC) والمفرغات السلبية (الفرش)، قطبية الشحنة ليست مهمة عادة.

قياس الشحنة الساكنة

يعد قياس حجم الشحنة الثابتة إجراءً مهمًا للغاية يسمح لك باكتشاف وجود الشحنة وتحديد سعتها ومصدرها.
كما ذكرنا أعلاه، تحدث الكهرباء الساكنة عندما يكون هناك نقص أو زيادة في الإلكترونات في الذرة. نظرًا لأنه من المستحيل قياس كمية الشحنة الموجودة على سطح الجسم بالكولوم، يتم قياس المقاومة أو شدة المجال الكهربائي المرتبطة بالشحنة الساكنة. تستخدم طريقة القياس هذه على نطاق واسع في الصناعة.
العلاقة بين مقاومة المجال والشدة هي أن المقاومة في أي نقطة هي أحد مكونات تدرج الشدة.
أدوات القياسيتم تجميعها بشكل أساسي وفقًا للمخطط الموضح أدناه وقياس الجهد على سطح الجسم.

أ - يتغير جهد المكثف مع تغير كمية الشحنة.

من خلال أخذ القياسات من مسافة 100 مم، واستخدام الصيغة Q (الشحن) = C (السعة) × U (الجهد)، يمكنك حساب السعة.

عادةً ما تكون أدوات القياس سهلة الاستخدام ومفيدة جدًا لتحليل المشكلات التي حدثت أو التنبؤ بحدوثها في المستقبل.

عند قياس الكهرباء الساكنة، من المهم اتباع تعليمات تشغيل الجهاز. يعمل المجال الكهربائي في اتجاه واحد، لذا فإن دراسته العملية ليست صعبة. بعض الخصائص الأكثر إثارة للاهتمام والأكثر أهمية للمجال الكهربائي لقياس الشحنة هي:

المجال الكهربائي هو منطقة من الفضاء تعمل فيها القوى الكهربائية، والتي يتم التعبير عن قيمها بالكولوم.
جميع الأجسام المشحونة محاطة بمجال كهربائي.
خطوط المجال عمودية على سطح الجسم وتشير إلى الاتجاه الذي تؤثر فيه القوة.
يمكن أن يغطي المجال الكهربائي العديد من الأجسام، وهو أمر مهم يجب أخذه بعين الاعتبار عند أخذ القياسات وتنفيذ التدابير لتحييد الشحنة الساكنة.

كما ذكرنا أعلاه، في الفضاء الجوي تكون خطوط المجال الكهربائي متعامدة مع سطح الجسم المشحون. وهذا يسمح بإجراء القياسات بدقة عالية جدًا.

في حالة إنتاج الأفلام الاصطناعية ومعالجتها، هناك تفاصيل مهمة يجب ملاحظتها. عندما تتحرك المادة على طول العمود، يتم نقل الشحنة الكهربائية إلى العمود ويبدو أن المجال يختفي. لذلك، ليس من الممكن إجراء قياسات دقيقة بالقرب من العمود. يظهر المجال الكهربائي مرة أخرى عندما تتغلب المادة على منطقة التلامس ويمكن مرة أخرى قياس الشحنة الساكنة بدقة.

المشاكل المرتبطة الكهرباء الساكنة

هناك 4 مجالات رئيسية:

التفريغ الساكن في الالكترونيات

ومن الضروري الانتباه إلى هذه المشكلة، لأن... غالبا ما يحدث أثناء المناولة الوحدات الإلكترونيةوالمكونات المستخدمة في أجهزة التحكم والقياس الحديثة.
في مجال الإلكترونيات، يأتي الخطر الرئيسي المرتبط بالشحنة الساكنة من الشخص الذي يحمل الشحنة ولا يمكن تجاهله. يولد تيار التفريغ حرارة، مما يؤدي إلى تدمير التوصيلات وانقطاع الاتصالات وتمزق مسارات الدوائر الدقيقة. الجهد العاليكما يدمر طبقة أكسيد رقيقة على ترانزستورات التأثير الميدانيوغيرها من العناصر المغلفة.

في كثير من الأحيان لا تتعطل المكونات تمامًا، وهو ما يمكن اعتباره أكثر خطورة لأنه... ولا يظهر العطل فورًا، بل في لحظة غير متوقعة أثناء تشغيل الجهاز.
القاعدة العامة: عند العمل مع الأجزاء والأجهزة الحساسة للكهرباء الاستاتيكية، يجب دائمًا اتخاذ التدابير اللازمة لتحييد الشحنات المتراكمة على جسم الإنسان. توجد معلومات تفصيلية حول هذه المشكلة في وثائق المعيار الأوروبي CECC 00015.

التجاذب/التنافر الكهروستاتيكي

ربما تكون هذه هي المشكلة الأكثر انتشارًا التي تواجهها المصانع العاملة في إنتاج ومعالجة البلاستيك والورق والمنسوجات والصناعات ذات الصلة. ويتجلى ذلك في حقيقة أن المواد تغير سلوكها بشكل مستقل - فهي تلتصق ببعضها البعض أو، على العكس من ذلك، تتنافر، وتلتصق بالمعدات، وتجذب الغبار، وتلتف بشكل غير صحيح حول جهاز الاستقبال، وما إلى ذلك.

يحدث التجاذب/التنافر وفقًا لقانون كولوم، الذي يقوم على مبدأ التعارض التربيعي. وبصيغة بسيطة يتم التعبير عنها على النحو التالي:

قوة الجذب أو التنافر (بالنيوتن) = الشحنة (أ) × الشحنة (ب) / (المسافة بين الجسمين - (بالأمتار)).

وبالتالي، فإن شدة هذا التأثير ترتبط ارتباطًا مباشرًا بسعة الشحنة الساكنة والمسافة بين الأجسام الجاذبة أو الطاردة. يحدث التجاذب والتنافر في اتجاه خطوط المجال الكهربائي.
إذا كانت الشحنتان لهما نفس القطبية فإنهما تتنافران، وإذا كانت لهما قطبية معاكسة فإنهما تتجاذبان. إذا كان أحد الأجسام مشحونًا، فإنه سيثير جاذبية، مما يؤدي إلى إنشاء نسخة مرآة من الشحنة على الأجسام المحايدة.

خطر الحريق

خطر الحريق ليس مشكلة شائعة في جميع الصناعات. لكن احتمال نشوب حريق كبير جدًا في شركات الطباعة وغيرها من المؤسسات التي تستخدم فيها المذيبات القابلة للاشتعال.
في المناطق الخطرة، مصادر الحريق الأكثر شيوعًا هي المعدات غير المؤرضة والموصلات المتحركة. إذا كان المشغل يرتدي أحذية رياضية أو غير موصلة للكهرباء أثناء وجوده في منطقة خطرة، فهناك خطر من أن يولد جسده شحنة قد تتسبب في اشتعال المذيبات. تشكل أجزاء الماكينة الموصلة غير المؤرضة خطرًا أيضًا. يجب أن يكون كل شيء يقع في المنطقة الخطرة مؤرضًا بشكل جيد.

توفر المعلومات التالية شرحًا موجزًا ​​لإمكانية التسبب في الحريق بسبب التفريغ الساكن في البيئات القابلة للاشتعال.

تعتمد قدرة التفريغ على إثارة الحريق على العديد من العوامل المتغيرة:

• نوع التفريغ
• قوة التفريغ
• مصدر التفريغ
• طاقة التفريغ
• وجود بيئة قابلة للاشتعال (المذيبات في الطور الغازي أو الغبار أو السوائل القابلة للاشتعال)؛
• الحد الأدنى من طاقة الاشتعال (MEI) للبيئة القابلة للاشتعال.

أنواع التفريغ

هناك ثلاثة أنواع رئيسية - تفريغ الشرارة والفرشاة والفرشاة المنزلقة. لا يؤخذ تفريغ كورونا في هذه الحالة بعين الاعتبار، لأنه ذو طاقة منخفضة ويحدث ببطء شديد. غالبًا ما يكون تفريغ كورونا غير ضار ويجب أخذه في الاعتبار فقط في المناطق التي ترتفع فيها مخاطر الحرائق والانفجارات.

تفريغ شرارة

وعادة ما يأتي من جسم موصل بشكل معتدل ومعزول كهربائيًا. يمكن أن يكون جسمًا بشريًا، أو جزءًا من آلة، أو أداة. من المفترض أن كل طاقة الشحنة تتبدد في لحظة الشرارة. إذا كانت الطاقة أعلى من MEV لبخار المذيب، فقد يحدث اشتعال.
يتم حساب طاقة الشرارة على النحو التالي: E (بالجول) = ½ C U2.

تفريغ الرسغ

يحدث تفريغ الفرشاة عندما تقوم الأجزاء الحادة من المعدات بتركيز الشحنة على أسطح المواد العازلة، والتي تؤدي خصائصها العازلة إلى تراكمها. يحتوي تفريغ الفرشاة على طاقة أقل مقارنة بتفريغ الشرارة، وبالتالي يشكل خطر اشتعال أقل.

تفريغ الفرشاة المنزلقة

يحدث تفريغ الفرشاة المنزلقة على الصفائح أو المواد الاصطناعية ذات اللفائف العالية المقاومة، مع زيادة كثافة الشحنات وقطبية مختلفة للشحنات على كل جانب من جوانب الويب. يمكن أن يكون سبب هذه الظاهرة الاحتكاك أو رش مسحوق الطلاء. التأثير مشابه لتفريغ مكثف ذو لوحة متوازية ويمكن أن يكون خطيرًا مثل تفريغ الشرارة.

مصدر التفريغ والطاقة

يعد حجم وهندسة توزيع الشحنة من العوامل المهمة. كلما زاد حجم الجسم، زادت الطاقة التي يحتوي عليها. تعمل الزوايا الحادة على زيادة قوة المجال ودعم التصريفات.

قوة التفريغ

إذا كان الجسم الذي لديه طاقة لا يعمل بشكل جيد التيار الكهربائيمثل جسم الإنسان، فإن مقاومة الجسم ستضعف التفريغ وتقلل من الخطر. بالنسبة لجسم الإنسان، فإن القاعدة الأساسية هي افتراض أن أي مذيبات ذات طاقة اشتعال داخلية أقل من 100 مللي جول يمكن أن تشتعل، على الرغم من أن الطاقة الموجودة في الجسم قد تكون أعلى بمقدار 2 إلى 3 مرات.

الحد الأدنى من طاقة الاشتعال MEV

يعد الحد الأدنى من طاقة الاشتعال للمذيبات وتركيزها في المنطقة الخطرة من العوامل المهمة جدًا. إذا كان الحد الأدنى لطاقة الإشعال أقل من طاقة التفريغ، يكون هناك خطر نشوب حريق.

الصعق بالكهرباء

مسألة خطر الصدمة الساكنة في الظروف مؤسسة صناعيةيتلقى المزيد والمزيد من الاهتمام. ويرجع ذلك إلى الزيادة الكبيرة في متطلبات الصحة والسلامة المهنية.
الصعق بالكهرباء الناجم عن الكهرباء الساكنة، من حيث المبدأ، ليس خطيرًا بشكل خاص. إنه ببساطة غير سار وغالباً ما يسبب رد فعل قوي.
هناك نوعان الأسباب الشائعةصدمة ثابتة:

تهمة المستحثة

إذا كان الشخص في مجال كهربائي وتمسك بجسم مشحون، مثل بكرة الفيلم، فمن الممكن أن يصبح جسمه مشحونًا.

تظل الشحنة في جسم المشغل إذا كان يرتدي حذاءًا بنعال عازلة حتى يلمس المعدات المؤرضة. تتدفق الشحنة إلى الأرض وتضرب الشخص. ويحدث هذا أيضًا عندما يلمس المشغل الأجسام أو المواد المشحونة - بسبب الأحذية العازلة، تتراكم الشحنة في الجسم. عندما يلمس المشغل الأجزاء المعدنية من الجهاز، يمكن أن تتسرب الشحنة وتتسبب في حدوث صدمة كهربائية.

عندما يمشي الناس على السجاد الاصطناعي، تتولد شحنة ثابتة عندما يكون هناك اتصال بين السجاد والأحذية. الصدمات الكهربائية التي يتعرض لها السائقون عند مغادرة سيارتهم تكون ناجمة عن الشحنة التي تنشأ بين المقعد وملابسهم وقت الرفع. والحل لهذه المشكلة هو لمس جزء معدني من السيارة، مثل إطار الباب، قبل النهوض من المقعد. وهذا يسمح للشحنة بالتدفق بأمان إلى الأرض من خلال جسم السيارة وإطاراتها.

الأضرار الكهربائية الناجمة عن المعدات

من الممكن حدوث مثل هذه الصدمة الكهربائية، على الرغم من أنها تحدث بشكل أقل بكثير من الضرر الذي تسببه المادة.
إذا كانت بكرة اللف تحتوي على شحنة كبيرة، فيحدث أن أصابع المشغل تركز الشحنة إلى حد أنها تصل إلى نقطة الانهيار ويحدث التفريغ. بالإضافة إلى ذلك، إذا تم وضع جسم معدني غير مؤرض في مجال كهربائي، فقد يصبح مشحونًا بشحنة مستحثة. ونظرًا لأن الجسم المعدني موصل، فإن الشحنة المتحركة سوف يتم تفريغها إلى الشخص الذي يلمس الجسم.

تاتيانا ديمنتييفا
مهندس عملية

تم إعداد المقال بناءً على مواد من شركة فريزر المضادة للكهرباء الساكنة (المملكة المتحدة)

ما هو المجال الكهروستاتيكي؟ أدوات لقياس المجالات الكهروستاتيكية. ما هو الجهاز الكهروستاتيكي الأفضل للشراء؟

أجهزة قياس المجالات الكهروستاتيكية - ما هو الجهاز الأفضل للشراء؟

المجال الكهروستاتيكي هو حقل يتم إنشاؤه بواسطة شحنات كهربائية ثابتة في الفضاء وغير قابلة للتغيير مع الزمن (في حالة عدم وجود تيارات كهربائية). إذا كان هناك نظام من الأجسام المشحونة في الفضاء، ففي كل نقطة من هذا الفضاء توجد قوة المجال الكهربائي. يتم تحديده من خلال القوة المؤثرة على شحنة نقطة الاختبار الموضوعة في هذا المجال. تعبر هذه القوة عن حجم المجال الكهروستاتيكي، والذي يتم تحديده عن طريق قياس المجال الكهروستاتيكي. وحدة القياس في هذه الحالة هي فولت (V)، كيلوفولت (كيلو فولت)، الخ.

تشمل المصادر النموذجية للمجالات الكهروستاتيكية ما يلي:

تركيبات الجهد العالي؛

خطوط العاصمة؛

شاشات العرض، السلع الاستهلاكية؛

المواد الاصطناعية (الأقمشة والطلاءات).

اعتمادًا على المهام المعينة، تنقسم عدادات المجال الكهروستاتيكي إلى الأنواع التالية:

أدوات قياس المجال الكهروستاتيكي في الفضاء؛

أدوات القياس الإمكانات الكهروستاتيكية.

يوجد أدناه جدول ملخص لأدوات قياس المجال الكهروستاتيكي، والذي يساعد في تحديد المجموعة المثالية لمهام القياس الخاصة بك وسيسمح لك بالإجابة على السؤال المتعلق بمقياس المجال الكهروستاتيكي الذي يجب شراؤه مع التحقق. من المهم أيضًا أن يتم إدراج أسعار عدادات المجال الكهروستاتيكي هناك - يمكنك أن ترى بوضوح مقدار تكلفة أداة القياس هذه أو تلك والوظيفة التي تتمتع بها.

نموذج جهاز قياس المجال الكهروستاتيكي:	نطاق تطبيق أداة القياس الكهروستاتيكي:			نطاق القياس:	السعر، فرك. (مع التحقق الأولي)
	قياس الإمكانات الكهربائية الساكنة:	قياس الكهرباء الساكنة الحقول في المساحة الحرة:	قياس كهربة الأنسجة:
جهاز قياس المجال الكهروستاتيكي ST-01	نعم		(إذا كان هناك خيار إضافي متاح)	من 0.3 إلى 180 كيلو فولت/م	48 000
مقياس قوة المجال الكهروستاتيكي P3-80 مع التحقق الأولي	لا	نعم	لا	من 0.3 كيلو فولت/م إلى 200 كيلو فولت/م	53 000
جهاز لقياس الكهرباء الساكنة ESPI-301A	نعم			من 0.3 إلى 180 كيلو فولت/م	53 700
مقياس الجهد الكهروستاتيكي لشاشات العرض ISP-01(A)	نعم	لا		من 0.1 كيلو فولت إلى 18 كيلو فولت	39 766
جهاز لقياس المجال الكهروستاتيكي في الفضاء الحر IESP-01(B)	لا	نعم		من 1 كيلو فولت/م إلى 180 كيلو فولت/م	51 035
جهاز قياس المجال الكهروستاتيكي العالمي ISP-01(V)	نعم			من 0.1 كيلو فولت إلى 18 كيلو فولت من 1 كيلو فولت/م إلى 180 كيلو فولت/م	55 165
مقياس شدة المجال الكهروستاتيكي ISP-5Ts مع التحقق الأولي	لا	نعم		من 1 إلى 1000 كيلو فولت/م	خارج الإنتاج
جهاز قياس المجال الكهروستاتيكي ISP-6	نعم	لا		من 0.1 إلى 10 كيلو فولت
جهاز قياس قوة المجال الكهروستاتيكي ISP-7	لا	نعم		من 2 إلى 199.9
جهاز قياس الشحن الكهربائي PK2-3A	نعم	لا		نوصي بالقراءة المعدات الكهربائية الكلمات القديمة ومعناها أساسيات الهندسة الكهربائية مميزات وعيوب مهنة عالم البيئة 5 مهن تتعلق بالبيئة محرك كهربائي طيور الغراب: الوصف والصورة والنظام الغذائي وخصائص وخصائص النوع المسؤول في عائلة الغراب المقابس والمفاتيح أنواع الطاووس وأوصافها وصورها القياسات والحسابات ما هي المؤامرات للأحذية؟ أساسيات الهندسة الكهربائية تعويذة الحظ السعيد: أن يكون لديك الحظ دائمًا في كل شيء. تعويذة الحظ السعيد على الأقراط.