Статична електрика
Статичну електрику тільки здається жартом, і тим, хто не знайомий з генератором Роберта Ван де Грааф.
Цікаво? Чи то ще буде, коли ми застосуємо частина наших знань на практиці в сфері нафтової промисловості.
Ви дізнаєтеся, як проводиться захист антени, і чому блискавка завжди б'є в один і той же місце.
Так-так, завдяки статичної електрики вона вибирає на рівнині тільки найвищі дерева.
Тому не потрібно ховатися біля підніжжя під час грози. Тема нашої сьогоднішньої розмови - захист від статичної електрики.
Статичну електрику в природі
Але що залишається завжди, так це можливість накопичення зарядів.
У цьому світлі захист мікросхем від статичної електрики поки що буде турбувати багато уми.
Ось і професури колись доводилося залучати слухачів на свої лекції. З тієї простої причини, що квиток коштував деяку суму грошей.
Прямо пропорційно, так би мовити. Електростатичне напругу якнайкраще підходило для цієї мети. Зокрема, багато вчених уми розважалися наступним чином:
Приклад статичної електрики
- Безпритульний заряджався статичною електрикою шляхом тертя зарядом певного знака.
- Після цього експериментатор доторкався до носа випробуваного.
- Лунав клацання електричного розряду, і частина грошей перекочовує до безпритульному.
- В результаті все залишалися задоволені: глядачі, які побачили статичну електрику в дії, безпритульний, який заробив на шматок хліба, і професор, який підняв власну популярність.
Статичну електрику було помічено ще в Стародавній Греції, але першу достовірну його опис, так само як і математичну модель, придумав Кулон. Багато-багато століть пізніше.
Саме Кулон придумав таке поняття, як електричний заряд, і пояснив механіку взаємодії тіл, які мають надлишком електронів або їх недоліком.
Пояснення було дано, через якийсь час. Виявляється, щоб розподілити заряди рівномірно по всій поверхні, матеріал повинен володіти електропровідністю.
Саме так в один клас були виділені метали.
А потім пішов цілий ряд відкриттів по статичної електрики:
- Виявляється, якщо наблизити до металевого предмету заряд, то однойменні витікають на протилежну сторону. А на цій залишається надлишок носіїв протилежного знака.
Металевий стрижень, відокремився (наприклад, лаком) від статичної електрики, зосередженого на тонкій золотій пластинці, укріпленої в нижній частині.
Коли маестро підносив «чарівну паличку», натерту про кролика до протилежного кінця осі, то пелюстка піднімався.
Справа в тому, що до досвіду платівка золота заряжалась носіями потрібного знака.
А коли магічна паличка наближалася до стрижня, то на кінцях створювалася різниця потенціалів.
В результаті платівка, будучи заряджена статичним електрикою відповідне, відштовхувалася.
- Крім того, заряд може переходити між тілами.
На прикладі того ж макету фокусник діяв наступним чином: паличка наближалася до стрижня, а потім вони стикалися. При цьому поверхнева щільність зарядів статичної електрики зрівнювалася (з пропорцією).
За рахунок чого при видаленні жезла платівка все одно залишалася висіти в повітрі
Уявляєте, який вплив статичну електрику виробляло на глядачів? Але необхідність влаштування захисту пояснюється навіть не цим.
- Третім ефектом зміг вразити аудиторію якийсь Роберт Ван де Грааф (американський фізик, 1901 - 1967). Він придумав оригінальне пристосування для нагнітання потенціалу статичної електрики на поверхню сталевої кулі.
Оскільки рухомий матеріал був діелектриком, то, як це було показано вище, заряд статичної електрики нікуди не губився.
Але куля мав великий поверхнею, а також проводив струм.
За рахунок цього мала ділянка сильно зарядженої стрічки починав віддавати носії. І сфера заряжалась статичною електрикою.
Гумористам і жартівниками ми б не рекомендували чіпати таку дрібницю, тому що стандартні методи захисту могли б і не спрацювати: потенціал дивини перевищував 1 МВ (мегавольт, мільйон вольт).
Щоб наші Новомосковсктелі могли порахувати нулі, ми наводимо повну цифру 1.000.000 В. В результаті був створений генератор Ван де Грааф, що досягли 7 МВ.
- Але захист трубопроводів в нафтовому бізнесі потрібна була зовсім не через здатність тел (труб) передавати або приймати заряд. Справа в тому, що при деякій напруженості поля (різниці потенціалів) статичну електрику виливалося в справжню грозу.
Це як електроліт, тільки повітряний. Він добре переносить заряди, і так виникає дуга (та сама, якою варять).
Ось чому блискавкозахист стоїть на кожному літаку: в задній частині крила є пристосування, що закінчуються купою найтонших сталевих зволікань.
Замість цього надлишок носіїв утворює іскру і стікає назад під час руху літального апарату у вигляді тієї ж плазми. Ці ж заходи активно застосовуються автолюбителями, але в цьому випадку надлишок віддається Землі.
В якійсь мірі наша планет електропровідність, а тому охоче приймає статичні заряди, щоб поширити їх по поверхні, а потім все згасає, компенсується, вітрами, водами, втратами в товщі грунту та іншими ефектами.
Заходи боротьби зі статичною електрикою
У багатьох випадках для цього застосовувався відріз гуми, але це працює тільки в сиру погоду.
Наші Новомосковсктелі вже повинні здогадатися чому: коли машина їде по дорозі, то тертя пилом і молекулами повітря провокує виникнення статичного заряду.
Але суха гума є діелектриком, тому стікання відбувається не дуже ефективно. У сиру погоду проблема вирішується повністю. У той же час ризик ураження людини низький в сухому середовищі, тому і гуми виявлялося досить у багатьох випадках.
При цьому опір до входу в шину місцевого контуру не повинно бути більше 10 Ом.
Перевірили вже свій комп'ютер? Як? За допомогою тестера.
Переконайтеся, щоб опір від найдальшої точки кожної пластини системного блоку до бічних пелюсток не було вище 10 Ом.
До речі, за тими ж стандартами сам контур повинен уміщатися в рамки до 5 Ом щодо Земної кулі. Заземлення ведеться зазвичай житлової перетином 6 квадратних міліметрів по міді або 10 по алюмінію.
Візьміть на замітку, якщо буде бажання вберегтися одночасно від блискавок і статичної електрики.
Як? За нормативами стандартів групи TN-С-S допускається заземлення в будинку приєднувати (під фундаментом) до контуру блискавкозахисту.
Що часто і робиться на практиці
А який кабель для захисту від статичної електрики потрібно брати, ми вже знаємо. Для працівників різних цехів і лабораторій, пов'язаних з комп'ютерною технікою, заходи щодо захисту на цьому не обмежуються.
Взагалі кажучи, можна купити навіть спеціальні плити для підлоги, але вдома простіше обмежитися таким набором:
- Обов'язково засоби захисту від статичної електрики починаються з наявності на робочому місці клеми заземлення. Це відведення у вигляді болта з гайкою, вушком для підключення деяких пристроїв.
- Люди, що мають справу з мікросхемами зазвичай надягають на обидві руки спеціальні антистатичні браслети.
Зрозуміло, що заборонені вовняні светри, але додатково до цього утворився заряд повинен відразу стікати.
- Особлива взуття (матеріал підошви в основному) перешкоджає накопиченню статичного заряду. Якщо працюєте з особливо дорогими мікросхемами, витратьте пару тисяч рублів, щоб заощадити (уберегти від втрати) мільйони.
- Що стосується великих підприємств, то правила захисту від статичної електрики у виробництвах часто вимагають застосування більш поглиблених кроків.
Зокрема, в продажу можна знайти штани, куртки і навіть цілі костюми зі спеціальної тканини.
Такий службовець вже не гроза для чуйного електронного обладнання
Зверніть увагу на те, що коштує такий комплект часто дешевше щоденної одягу працівника (іноді навіть не дотягує до пари пристойних кросівок).
Є утеплені варіанти для холодних умов Півночі (не забуваємо про нафтовиків).
Від чого? За рахунок тертя хмар і вітрів в атмосфері накопичується статична електрика.
Щільність зарядів в загальному і цілому однакова з постійного переміщення повітряних мас.
Тому іонізація настає там, де відстань до неба менше. А це, перш за все, піки дерев.
Коли мова йде про місто, то мішенями стають даху висотних будівель. З цією метою виготовляють громовідводи.
Не може бути дана єдина інструкція, як це зробити, але пік пристрою повинен піднімати над усім, що є присутнім на даху.
Для виключення цього явища зазначені об'єкти на рівні підвалу об'єднуються з арматурою фундаменту, яка в свою чергу повинна бути заземлена.
Якщо це неможливо, то проводиться деякі додаткові дії:
- Згідно п. 2.2 г РД 34.21.122С обладнується контур.
- Він повинен складатися з трьох вертикальних стержнів не коротше 3 м з відстанню між ними 5 м.
- Перетин елементів контуру визначається таблицею 3 того ж розділу: градація ведеться в залежності від місця розташування і форми.
Підземна частина збирається з круглих електродів діаметром не менше 10 мм. Прямокутні вибираються по перетину в квадратних міліметрах (40 зовнішня, 100 підземна), причому товщина арматури не повинна бути менше 4 мм.
Круглі тоководов над поверхнею грунту не повинні бути тонше 6 мм
Читачі можуть ще вивчити ГОСТ на цю тему. Ми, приміром, не обговорили засоби колективного захисту.
Але навіть наведених відомостей вистачає, щоб зрозуміти: справжній контур заземлення ні в яке порівняння з рекомендаціями городників на Ютуб не йде. В реальності все набагато складніше.
Ось і методи захисту інтегральних мікросхем повинні виконуватися згідно з ГОСТ, а не за рекомендаціями сусідів.
До речі, на голові необхідно мати шапочку, щоб не падали волосся.
Замість висновку щодо захисту від статичної електрики
Були часи, коли графічний адаптер вигоряв від дотику до монітора. Ми навіть знаємо людей, які спробували це перевірити. Причому успішно (тобто VGA адаптер згорів, як і повинен був).
Вся справа в тому, що на кінескоп подавався потенціал, ну і зовні теж був присутній заряд. Пам'ятайте, ми говорили, що таке можливо?
Ми вважаємо, що правила захисту від статичної електрики тепер відскакують у наших Новомосковсктелей від зубів, а тому огляд на цьому можна закінчити.
More from my site
- Будь-яке питання експерту
- Як правильно зняти показання лічильника електроенергії
- Як придбати хороший праска
- Як власноруч зробити екран для кондиціонера
- Як правильно і без шкоди для здоров'я носити навушники
- Як самостійно зробити осушувач повітря
