Значение статического электричества в науке и технике

Предмет: Физика
Тип работы: Реферат
Язык: Русский
Дата добавления: 17.08.2019

 

 

 

 

 

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

По этой ссылке вы сможете найти много готовых рефератов по физике:

 

Много готовых рефератов по физике

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Реакция живого мира на затмения
Покрытия звезд и планет
Электроизмерительные приборы
Тепловые машины и развитие техники


Введение:

Существование человека в любой среде связано с воздействием электромагнитных полей на него и окружающую среду. В случае стационарных электрических зарядов мы имеем дело с электростатическими полями. 

Наряду с естественными статическими электрическими полями в техносфере и в повседневной жизни человек подвергается воздействию искусственных статических электрических полей.

Электрические поля от избыточных зарядов на предметах, одежде, теле человека оказывают большую нагрузку на нервную систему человека, а сердечно-сосудистая система организма также чувствительна к электростатическим электрическим полям.

В данной тестовой работе рассматриваются такие вопросы, как причины возникновения статического электричества, его влияние на организм человека, а также средства защиты от статического электричества.

Причины статического электричества

Электростатические заряды генерируются на поверхностях некоторых материалов, как жидких, так и твердых, в результате сложного процесса контактного электролиза.

«Электролизация происходит, когда два диэлектрических или диэлектрических и проводящих материала трутся друг о друга, если последний изолирован. Когда два диэлектрических материала разделены, электрические заряды разделяются, и материал с большой диэлектрической проницаемостью заряжается положительно, а меньший отрицательно. Чем больше отличаются диэлектрические свойства материалов, тем интенсивнее разделение и накопление зарядов. Никакие заряды не образуются при контакте материалов с одинаковыми диэлектрическими свойствами (диэлектрической проницаемостью). 

Интенсивность образования электрических зарядов определяется разницей электрических свойств материалов в материалах с электрическими свойствами, а также силой и скоростью трения. Чем больше сила и скорость трения и чем больше разница в электрических свойствах, тем интенсивнее образование электрических зарядов. 

Например, на кузове автомобиля, движущегося в сухую погоду, образуются электростатические заряды, если резина колес обладает хорошими изоляционными свойствами. В результате между телом и землей возникает электрическое напряжение, которое может достигать 10 кВ (киловольт) и приводить к возникновению искры, когда человек покидает автомобиль, разрядке через человека на землю. 

Заряды могут возникать при дроблении, разливке и пневматической транспортировке твердых материалов, при разливке, прокачке по трубопроводам, транспортировке в резервуарах диэлектрических жидкостей (бензин, керосин), при обработке диэлектрических материалов (эбонит, плексиглас), при намотке тканей, бумаги, пленок. (например, полиэтилен). Когда резиновый ремень конвейера скользит относительно роликов или ремень ременного привода относительно шкива, могут возникать электрические заряды с потенциалом до 45 кВ. 

Помимо трения, причиной образования статических зарядов является электрическая индукция, в результате которой тела, изолированные от земли во внешнем электрическом поле, приобретают электрический заряд. Индукционный электролиз электропроводящих объектов особенно велик. Например, на металлических объектах (автомобиле и т. д.), изолированных от земли, в сухую погоду значительные электрические заряды могут образовываться под воздействием электрического поля высоковольтных линий электропередачи или грозовых облаков. 

На экранах мониторов и телевизоров положительные заряды накапливаются под действием электронного пучка, создаваемого электронно-лучевой трубкой.

В радиоэлектронной промышленности статическое электричество генерируется при изготовлении, испытании, транспортировке и хранении полупроводниковых приборов и интегральных схем, в помещениях вычислительных центров, в местах дублирования оборудования, а также в ряде других процессы, в которых используются диэлектрические материалы, что является побочным нежелательным фактором.

В химической промышленности при производстве пластиковых материалов и изделий из них также образуются электростатические заряды и поля напряжением 240-250 кВ / м. 

Опасные и вредные факторы статического электричества

Когда человек касается объекта, несущего электрический заряд, последний разряжается через тело человека. Значения токов, возникающих при разряде, малы и очень недолговечны. Поэтому электрических травм не возникает. Однако разряд, как правило, вызывает рефлекторное движение человека, что в некоторых случаях может привести к резкому движению, падению человека с высоты. 

Кроме того, когда образуется заряд с высоким электрическим потенциалом, вокруг них создается электрическое поле повышенной напряженности, которое вредно для человека. При длительном пребывании человека в таком поле функциональные изменения наблюдаются в центральной нервной, сердечно-сосудистой и других системах. 

«Люди, работающие в области, подверженной воздействию электростатического поля, имеют множество жалоб: раздражительность, головная боль, нарушение сна, потеря аппетита и т. д. существуют специфические «фобии», вызванные страхом ожидаемой разрядки. Склонность к «фобиям» обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью. 

Также было установлено, что удаление из организма избыточного электростатического заряда (заземление, ходьба босиком) оказывает благотворное влияние на самочувствие.

Наибольшая опасность возникновения электростатических зарядов состоит в том, что искровой разряд может иметь достаточно энергии для воспламенения горючей или взрывоопасной смеси. Искра, возникающая при разряде электростатических зарядов, является частой причиной пожаров и взрывов. 

Таким образом, удаление пыли из диэлектрического материала из помещения с помощью вытяжной вентиляции может привести к накоплению электростатических зарядов и отложений пыли в газовых каналах. Искра в этом случае может привести к пожару или взрыву пыли. Есть случаи очень серьезных аварий на предприятиях в результате взрывов в вентиляционных системах. 

Когда легковоспламеняющиеся жидкости транспортируются, прокачиваются по трубопроводам, сливаются из резервуара или разбрызгиваются, могут накапливаться электростатические заряды и может возникнуть искра, которая зажигает жидкость.

Наибольшая опасность статического электричества связана с производством и транспортировкой, особенно в присутствии огне-взрывоопасных смесей, пыли и паров горючих жидкостей.

В домашних условиях (например, при ходьбе по ковру) накапливаются небольшие заряды, и энергии возникших искровых разрядов недостаточно для возникновения пожара в обычных условиях жизни.

Защита от статического электричества

Допустимые уровни напряженности электростатических полей установлены в ГОСТ 12.1.045-84. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочем месте и требования к контролю. Допустимые уровни напряженности поля зависят от времени, проведенного на рабочем месте. Максимально допустимый уровень напряженности электростатического поля составляет 60 кВ/м в час. 

Использование средств защиты работников является обязательным в тех случаях, когда фактические уровни напряженности электростатических полей на рабочих местах превышают 60 кВ / м.

Значение статического электричества в науке и технике

При выборе средств защиты от статического электричества необходимо учитывать особенности технологических процессов, физико-химические свойства обрабатываемого материала, микроклимат помещений и т. д., что определяет дифференцированный подход при разработке защитных мер.

Статическая защита обеспечивается двумя способами:

  • снижение интенсивности образования электрических зарядов;
  • устранение генерируемых зарядов статического электричества.

Снижение интенсивности образования электрических зарядов достигается за счет уменьшения скорости и силы трения, различий в диэлектрических свойствах материалов и увеличения их электропроводности. Уменьшение силы трения достигается за счет смазывания, уменьшения шероховатости и площади контакта взаимодействующих поверхностей. Скорость трения ограничена снижением скорости обработки и транспортировки материалов. 

Поскольку статическое электричество генерируется путем разбрызгивания, распыления и распыления диэлектрических жидкостей, желательно исключить или, по меньшей мере, ограничить эти процессы. Например, Заполнение резервуаров диэлектрическими жидкостями свободно падающей струей не допускается. Сливной шланг должен быть опущен ниже уровня жидкости или, в крайнем случае, направить струю вдоль стены, чтобы не было брызг. 

Поскольку интенсивность образования заряда тем выше, чем ниже электропроводность материала, желательно использовать материалы с более высокой электропроводностью, если это возможно, или увеличить их электропроводность путем введения электропроводящих (антистатических) добавок. Итак, для покрытия полов необходимо использовать антистатический линолеум, желательно периодически проводить антистатическую обработку ковров, ковровых материалов, синтетических тканей и материалов с использованием бытовой химии. 

Предпочтительно производить контактирование предметов и веществ из одного и того же материала, поскольку в этом случае контактный электролиз не произойдет. Например, желательно хранить полиэтиленовый порошок в полиэтиленовых бочках, а также заливать и транспортировать его через полиэтиленовые шланги и трубопроводы. Если это невозможно, то используются материалы, близкие по своим диэлектрическим свойствам. Например, электрификация в паре фторопласт-полиэтилен меньше, чем в паре фторопласт-эбонит. 

Таким образом, для защиты от статического электричества необходимо использовать слегка электрифицирующие или неэлектрифицирующие материалы, исключать или ограничивать трение, разбрызгивание, разбрызгивание, разбрызгивание диэлектрических жидкостей.

Устранение зарядов статического электричества достигается в основном за счет заземления корпусов оборудования. Заземление для разряда статического электричества может сочетаться с защитным заземлением электрооборудования. Если заземление используется только для снятия статического электричества, то его электрическое сопротивление может быть значительно выше, чем для защитного сопротивления электрооборудования (до 100 Ом). Даже тонкого провода достаточно, чтобы электрические заряды постоянно попадали в землю. 

Для снятия статического электричества с кузова автомобиля используйте электропроводящую прокладку «антистатик», прикрепленную к днищу автомобиля. Если при выходе из автомобиля вы заметили, что корпус «искрится», разрядите его, прикоснувшись к нему металлическим предметом, например ключом зажигания. Это не опасно для человека. Обязательно сделайте это, если собираетесь заправлять машину бензином. 

Самолеты оснащены металлическими тросами, прикрепленными к шасси и днищам фюзеляжа, что позволяет снимать статические заряды, возникающие при полете с корпуса при посадке.

Для снятия электрических зарядов защитные экраны компьютерных мониторов заземлены. Автоцистерны поставляются с заземляющими электродами в виде цепей, постоянно контактирующих с землей во время движения автомобиля. При сливе бензина в резервуары на заправочной станции заправочная машина и система слива бензина должны быть дополнительно заземлены. 

Влажный воздух обладает достаточной электрической проводимостью, чтобы образовавшиеся электрические заряды стекали через него. Поэтому во влажной воздушной среде электростатические заряды практически не образуются, и увлажнение воздуха является одним из самых простых и распространенных методов борьбы со статическим электричеством. 

Другим распространенным методом устранения электростатических зарядов является ионизация воздуха. Ионы, генерируемые во время работы ионизатора, нейтрализуют заряды статического электричества. Таким образом, бытовые ионизаторы воздуха не только улучшают аэроионный состав воздуха в помещении, но и устраняют электростатические заряды, образующиеся в сухом воздухе на коврах, ковровых синтетических покрытиях и одежде. В производстве используются специальные мощные воздушные ионизаторы различных конструкций, но наиболее распространенными являются электрические ионизаторы. 

Средства индивидуальной защиты могут включать в себя антистатическую обувь, антистатические халаты, заземляющие браслеты и другие средства, которые обеспечивают электростатическое заземление человеческого тела.

Заключение

Статическое электричество представляет собой совокупность явлений, связанных с появлением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках.

Появление зарядов статического электричества происходит во время деформации, фрагментации веществ, относительного движения двух тел в контакте, слоев жидких и объемных материалов, при интенсивном перемешивании, кристаллизации, а также вследствие индукции.

Нервная, сердечно-сосудистая, нейрогуморальная и другие системы организма наиболее чувствительны к электростатическим полям. Это требует гигиенического регулирования предельно допустимой напряженности электростатического поля. 

Электростатическое поле характеризуется интенсивностью, определяемой отношением силы, действующей в поле на точечный электрический заряд, к величине этого заряда. Единица измерения напряжения вольт на метр. Допустимый уровень напряженности электростатических полей составляет 60 кВ / м. в случае, если напряженность поля превышает это значение, должны применяться соответствующие защитные меры.