تفريغ الكهرباء الساكنة ، ضرر كبير

تفريغ الكهرباء الساكنة ، ضرر كبير

في موسم الجفاف ، عندما تفتح الباب ، ستشعر أحيانًا بصدمة كهربائية. هذا هو التفريغ الكهروستاتيكي (ESD). عندما تشعر بصدمة كهربائية ، فإن الجهد الكهربائي على جسمك قد تجاوز 2000 فولت! عندما ترى شرارة التفريغ ، فإن الكهرباء الساكنة بجسمك تصل بالفعل إلى 5000 فولت! عندما تسمع صوت التفريغ تكون الكهرباء الساكنة بجسمك قد وصلت إلى 8000 فولت! ومع ذلك ، ستتضرر العديد من الدوائر المتكاملة الحديثة ذات السرعة العالية جدًا عندما تواجه كهرباء ثابتة تبلغ عشرات الفولتات فقط أو أقل. وهذا يعني ، عندما تلمس هذه الدوائر ، فإنك لا تشعر ولا ترى ولا تسمع التفريغ الكهروستاتيكي ، فهذه الدائرة قد تعرضت للتلف جزئيًا أو تالفًا تمامًا ، وربما لا تزال تبحث عن سبب أجهزتها أو برامجها. . قد لا تدرك أنها"؛ ghost"؛ من الكهرباء الساكنة. قبل منتصف القرن الماضي ، كانت الكهرباء الساكنة بمثابة عرض في متحف للعلوم ، مجرد ظاهرة فيزيائية مثيرة للاهتمام ؛ ومع ذلك ، أصبحت الكهرباء الساكنة إرهابًا للصناعات الحديثة ذات التقنية العالية.

وقعت العديد من الحوادث المميتة بسبب الكهرباء الساكنة في الداخل والخارج في السنوات الأخيرة. في قطاع الصناعة العسكرية ، يتسبب التفريغ الكهروستاتيكي في حدوث انفجارات عرضية للصواريخ (مقذوفات) ؛ في صناعة البتروكيماويات ، تسبب التفريغ الكهروستاتيكي مرارًا وتكرارًا في اشتعال البنزين وانفجاره ؛ في صناعة الإلكترونيات ، تتلف المكونات الإلكترونية. فقط في الولايات المتحدة هي الخسارة السنوية التي تسببها الكهرباء الساكنة لصناعة الإلكترونيات. تبلغ عشرات المليارات من الدولارات. شكل آخر من مخاطر الكهرباء الساكنة هو خطر القوة الكهروستاتيكية. سيؤثر تأثير تجميع الغبار للقوة الكهروستاتيكية على جودة المنتج. في إنتاج الدوائر المتكاملة واسعة النطاق ، تقلل الكهرباء الساكنة بشكل كبير من إنتاج الرقاقة. في عملية الطباعة ، من الصعب محاذاة الورق بسبب التجاذب الكهروستاتيكي ، مما يقلل من كفاءة الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك ، ينتج عن التفريغ الكهروستاتيكي أيضًا تداخلًا كهرومغناطيسيًا قويًا ، وتردده واسع جدًا ، من تردد منخفض إلى أكثر من عدة جيجاهيرتز. هذا النوع من المجال الكهرومغناطيسي القوي له وقت عمل قصير ، لكن شدته أقوى بكثير من المجال الكهرومغناطيسي المشع بواسطة الهاتف المحمول ، والذي سيتداخل مع التشغيل العادي لبعض الأجهزة.

الكهرباء الساكنة ضارة جدا ، كيف يتم إنتاجها؟ أي مادة تتكون من ذرات ، والبنية الأساسية للذرات هي البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. يعرف العلماء البروتونات بأنها موجبة الشحنة ، والنيوترونات غير مشحونة ، والإلكترونات سالبة الشحنة. في ظل الظروف العادية ، يكون عدد البروتونات والإلكترونات في الذرة متماثلًا ، وتكون الشحنات الموجبة والسالبة متوازنة ، لذا فهي تبدو غير مشحونة للخارج. ومع ذلك ، بسبب التأثيرات الخارجية مثل الاحتكاك أو في شكل طاقات مختلفة مثل الطاقة الحركية ، والطاقة الكامنة ، والطاقة الحرارية ، والطاقة الكيميائية ، وما إلى ذلك ، فإن الشحنات الموجبة والسالبة للذرات ستكون غير متوازنة. الاحتكاك في الحياة اليومية هو في الأساس عملية تواصل وانفصال مستمر. في بعض الحالات ، يمكن توليد الكهرباء الساكنة بدون احتكاك ، مثل الكهرباء المستحثة بالكهرباء الساكنة ، والكهربة الكهروحرارية والكهربائية الانضغاطية ، وطبقة هيلمهولتز ، والكهرباء النفاثة ، إلخ.

يمكن لأي جسمين من مواد مختلفة توليد كهرباء ثابتة طالما تم فصلهما بعد الاتصال. بالطبع ، يمكن للهواء المتدفق أن يولد كهرباء ثابتة. لماذا يولد الهواء المتدفق كهرباء ثابتة؟ نظرًا لأن الهواء يتكون أيضًا من الذرات ، يمكن القول أنه يمكن توليد الكهرباء الساكنة في أي وقت وفي أي مكان في حياتنا. يكاد يكون من المستحيل التخلص تمامًا من الكهرباء الساكنة ، ولكن يمكن اتخاذ بعض الإجراءات للتحكم في الكهرباء الساكنة بحيث لا تسبب ضررًا. بالنسبة للبيئات المختلفة وكائنات الحماية المختلفة ، توجد طرق وتدابير حماية مختلفة. هناك العديد من الطرق لتقليل الكهرباء الساكنة لتقليل مخاطر الكهرباء الساكنة. على سبيل المثال ، يتم استخدام بعض معدات وإجراءات الحماية الساكنة للتحكم في الكهرباء الساكنة لجسم الإنسان والبيئة. يمكن للموظفين ارتداء الملابس والأحذية المضادة للكهرباء الساكنة ووضع أرضية مضادة للكهرباء الساكنة. بالإضافة إلى مقاييس أجهزة التحكم الثابتة الجيدة ، يجب أن تكون هناك أيضًا إجراءات برمجيات تحكم ثابتة. هذا هو نظام إدارة التحكم الثابت وإصدار الشهادات والتدريب على المعرفة المضادة للكهرباء الساكنة. العديد من الإدارات في الخارج لديها موظفين متخصصين في إدارة التحكم الثابت.

من ناحية أخرى ، يمكن اتخاذ بعض الإجراءات عند تصميم الدائرة لتحسين القدرة الاستاتيكية للمنتج.

للكهرباء الساكنة العديد من المخاطر ، فهل يمكن أيضًا استخدام الكهرباء الساكنة؟ الجواب نعم ، إن استخدام الكهرباء الساكنة يمكن أن يفيد البشرية. أكثر ما يعرفه الجميع هو التصوير الإلكتروستاتيكي ، والذي يستخدم الآن على نطاق واسع. تتميز إزالة الغبار الكهروستاتيكي بميزة الكفاءة العالية. في الوقت الحاضر ، تستخدم العديد من أجهزة تنقية الهواء الكهرباء الساكنة لامتصاص الغبار الصغير في الهواء لتنقية الهواء. في الزراعة ، يمكن أن يؤدي استخدام الرش الكهروستاتيكي إلى تحسين الكفاءة بشكل كبير وتقليل استخدام المبيدات الحشرية ، وهو اقتصادي وصديق للبيئة. هناك العديد من تطبيقات الكهرباء الساكنة. على سبيل المثال ، البذور المعالجة بالكهرباء الساكنة لديها مقاومة قوية للأمراض ، وتقلل من حدوث الأمراض ، ومعدل إنبات مرتفع ، وزيادة في الغلة ؛ الأوزون الناتج عن التفريغ الكهروستاتيكي هو مكثف ، له تأثير قوي مضاد للجراثيم ؛ الماء ليس مفيدًا للجنس فقط ولكن ليس من السهل أن يسبب القشور. يمكن للغشاء الكهربائي بالكهرباء الساكنة أن يمنع أيضًا إصابات الأنسجة الرخوة المختلفة. له وظائف القضاء على ركود الدم وتقليل التورم. يمكن أيضًا استخدام الكهرباء الساكنة للرش ، ويتم رش قشور الأجهزة المنزلية مثل الغسالات والثلاجات بشكل موحد جدًا بالكهرباء الساكنة.

باختصار ، الكهرباء الساكنة هي شيء غامض ، على الرغم من أننا لا نستطيع رؤيتها بالعين المجردة أو لمسها بأيدينا ، فإن الكهرباء الساكنة تتولد باستمرار وتختفي من حولنا. لا يسبب ضررًا للبشر فحسب ، بل يمكن أن يستخدمه أيضًا.