Perlindungan terhadap listrik statis dalam kehidupan sehari-hari dan di tempat kerja

Aktivitas sehari-hari setiap orang terkait dengan pergerakannya di ruang angkasa. Selain itu, ia tidak hanya berjalan kaki, tetapi juga bepergian dengan transportasi.

Selama setiap gerakan, redistribusi muatan statis terjadi, mengubah keseimbangan keseimbangan internal antara atom dan elektron dari setiap zat. Ini terkait dengan proses elektrifikasi, pembentukan listrik statis.

Dalam padatan, distribusi muatan disebabkan oleh pergerakan elektron, dan dalam cairan dan gas, baik elektron maupun ion bermuatan. Semua ini bersama-sama membuat perbedaan potensial.

Penyebab listrik statis

Contoh paling umum dari manifestasi gaya statis dijelaskan di sekolah pada pelajaran pertama fisika, ketika mereka menggosok kaca dan batang ebonit pada kain wol dan menunjukkan daya tarik potongan kertas kecil kepada mereka.

Pengalaman membelokkan aliran air tipis di bawah aksi muatan statis yang terkonsentrasi pada batang ebonit juga diketahui.

Dalam kehidupan sehari-hari, listrik statis paling sering memanifestasikan dirinya:

• saat mengenakan pakaian wol atau sintetis;

• berjalan dengan sepatu bersol karet atau kaus kaki wol di atas karpet dan batum;

• penggunaan barang plastik.

Situasi diperparah oleh:

• udara kering di dalam ruangan;

• dinding beton bertulang, dari mana bangunan bertingkat dibuat.

Bagaimana statis dihasilkan

Biasanya, tubuh fisik mengandung partikel positif dan negatif dalam jumlah yang sama, itulah sebabnya keseimbangan tercipta di dalamnya, memastikan keadaan netralnya. Saat diganggu, tubuh memperoleh muatan listrik dari tanda tertentu.

Statis berarti keadaan istirahat ketika tubuh tidak bergerak. Polarisasi dapat terjadi di dalam substansinya — pergerakan muatan dari satu bagian ke bagian lain atau perpindahannya dari objek terdekat.

Elektrifikasi zat terjadi karena perolehan, penghilangan, atau pemisahan muatan ketika:

• interaksi material karena gaya gesekan atau rotasi;

• penurunan suhu yang tajam;

• iradiasi dengan berbagai cara;

• membelah atau memotong tubuh fisik.

Biaya listrik didistribusikan pada permukaan objek atau pada jarak darinya pada beberapa jarak interatomik. Untuk benda yang tidak dibumikan, mereka menyebar ke area lapisan kontak, dan untuk yang terhubung ke kontur tanah, mereka mengalir ke sana.

Perolehan muatan statis dari tubuh dan pengurasannya terjadi secara bersamaan. Elektrifikasi disediakan ketika tubuh menerima potensi energi yang lebih besar daripada yang dikeluarkannya di lingkungan eksternal.

Kesimpulan praktis mengikuti dari posisi ini: untuk melindungi tubuh dari listrik statis, perlu mengalirkan muatan yang dihasilkan darinya ke loop bumi.

Metode estimasi listrik statis

Substansi fisik, sesuai dengan kemampuannya untuk membentuk muatan listrik dari berbagai tanda ketika berinteraksi melalui gesekan dengan benda lain, dicirikan pada skala efek triboelektrik. Beberapa di antaranya ditampilkan di foto.

Fakta-fakta berikut dapat dikutip sebagai contoh interaksi mereka:

• berjalan dengan kaus kaki wol atau sepatu dengan sol karet di atas karpet kering dapat mengisi daya tubuh manusia hingga 5 ÷ -6 kV;

• badan mobil yang bergerak di jalan kering memperoleh potensi hingga 10 kV;

• sabuk penggerak yang memutar katrol dibebankan ke 25kV.

Seperti yang Anda lihat, potensi listrik statis mencapai nilai yang sangat tinggi bahkan dalam kondisi rumah tangga. Tetapi ini tidak banyak merugikan kita, karena tidak memiliki banyak daya, dan pelepasannya melewati resistansi tinggi bantalan kontak dan diukur dalam miliampere atau lebih.

Selain itu, kelembaban udara berkurang secara signifikan. Efeknya pada jumlah tekanan tubuh yang bersentuhan dengan bahan berbeda ditunjukkan pada grafik.

Dari analisisnya berikut kesimpulannya: di lingkungan yang lembab, listrik statis muncul lebih sedikit. Oleh karena itu, berbagai pelembab digunakan untuk melawannya.

Di alam, listrik statis bisa sangat besar.Saat awan bergerak dalam jarak jauh, potensi signifikan terakumulasi di antara mereka, yang dimanifestasikan oleh petir, yang energinya cukup untuk membelah pohon berusia seabad di sepanjang batangnya atau membakar bangunan tempat tinggal.

Ketika listrik statis dilepaskan dalam kehidupan sehari-hari, kita merasakan "cubitan" pada jari, melihat percikan api yang dipancarkan oleh benda-benda wol, merasakan penurunan energi dan efisiensi. Arus yang terpapar tubuh kita dalam kehidupan sehari-hari berdampak negatif pada kesehatan, keadaan sistem saraf, tetapi tidak menyebabkan kerusakan yang terlihat jelas.

Pabrikan peralatan pengukur industri menghasilkan perangkat yang memungkinkan Anda untuk secara akurat menentukan besarnya tegangan akumulasi muatan statis baik pada kotak peralatan maupun pada tubuh manusia.

Bagaimana melindungi diri Anda dari listrik statis di rumah Anda

Kita masing-masing harus memahami proses yang membentuk pelepasan statis yang mengancam tubuh kita. Mereka harus diketahui dan dibatasi. Untuk itu, berbagai kegiatan pendidikan dilakukan, termasuk program televisi populer bagi masyarakat.

Pada mereka, dengan bantuan sarana yang tersedia, metode untuk menciptakan tegangan statis, prinsip pengukurannya, dan metode untuk melakukan tindakan pencegahan ditunjukkan.

Misalnya, dengan mempertimbangkan efek triboelektrik, yang terbaik adalah menggunakan sisir kayu alami untuk menyisir rambut, bukan dari logam atau plastik, seperti yang dilakukan kebanyakan orang. Kayunya memiliki sifat netral dan tidak membentuk muatan saat digosokkan ke rambut.

Untuk menghilangkan potensi statis dari bodi mobil saat berkendara di jalan yang kering, digunakan strip antistatis khusus yang dipasang di bagian bawah. Berbagai jenis ini banyak tersedia untuk dijual.

Jika tidak ada perlindungan seperti itu pada mobil, maka potensial tegangan dapat dihilangkan dengan membumikan casing dalam waktu singkat menggunakan benda logam, misalnya kunci kontak mobil. Sangat penting untuk mengikuti prosedur ini sebelum mengisi bahan bakar.

Ketika muatan statis terakumulasi pada pakaian yang terbuat dari bahan sintetis, muatan tersebut dapat dihilangkan dengan mengolah uap dari wadah khusus dengan komposisi antistatis. Secara umum, lebih baik menggunakan lebih sedikit kain seperti itu dan memakai bahan alami seperti linen atau katun.

Sepatu bersol karet juga membantu menambah muatan. Cukup dengan memasukkan sol antistatis yang terbuat dari bahan alami ke dalamnya, karena efek berbahaya pada tubuh akan berkurang.

Pengaruh karakteristik udara kering apartemen perkotaan di musim dingin telah dibahas. Pelembab khusus atau bahkan potongan kecil kain lembab yang diletakkan di atas barang-barang rumah tangga memperbaiki lingkungan dan mengurangi pembentukan listrik statis. Tetapi pembersihan basah secara teratur di dalam ruangan memungkinkan Anda untuk menghilangkan partikel dan debu yang dialiri listrik secara tepat waktu. Ini adalah salah satu cara terbaik untuk melindungi diri sendiri.

Peralatan listrik rumah tangga juga mengakumulasi muatan statis pada kotak selama operasi Sistem ikatan ekuipotensial yang terhubung ke landasan bersama sirkuit bangunan dirancang untuk mengurangi dampaknya.Bahkan bak mandi akrilik sederhana atau struktur besi tuang dengan sisipan yang sama dapat mengalami aksi statis dan harus dilindungi dengan cara ini.

Bagaimana perlindungan terhadap listrik statis dilakukan dalam produksi?

Faktor-faktor yang mengurangi kinerja peralatan elektronik

Pelepasan yang dihasilkan dalam pembuatan bahan semikonduktor dapat menyebabkan kerusakan besar, mengganggu karakteristik kelistrikan perangkat, atau bahkan menonaktifkannya sepenuhnya.

Dalam pengaturan produksi, pembuangan bisa sewenang-wenang dan bergantung pada sejumlah faktor yang berbeda:

• nilai kapasitas yang diterima;

• potensi energi;

• hambatan listrik dari kontak;

• jenis transien;

• kecelakaan lainnya.

Dalam hal ini, pada waktu awal sekitar sepuluh nanodetik, arus luahan meningkat hingga maksimum dan kemudian menurun dalam 100–300 ns.

Sifat terjadinya pelepasan muatan statis pada perangkat semikonduktor melalui badan operator ditunjukkan pada foto.

Besarnya arus dipengaruhi oleh: kapasitas muatan yang terkumpul oleh seseorang, daya tahan tubuhnya dan bantalan kontak.

Dalam pembuatan peralatan listrik, pelepasan listrik statis dapat dibuat tanpa campur tangan operator karena pembentukan kontak melalui permukaan yang diarde.

Dalam hal ini, arus pelepasan dipengaruhi oleh kapasitas muatan yang diakumulasikan oleh casing perangkat dan resistansi bantalan kontak yang terbentuk. Dalam hal ini, potensial tegangan tinggi yang diinduksi dan arus luahan secara bersamaan mempengaruhi semikonduktor pada saat awal.

Karena efek yang begitu kompleks, kerusakan dapat berupa:

1.khususnya, ketika kinerja elemen dikurangi sedemikian rupa sehingga menjadi tidak dapat digunakan;

2. tersembunyi — dengan mengurangi parameter keluaran, kadang-kadang bahkan termasuk dalam karakteristik pabrik yang ditetapkan.

Jenis malfungsi kedua sulit dideteksi: paling sering memengaruhi hilangnya produktivitas selama bekerja.

Contoh kerusakan akibat aksi tegangan statis tinggi ditunjukkan oleh plot penyimpangan karakteristik volt-ampere yang diterapkan pada dioda KD522D dan sirkuit terpadu KR1005VI1 LSI.

Garis coklat nomor 1 menunjukkan parameter perangkat semikonduktor sebelum pengujian dengan peningkatan voltase, dan kurva nomor 2 dan 3 menunjukkan pengurangannya di bawah pengaruh peningkatan potensial induksi. Dalam kasus #3, dampaknya lebih besar.

Kerusakan dapat disebabkan oleh tindakan oleh:

• tegangan induksi yang terlalu tinggi yang merusak lapisan dielektrik perangkat semikonduktor atau merusak struktur kristal;

• kerapatan arus yang tinggi menyebabkan suhu tinggi yang menyebabkan peleburan bahan dan pembakaran lapisan oksida;

• tes, pelatihan termal listrik.

Kerusakan laten dapat memengaruhi pekerjaan tidak segera, tetapi setelah beberapa bulan atau bahkan bertahun-tahun bekerja.

Metode melakukan perlindungan ESD dalam produksi

Bergantung pada jenis peralatan industri, salah satu metode pemeliharaan operabilitas berikut atau kombinasinya digunakan:

1. menghilangkan pembentukan muatan elektrostatik;

2. memblokir masuknya mereka ke tempat kerja;

3. meningkatkan daya tahan perangkat dan aksesori terhadap aksi pelepasan.

Metode # 1 dan # 2 memungkinkan Anda melindungi sekelompok besar perangkat berbeda dalam satu kompleks, dan # 3 digunakan untuk perangkat individual.

Efisiensi tinggi dalam menjaga operabilitas peralatan dicapai dengan menempatkannya di sangkar Faraday, ruang yang dikelilingi di semua sisi oleh jaring halus dari jaring logam yang terhubung ke loop tanah. Medan listrik eksternal tidak menembus di dalamnya dan memiliki magnet statis.

Kabel berpelindung bekerja berdasarkan prinsip ini.

Perlindungan terhadap aksi statis diklasifikasikan menurut prinsip penerapan:

• fisik dan mekanis;

• bahan kimia;

• konstruktif dan teknologis.

Dua metode pertama memungkinkan Anda mencegah atau mengurangi pembentukan muatan statis dan meningkatkan kecepatan drainasenya. Metode ketiga melindungi perangkat dari dampak muatan, tetapi tidak memengaruhi pengurasannya.

Anda dapat meningkatkan drainase limbah dengan:

• membuat mahkota;

• meningkatkan konduktivitas bahan tempat muatan terakumulasi.

Selesaikan masalah ini:

• ionisasi udara;

• peningkatan permukaan kerja;

• pemilihan bahan dengan konduktivitas volumetrik terbaik.

Berkat penerapannya, jalan raya yang telah disiapkan sebelumnya dibuat untuk mengarahkan muatan statis ke sirkuit pentanahan, tidak termasuk pengaruhnya terhadap elemen kerja perangkat. Dalam hal ini, diperhitungkan bahwa hambatan listrik total dari jalur yang dibuat tidak boleh melebihi 10 ohm.

Jika bahan memiliki ketahanan yang besar, maka perlindungan dilakukan dengan cara lain. Jika tidak, muatan mulai menumpuk di permukaan, yang dapat dilepaskan saat bersentuhan dengan tanah.

Contoh penerapan perlindungan elektrostatis kompleks di tempat kerja untuk operator yang terlibat dalam pemeliharaan dan penyesuaian perangkat elektronik ditampilkan di foto.

Permukaan meja dihubungkan ke loop tanah dengan kabel penghubung dan bantalan konduktif menggunakan terminal khusus. Operator bekerja dengan pakaian khusus, memakai sepatu dengan sol konduktif dan duduk di kursi dengan tempat duduk khusus. Semua tindakan ini memungkinkan untuk secara efektif membuang muatan yang terkumpul di lapangan.

Pengionisasi udara yang berfungsi mengatur kelembapan, mengurangi potensi listrik statis. Saat menggunakannya, diperhitungkan bahwa peningkatan kandungan uap air di udara berdampak buruk bagi kesehatan manusia. Jadi mereka mencoba mempertahankannya sekitar 40%.

Juga, cara yang efektif dapat berupa ventilasi ruangan secara teratur atau penggunaan sistem ventilasi di dalamnya, ketika udara melewati filter, mengionisasi dan bercampur, sehingga memastikan netralisasi muatan yang dihasilkan.

Untuk mengurangi potensi yang dibangun oleh tubuh manusia, gelang dapat digunakan untuk melengkapi set pakaian dan sepatu antistatis. Mereka terdiri dari pita konduktif yang dipasang di bahu dengan gesper. Yang terakhir terhubung ke kabel ground.

Dengan metode ini, arus yang mengalir melalui tubuh manusia menjadi terbatas. Nilainya tidak boleh melebihi satu miliamp. Nilai yang lebih besar dapat menyebabkan rasa sakit dan cedera listrik.

Selama pelepasan muatan ke tanah, penting untuk memastikan laju pelepasannya dalam satu detik.Penutup lantai dengan hambatan listrik rendah digunakan untuk tujuan ini.

Saat bekerja dengan papan semikonduktor dan komponen elektronik, perlindungan terhadap kerusakan akibat listrik statis juga disediakan:

• memaksa melewati terminal papan dan blok elektronik selama inspeksi;

• menggunakan alat dan besi solder dengan kepala kerja yang diarde.

Wadah cairan mudah terbakar yang terletak di kendaraan dibumikan dengan rantai logam. Bahkan badan pesawat dilengkapi dengan kabel logam yang berfungsi sebagai pelindung terhadap listrik statis saat mendarat.