Δευτέρα, 26 Ιουνίου 2017

Τι είναι ο στατικός ηλεκτρισμός; - Από τι προκαλείται και πως να τον αποφύγετε

ΔΕΥΤΕΡΑ 26-6-2017




Οι περισσότεροι έχουμε ακούσει για τον στατικό ηλεκτρισμό. Πολλοί από μας, μάλιστα, τον έχουμε νιώσει κιόλας. 

Τι είναι όμως και πως προκαλείται; Ας δούμε απλά και κατανοητά!
 


Ο ηλεκτρισμός, γενικά, περιλαμβάνει τα ένα πλήθος φαινομένων, τα λεγόμενα ηλεκτρικά φαινόμενα, τα οποία σχετίζονται τόσο με την παρουσία όσο και με τη ροή ηλεκτρικού φορτίου.

Ένα από τα φαινόμενα αυτά είναι και ο στατικός ηλεκτρισμός, ενώ άλλα γνωστά φαινόμενα είναι οι αστραπές, το ηλεκτρικό ρεύμα, τα ραδιοκύματα κλπ.

Πριν όμως αναλύσουμε τον στατικό ηλεκτρισμό και το πώς προκαλείται, ας πούμε δυο λόγια για τις έννοιες του ηλεκτρικού φορτίου και του ηλεκτρικού πεδίου για να καταλάβουμε πλήρως.


Τι είναι ηλεκτρικό φορτίο και τι ηλεκτρικό πεδίο
Με τον όρο ηλεκτρικό φορτίο ονομάζεται η ιδιότητα που έχουν κάποια σωματίδια να δημιουργούν ηλεκτρικό πεδίο.

Για την εμφάνιση ηλεκτρικού πεδίου, δηλαδή ηλεκτρισμού, απαιτείται αλληλεπίδραση μεταξύ φορτίων, δηλαδή φορτισμένων σωματιδίων.

Επομένως, ηλεκτρικό πεδίο είναι ένας “χώρος” μέσα στον οποίο ασκούνται ηλεκτρικές δυνάμεις. Οι δυνάμεις αυτές μπορούν να είναι είτε ελκτικές, είτε απωστικές.

αναπαράσταση ενός ηλεκτρικού πεδίου

 

Πρώτοι οι αρχαίοι Έλληνες, και συγκεκριμένα ο Θαλής ο Μιλήσιος ανακάλυψαν την ιδιότητα ορισμένων υλικών να έλκουν ή να απωθούν κάποια άλλα ή ακόμη και να δημιουργούν σπινθήρα έπειτα από τριβή.

Ένα από αυτά ήταν και το κεχριμπάρι ή αλλιώς ήλεκτρον, από το όνομα του οποίου προήλθε και η λέξη ηλεκτρισμός.

Μέσα από πειράματα βρέθηκε ότι υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι ηλεκτρικού φορτίου, το θετικό και το αρνητικό. Τα σωματίδια με θετικό φορτίο ονομάζονται πρωτόνια, ενώ αυτά με το αρνητικό φορτίο ονομάζονται ηλεκτρόνια.

Το ηλεκτρικό φορτίο είναι μια κβαντισμένη ποσότητα, δηλαδή δεν παίρνει συνεχείς τιμές, αλλά διακριτές. 



  Ουσιαστικά οι τιμές του είναι ακέραια πολλαπλάσια του φορτίου του  ηλεκτρονίου ή του πρωτονίου.


Ένα σώμα μπορεί να είναι θετικά, αρνητικά ή ουδέτερα φορτισμένο. Στην πρώτη περίπτωση ο αριθμός τα πρωτόνια είναι περισσότερα από τα ηλεκτρόνια, στην δεύτερη περίπτωση υπερτερούν αριθμητικά τα ηλεκτρόνια, ενώ στο ουδέτερο φορτίο ο αριθμός των δύο τύπων σωματιδίων είναι ο ίδιος.

Η έννοια του στατικού ηλεκτρισμού
Είδαμε πιο πάνω τι είναι το ηλεκτρικό φορτίο και τι είναι τα ηλεκτρόνια. Υπό συνθήκες ηλεκτρικής ισορροπίας, τα άτομα ενός στοιχείου έχουν ίσο αριθμό θετικών και αρνητικών φορτίων, δηλαδή έχουν τόσα πρωτόνια όσα και ηλεκτρόνια.

Όταν για κάποιο λόγο χαλάσει αυτή η ισορροπία, τότε δημιουργείται ο λεγόμενος στατικός ηλεκτρισμός, ο οποίος οφείλεται στην ουσία στην άνιση κατανομή του ηλεκτρικού φορτίου.

Αυτό συμβαίνει γιατί τα ηλεκτρόνια έχουν την έμφυτη τάση να κινούνται και να μεταφέρουν το ηλεκτρικό τους φορτίο από ένα άτομο σε ένα άλλο δημιουργώντας τα λεγόμενα ιόντα.

Σκεφτείτε για παράδειγμα δύο άτομα που βρίσκονται σε ισορροπία και έχουν 4 πρωτόνια και 4 ηλεκτρόνια. Αν μεταπηδήσει ένα ηλεκτρόνιο από το ένα στο άλλο, το πρώτο θα έχει περισσότερα θετικά φορτία άρα θα μετατραπεί σε θετικό ιόν, ενώ το δεύτερο σε αρνητικό. 



η δημιουργία θετικών και αρνητικών ιόντων

 

Οπότε αυτή η μεταφορά φορτίου μεταξύ ατόμων στοιχείων που έρχονται σε επαφή έχει σαν αποτέλεσμα την δημιουργία του στατικού ηλεκτρισμού. 

 Τι συμβαίνει όμως με τον στατικό ηλεκτρισμό στην καθημερινή μας ζωή;  
Από τι προκαλείται; Είναι επικίνδυνος για τον άνθρωπο; Πως μπορούμε να τον αποφύγουμε;
Ας δούμε τις απαντήσεις σε όλα αυτά τα ερωτήματα όσο πιο απλά και κατανοητά γίνεται.


Τι μπορεί να προκαλέσει την εμφάνιση στατικού ηλεκτρισμού;
Ο κυριότερος λόγος δημιουργίας του φαινομένου οφείλεται στην τριβή (π.χ. όταν πιάσουμε ένα αντικείμενο, ένα ύφασμα, κατά το περπάτημα κλπ).

στατικός ηλεκτρισμός στα μαλλιάΓια αυτό πολλές φορές όταν χτενίζουμε τα μαλλιά μας παρατηρούμε ότι οι τρίχες σηκώνονται και έλκονται από την χτένα. Η χτένα αυτή έχει ηλεκτριστεί και αν την πλησιάσουμε κοντά σε κομματάκι από χαρτί βλέπουμε ότι τα τραβάει σαν "μαγνήτης".

Το ίδιο συμβαίνει και αν τρίψουμε ένα μπαλόνι σε μάλλινο ύφασμα.

Άλλοι λιγότερο συχνοί λόγοι μπορεί να είναι για παράδειγμα η γρήγορη μεταφορά θερμότητας ή ακόμη και η παρουσία ακτινοβολίας (π.χ. ακτίνες χ).

Και τα δύο είναι κλασικά παραδείγματα στατικού ηλεκτρισμού που δημιουργήθηκε με τριβή και διαχωρισμό δύο ανόμοιων υλικών.

Τι μπορούμε να πάθουμε από τον στατικό ηλεκτρισμό
Η απάντηση στο ερώτημα αυτό είναι μάλλον σχετική και οφείλεται στο είδος της δραστηριότητας.

πυρκαγιά από στατικό ηλεκτρισμό 


Η εμφάνιση του φαινομένου του στατικού ηλεκτρισμού στη βιομηχανία ή σε χώρους που διαχειρίζονται επικίνδυνα υλικά όπως καύσιμα, εύφλεκτα αέρια κλπ μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρά ατυχήματα ή ακόμη και σε πυρκαγιές από έναν και μόνο σπινθήρα!

Για αυτό και οι χώροι αυτοί λαμβάνουν αυστηρές προφυλάξεις τόσο κατά τον σχεδιασμό όσο και κατά τη λειτουργία τους.

 


Ωστόσο, στην καθημερινή μας ζωή είναι ένα ενοχλητικό, αλλά όχι ιδιαίτερα επικίνδυνο φαινόμενο, καθώς οι πιθανότητες πρόκλησης φωτιάς ή ηλεκτροπληξίας είναι απειροελάχιστες.

Το πολύ πολύ να νιώσουμε ένα ελαφρύ τίναγμα σαν να μας χτύπησε το ρεύμα.

Επίσης οι ηλεκτρικές ή ηλεκτρονικές συσκευές μας, υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα, tablets κλπ, δεν κινδυνεύουν καθώς είναι συνήθως καλά μονωμένες.

Αυτά που κινδυνεύουν είναι τα εσωτερικά κυκλώματα μιας συσκευής. 

Οι περισσότεροι ίσως θα έχετε ακούσει ότι πρέπει να είμαστε προσεκτικοί κατά την αναβάθμιση της μνήμης RAM ενός υπολογιστή.

οι μνήμες RAM κινδυνεύουν από στατικό ηλεκτρισμό

 

Είναι αλήθεια, ότι επειδή η τάση που αναπτύσσεται με τον στατικό ηλεκτρισμό είναι αρκετά υψηλή, σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να φτάσει κάποιες χιλιάδες βολτ(!), τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά μέρη, όπως οι μνήμες θέλουν ειδική προσοχή.

Πως αντιμετωπίζεται ο στατικός ηλεκτρισμός
Η αλήθεια είναι ότι δεν μπορούμε να κάνουμε και πολλά πράγματα.

Μια λύση είναι να φοράμε ρούχα και παπούτσια από φυσικά υλικά. Μια καλή επιλογή θα ήταν για παράδειγμα βαμβακερά ρούχα, σε συνδυασμό με παπούτσια με δερμάτινες και όχι συνθετικές σόλες που λειτουργούν ως μονωτές.

τα βαμβακερά ρούχα αντιμετωπίζουν τον στατικό ηλεκτρισμό

Επίσης καλό είναι να αποφεύγουμε τις ξηρές ατμόσφαιρες, καθώς ευνοούν το φαινόμενο του στατικού ηλεκτρισμού.

Εάν για παράδειγμα η ατμόσφαιρα στο σπίτι σας ή στον χώρο εργασίας σας είναι αρκετά ξηρή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν υγραντήρα.

  Να θυμάστε: Αρκετά θερμαντικά μέσα όπως κλιματιστικά, σόμπες, τζάκια κλπ ξηραίνουν την ατμόσφαιρα!


Όταν δουλεύουμε με ηλεκτρονικά κυκλώματα για έξτρα προστασία καλό θα ήταν να είμαστε "γειωμένοι". Για να το κάνουμε αυτό πρέπει να κρατάμε κάποιο μεταλλικό αντικείμενο που καταλήγει στο έδαφος.

Μια πιο εύκολη λύση είναι τα ειδικά αντιστατικά βραχιόλια που συνδέουν τον καρπό μας με ένα μεταλλικό αντικείμενο (πχ το πόδι του πάγκου εργασίας). 



antistatic wrist strap

Αν τώρα θέλουμε να προστατευτούμε από τον στατικό ηλεκτρισμό όταν βγαίνουμε από το αυτοκίνητο, καλό είναι να τοποθετήσουμε καλύμματα από δέρμα ή βαμβάκι στα καθίσματα και να είμαστε προσεκτικοί κατά την έξοδο μας από αυτό.


Για παράδειγμα καλό είναι πριν βγούμε από το αυτοκίνητο να ακουμπήσουμε σε ένα μεταλλικό μέρος πριν πατήσουμε στο έδαφος. 


Έτσι θα κάνουμε "γείωση" αποφεύγοντας δυσάρεστες εκπλήξεις κατά την έξοδο.
Οπότε πλέον γνωρίζετε και τι είναι ο στατικός ηλεκτρισμός και πως μπορείτε να προστατευτείτε από αυτόν. 



ΠΗΓΗ. coolweb.gr