Статическое напряжение что это такое

Статическое электричество - электростатика. Откуда берётся и как с ней бороться дома и на производстве.

Приветствую Вас!

В этой статье Вы узнаете откуда берётся статическое электричество, как с ним бороться дома и на производстве и чего нужно опасаться при взаимодействии со статикой.

Статическое электричество - свободные электрические заряды, скапливающиеся на поверхности или внутри различных изолированных от земли тел.

Статическое электричество.

Откуда появляется статическое электричество?

В природе главными генераторами статического электричества являются:

- Ветер. Трение о любые поверхности образует очаги напряженности на поверхностях.

- Грозы и молнии. Ионизация воздуха. Заряженные частицы электризуют всё вокруг и часть уходит в землю.

Если грозы могут быть чаще всего летом, то ветер постоянен и присутствует практически всегда и везде - движение воздушных масс не остановить.

Кроме природы источниками генерации статического электричества являются:

- Оборудование на производствах, приборы дома. За счёт электромагнитной индукции. Поля вокруг устройств.

- Сам человек. Да, человек во время движения генерирует очень много статики и этот показатель может достигать до 10.000 Вольт, но при крайне низком токе и именно поэтому статическое электричество не доставляет много дискомфорта. Особенно ярко это выражается в зимнее время.

Методы борьбы со статическим электричеством.

В данном абзаце разделю дом и производство, но в целом подходы почти одинаковы и разница лишь в цене реализации защиты.

Защита от статического электричества на предприятиях и производствах.

1) На предприятиях от недостаточных мер антистатической защиты могут быть пожары, если это ткацкие предприятия. На предприятиях электронной промышленности будут страдать электронные компоненты, потому что они крайне нежные и боятся статических разрядов даже в 100 вольт.

Методы защиты:

- качественное заземление по всему периметру предприятия, организованное по стандартам данной отрасли.

- обязательное заземление всего парка станков и оборудования внутри предприятия.

- на предприятиях электронной промышленности даже пол имеет специальное устройство, позволяющее новым свободным зарядам стекать в землю через заземлители. Кроме этого перед входом на предприятие электронной промышленности стоят специальные турникеты, подойдя к которым человек самостоятельно себя разряжает стоя на пластинах и только после этого турникет откроется.

- Промышленные системы увлажнения воздуха. Они могут быть встроенными в систему вентиляции и кондиционирования, а могут быть отдельно стоящими, как на этой фото ниже. Влажность - ключевой параметр при борьбе с появлением статического электричества.

Достаточной влажностью воздуха считается - 50%

- Кроме всего вышесказанного отдельное внимание уделяется заземлению самого человека во время работы с оборудованием и делается это при помощи антистатического браслета(ESD), который человек одевает на руку. В свою очередь сам браслет подключается к специальной розетке для заземления, как на этой фото

Внутри розетки находится сопротивление номиналом 1 мегаОм, через который появляющийся ток плавно стекает в шину заземления, которая соединена с этой розеткой. Именно плавно, потому что быстро - это искра, а именно с ними мы и боремся.

2) Защита от статического электричества дома.

В домашних условиях тоже можно успешно бороться со статикой, но приёмов гораздо меньше, чем на производствах.

Не у всех в домах и квартирах имеется централизованное заземление. В своём доме его можно сделать, но в квартирах это проблематично. Подключаться к металлическим конструкциям щитовых нельзя. Потому что заземления бывают разные. Это опасно для жизни. Для консультаций на тему заземления в вашем конкретном случае лучше вызвать специалиста - электрика. Наличие или отсутствие у вас заземления в розетках можно увидеть, глядя на внутреннюю часть электрических розеток в вашем доме или квартиры. В той, в которой есть третий провод, есть дополнительные контакты - заземление, а в той, в которой нет заземления - всего 2 контакта, как на фото.

Если счастливчики могут заземлить свои электроприборы, то это здорово, но это далеко не все методы!

Первым и, пожалуй, единственным отличным способом борьбы с ударами статического электричества в домашних условиях является увлажнение воздуха!

Объяснение простое - влага, появившаяся в воздухе, является отличным переносчиком зарядов, в том числе и с человека. То есть если в вашей квартире уровень влажности постоянно и без увлажнителя составляет не менее 45%, то увлажнитель вам не нужен. Я уверен, что вас током от приборов не бьёт(при условии, что приборы исправны). Но если же в вашей квартире влажность составляет ниже 40%, то вам обязательно стоит приобрести увлажнитель и догнать уровень влажности до нормальных 50%

Измерить влажность воздуха и одновременно его температуру позволяет недорогой прибор - гигрометр, на фото.

Кстати говоря многие цветы очень негативно относятся к сухому воздуху и плохо растут.

Дополнительно стоит добавить, что в зимнее время, при температурах ниже 0, влажность воздуха резко понижается, из-за того, что влага в воздухе кристаллизуется и перестаёт быть переносчиком зарядов. И поэтому проблема с ударами тока от приборов проявляет себя только зимой.

Что касается ударов электричеством зимой от машины, то тут спасенье только одно - перчатки. Объяснение - в сухом зимнем воздухе при ходьбе человек в изолированной от земли обуви - генератор статики и показатель может легко достигать 10.000 вольт. Машина в свою очередь стоит на улице и ею благополучно занимается ветер, трение которого также генерирует на корпусе машины статику. Машина на резиновых колёсах и тоже изолирована от земли.

И тут встречаются 2 конденсатора - человек и машина.

К примеру человек накопил 5000 Вольт, а машина 3000 Вольт. При касании происходит уравнивание потенциалов и на обоих становится по 4000 Вольт. И переход от человека на машину уже болезненно ощущается, а перетекло всего 1000 Вольт. Не пугайтесь, это нормальные цифры для статического электричества, больших токов в нем почти не бывает.

К машине в качестве заземлителя многие прикручивают(к металлическим её частям) антистатические ремешки, как на фото, но в этом случае зимой разряд с человека 5000 Вольт на заземленную машину с нулевым потенциалом будет гораздо сильнее и неприятнее, поэтому решение это не самое лучшее на мой взгляд.

Спасибо Огромное Вам за прочтение моей статьи до конца, если понравилось - поделитесь статьёй в соцсетях. Статья написана после публикации моего видео на эту же тему.

******************************************

Мой Youtube канал "Технологии производства электроники"

Монтаж печатных плат, консультации производств и разработка электроники - https://express-24.ru

Мой Блог на Boosty с интересными материалами - https://boosty.to/afire14

Статическое электричество ESD и его последствия

Что же из себя представляет термин “Статическое электричество” -  совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках. Электризация происходит в процессе трения двух диэлектриков, то-есть фактически происходит отрыв электронов от вещества с образованием разности потенциалов на соприкасающихся поверхностях.

Чем опасно статическое электричество?

Но перейдем к практике, чем-же нам так мешает статика в нашей работе? На первый взгляд мы не видим этого и значит оно нам не грозит. Это неверное предположение, статика присутствует всегда, когда мы ходим или соприкасаемся с разными предметами и просто в жаркий солнечный день в воздухе, количество статического электричества может превышать все воображаемые пределы. Человек начинает ощущать статическое напряжение свыше 3000 вольт и увидеть искрение можно от 5000 вольт. Иногда мы на себе можем накапливать заряд до 10000 вольт, при том что радиоэлементы могут выйти из строя при токах возникающих при напряжении уже в 5 вольт. Согласно общей статистики от электростатического разряда выходят из строя более 50 процентов всех электронных компонентов, а цифра уже собранной и эксплуатируемой продукции превышает 60 процентов.

Важно знать что величина статического электричества зависит от многих факторов, основной это относительная влажность воздуха:

Наши повседневные действия	Относит. влажность более 70 процентов	Относит. влажность менее 20 процентов
Мы идем по текстильному напольному покрытию	1500 вольт	35000 вольт
Мы идем по виниловому напольному покрытию	250 вольт	1200 вольт
Забираем со стула пакет из полиэфирного материала	600 вольт	20000 вольт
Отклеивание куска клейкой ленты	1500 вольт	12000 вольт
Открытие пластиковой папки	600 вольт	7000 вольт

Так что не обязательно нам что-то специально натирать что-бы получить статический разряд, это происходит всегда без нашего на то желания.

Как бороться со статическим электричеством?

Первое и самое важное правило, рабочий инструмент и приборы должны быть обязательно заземлены. При работе с радиоэлементами и собранными устройствами на руку человека надевается специальный антистатический браслет который соединяется с точкой заземления через резистор в 1 МОм.

Рабочий стол тоже должен быть заземлен, на рабочей поверхности должно быть покрытие которое имеет может максимально проводить электрические разряды, оно должно иметь малое сопротивление. Также необходимо соблюдать чистоту в рабочем помещении или мастерской. Проводить как можно чаще влажную уборку. В помещении где производится ремонт положить специальное проводящее напольные покрытие обеспечивающие отвод накопившегося зарядка с соприкасающихся поверхностей к точке заземления.

Это лишь малая часть информации касающейся антистатической безопасности, на просторах интернета есть массу сайтов посвященных именно данной теме на которых написано много полезных советов и правил соблюдая которые вы сможете максимально обезопасить свое рабочее место. При этом самым повысив рентабельность и качество всех выполняемых работ.
______________________
Вы собираетесь купить дом масса выгодных предложений.

Статическое электричество

Статическое электричество

Валуев Н.С. 1

---

1Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 50» г. Калуги

Биндич Т.Н. 1

---

1Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 50» г. Калуги

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Все мы знакомы с явлением под названием электрический ток. Когда электроны по проводнику двигаются из пункта А в пункт Б, по пути делая еще кое-какую работу, которую задает им человек. Накалить утюг, остудить холодильник, показать нам интересный фильм. Они - электроны - как стая маленьких муравьишек, вместе способные горы свернуть. А провода для них - единственно возможный путь, с различными заданиями и препятствиями на нем. Электроны свободно бегут по проводам, потому что провода сделаны из специальных материалов - проводников. И тут, вроде бы, все понятно. Но есть материалы не проводящие электричество - диэлектрики. Они не дают электронам двигаться. И тут все, вроде бы, тоже понятно: нет электрического тока.

Однако вы удивитесь, что на поверхности диэлектрика может образоваться такое напряжение, какое не сыщешь ни в одной розетке. В сотни тысяч и даже в миллионы Вольт! И это тоже электричество. Люди зовут его “Статическое электричество”. Потому, что наши “муравьишки” никуда не бегут - они стоят на месте. Однако, желание их бежать так велико, что некоторое расстояние они могут “перепрыгнуть”, создавя тем самым завораживающее зрелище - электрический разряд или молнию.

Повзольте вам представить наше исследование статического электричества (далее - СЭ), цели которого: понять, что такое СЭ; увидеть СЭ, а для этого построить соответствующий прибор; получить СЭ при помощи янтаря и шерсти; увидеть молнию без тучи, а, возможно, даже научиться левитировать; и, наконец, сделать выводы из полученных результатов и предложить собственный вариант использования СЭ.

Задачи в рамках исследования:

 

Изучить проявления СЭ в быту и на производстве;

 

Построить прибор для обнаружения СЭ;

 

Исследовать полезные свойства СЭ и опасности связанные с его накоплением;

 

Поставить эксперименты по получению и использованию СЭ;

 

Сделать вывод по исследованию СЭ и применить полученный опыт.

Предмет исследования: причины возникновения и накопления СЭ, возможные пути предотвращения накопления СЭ, способы его утилизации и варианты использования СЭ на благо человечества. Объектом исследования является статическое электричество.

Гипотеза: изучив источники возникновения, свойства, принцип действия и существующие способы применения статического электричества, мы попытаемся поставить его на службу человечества.

Новизна: научно-обоснованное использование статического электричества - нового возобновляемого источника энергии.

Глава I

1.1 Определение и свойства.

Стати́ческое электри́чество — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объёме диэлектриков или на изолированных проводниках. [3]

Обычно атом находится в равновесном состоянии благодаря одинаковому числу положительных и отрицательных частиц - протонов и электронов. Электроны могут легко перемещаются от одного атома к другому. При этом они формируют положительные (где отсутствует электрон) или отрицательные (одиночный электрон или атом с дополнительным электроном) ионы. Когда происходит такой дисбаланс, возникает статическое электричество. [2,5]

1.2 Причины возникновения и способы проявления.

Основным причинами возникновения СЭ можно назвать:

Контакт между двумя материалами и их отделение друг от друга (включая трение, намотку/размотку и пр.).

Быстрый температурный перепад (например, в момент помещения материала в духовой шкаф).

Радиация с высокими значениями энергии, УФ излучение, рентгеновские X-лучи, сильные электрические поля.

Резательные операции (например, на раскроечных станках ).

Наведение (вызванное статическим зарядом возникновение электрического поля).

Поверхностный контакт и разделение материалов, возможно, являются наиболее распространенными причинами возникновения статического электричества на производствах, связанных с обработкой рулонных пленок и листовых пластиков. Статический заряд генерируется в процессе разматывания/наматывания материалов или перемещения друг относительно друга различных слоев материалов. [2,20]

1.3 Проблемы и опасности, связанные со статическим электричеством

Если объект имеет способность накапливать значительный заряд, и если имеет место высокое напряжение, статическое электричество приводит к возникновению таких серьезных проблем, как искрение, электростатическое отталкивание/притягивание или электропоражение персонала.

Статический разряд в электронике. Ток разряда порождает тепло, которое приводит к разрушению соединений, прерыванию контактов и разрыву дорожек микросхем. Высокое напряжение уничтожает также тонкую оксидную пленку на транзисторах.

Электростатическое притяжение/отталкивание. Это наиболее широко распространенная проблема, возникающая на предприятиях, связанных с производством и обработкой пластмасс, бумаги, текстиля и в смежных отраслях. Она проявляется в том, что материалы самостоятельно меняют свое поведение - склеиваются между собой или, наоборот, отталкиваются, прилипают к оборудованию, притягивают пыль, неправильно наматываются на приемное устройство и пр.

Риск возникновения пожара. Риск возникновения пожара не является общей для всех производств проблемой. Но вероятность возгорания очень велика на полиграфических и других предприятиях, где используются легковоспламеняющиеся растворители.

Статический удар. Если человек находится в электрическом поле и держится за заряженный объект, например, за намоточную бобину для пленки, возможно, что его тело зарядится и позже разрядится о заземленный объект, нанося электрическое поражение. Помимо этого, если металлический незаземленный объект находится в электрическом поле, он может зарядиться наведенным зарядом. По причине того, что металлический объект является токопроводящим, подвижный заряд разрядится в человека, который дотрагивается до объекта.[2,21]

Глава II

2.1 Статическое электричество на службе у человека.

Статическое электричество в технике. Когда электризация тел полезна

Статическое электричество может быть верным помощником человека, если изучить его закономерности и правильно их использовать. Давайте рассмотрим некоторые существующие способы применения СЭ.

Маляр без кисточки

Движущиеся на конвейере окрашиваемые детали, например корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд, и они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный и плотный. Действительно одноименно заряженные частицы красителя отталкиваются друг от друга — отсюда равномерность окрашивающего слоя. Частицы, разогнанные электрическим полем, с силой ударяются об изделие — отсюда плотность окраски. Расход краски снижается, так как она осаждается только на детали. Метод окраски изделий в электрическом поле сейчас широко применяют в нашей стране.

Электрические копчености

Копчение — это пропитывание продукта древесным дымом. Частицы дыма не только придают продуктам вкус, но и предохраняют их от порчи. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а отрицательным электродом служит, например, тушка рыбы. Заряженные частички дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются ею. Все электрокопчение продолжается несколько минут; прежде копчение считалось длительным процессом.

Электрический ворс

Чтобы получить в электрическом поле слой ворса на каком-либо материале, надо материал заземлить, поверхность покрыть клеящим веществом, а затем через заряженную металлическую сетку, расположенную над этой поверхностью, пропустить порцию ворса. Ворсинки быстро ориентируются в поле и, распределяясь равномерно, оседают на клей строго перпендикулярно поверхности. Так получают покрытия, похожие на замшу или бархат. Легко получить разноцветный узор, заготовив порции разного по цвету ворса и несколько шаблонов, которыми в процессе электроворсования прикрывают поочередно отдельные участки изделия. Так можно сделать многоцветные ковры.

Как ловят пыль

Чистый воздух нужен не только людям и особо точным производствам. Все машины из-за пыли преждевременно изнашиваются, а каналы их воздушного охлаждения засоряются. Кроме того, часто пыль, улетающая с отходящими газами, представляет собой ценное сырье. Очистка промышленных газов стала необходимостью. Практика показала, что с этим хорошо справляется электрическое поле. В электрическом поле газ в трубе ионизируется. Под воздействием поля частицы сажи движутся к трубе и осаждаются на ней, а очищенный газ выходит в атмосферу. Трубу время от времени встряхивают, и уловленные частицы поступают в бункер. Электрические фильтры на крупных тепловых электростанциях улавливают 99% золы, содержащейся в выходных газах.

Смешение веществ

Если мелкие частицы одного вещества зарядить положительно, а другого — отрицательно, то легко получить их смесь, где частицы распределены равномерно. Например, на хлебозаводе теперь не приходится совершать большую механическую работу, чтобы замесить тесто. Заряженные положительно крупинки муки воздушным потоком подаются в камеру, где они встречаются с отрицательно заряженными капельками воды, содержащей дрожжи. Крупинки муки и капельки воды, притягиваясь друг к другу, образуют однородное тесто.[2,26]

2.2. Эксперименты со статическим электричеством.

Детектор СЭ.

Для обнаружения статического электричества мы будем использовать статическое поле, образуемое им. Из выше сказанного следует, что, чтобы навести статический заряд, достаточно поместить предмет в статическое поле. Получая одноименный заряд, разные части этого предмета начинают отталкиваться друг от друга. Мы используем две довольно легкие пластины фольги, чтобы обнаружить даже небольшой заряд, проводник к ним, а также экранирующую колбу. (рис. 1)

Статическое электричество из янтаря.

Древнейший из опытов с электричеством. Когда-то люди еще не знали, что такое электричество или электрон, в нашем сегодняшнем понимании. Однако, они знали слово “электрон”, что в переводе с греческого означает янтарь. Именно на разряде наэлектролизованного янтаря древние люди влервые увидели электроны, летящие скрозь воздух. Гораздо позже, когда электрон-частица был открыт, ему дали имя электрона-янтаря в честь того самого, тогда необъяснимого явления.

Мы натрем янтарь шерстяным носком, вследствие чего он получит заряд. Поднесем его к металлическому предмету и увидим разряд.

Левитирующее кольцо.

Для этого опыта нам понадобятся: воздушный шар, ворсистая ткань, отрезок “дождика”.

Связываем два конца отрезка дождика, получается кольцо. Берем надутый шар у основания, максимально далеко от места, которое будем электролизовать с помошью ткани. Натираем “макушку” шара. Он получил заряд, что можно проверить поднеся шар к волосам. Далее бросаем на шар кольцо. Важно не дотрагиваться до кольца в момент касания им шара.

И, кольцо парит над шаром, имея с ним одинаковый заряд. Более того, кольцо приняло почти идеальную круглую форму, поскольку каждая его часть стремиться улететь от другой.

2.3. Выводы и предложения.

У каждого из нас дома несколько десятков электрических розеток. Современная розетка - трехконтактная. Два контакта - по которым течет электрический ток. Третий контакт используется для снятия статического электричества. Оно просто утилизируется в землю. В масшабах квартиры это небольшие заряды или потенциалы, но в масштабах многоквартирного дома или целого квартала - это Мегавольты электроэнергии. На предприятиях этот показатель гораздо больше. Все, что связано с трением, намоткой и разделением генерирует Гигавольты и десятки Гигавольт потенциала, которые тоже бесцельно утилизируются.

Обратно в электросеть вернуть это электричество довольно сложно, хотя есть и такие разработки. Однако, и разбрасываться таким потенциалом чересчур расточительно. Мы бы хотели предложить необычный способ применения статического электричества:

Сборка сложных молекул, например белков. Начинаем с простых молекул и, постепенно, “приклеиваем” к нему нужные нам вещества, заряжая то те то другие нужными нам зарядами. Так можно построить молекулу без сложных химических реакций и долгих биологических процессов. Представьте, что с одной стороны наша простая молекула, а с другой в отдельных контейнерах разные вещества из таблицы Менделеева. С помощью статического поля мы поворачиваем нашу молекулу нужным боком, заряжаем ее; а на вещество из таблицы менделеева подаем противоположный заряд. Оно движется в статическо поле и присоединяется к нашей молекуле в нужное место. И так далее, пока не получиться нужная нам сложная молекула.

Заключение

Что ж, пришло время подвести итоги. Мы изучили теоретические основы статического электричества. Раскрыли содержание определения статического электричества. Узнали, что заряд может образовываться на диэлетриках, совершенно не проводящих электричество, но способных быть причиной его возникновения. Узнали, что единицей заряда является куллон, и самый маленький заряд в природе - (- или +)1,6х10^-19- это заряд электрона и протона. Далее мы изучили все возможные способы проявления статического электричества в повседневной жизни человека и на производственных предприятиях. Узнали чем оно опасно и что можно предпринять, чтобы исключить возможный материальный ущерб или причение вреда жизни и здоровью человека.

Далее выяснили каким образом СЭ помогает человеку: позволяет нам красить сухой краской, придать более насыщенный вкус продуктам, создать необычные материалы для одежды и обуви, избавить промышленные предприятия от вредных выбросов, смешать разнородные вещества более быстро и качественно.

Затем мы построили прибор для обнаружения электростатического поля из подручных материалов. Это прототип прибора для измерения электрического заряла - электрометра. Показали как этектростатический заряд может поляризовать прибор посредством поля и передать часть своего заряда ему посредством разряда.

Мы провели наглядные опыты, иллюстрирующие электростатический разряд и электростатическое притяжение/отталкивание.

На основании изученного материала и полученного в ходе экспериментов опыта, нами было разработано предложение по сборке сложных молекул из простых.

Тема электричества и статического электричества в частности интересовала ученых всегда. Величайшие умы занимались выведением законов и изобретением установок в этой области на протяжении веков. Но, по нашему мнению, истинный потенциал кулоновских ваимодействий еще не раскрыт. Если весь Мир держится за счет только положительных и отрицательных зарядов, значит энергия их - почти безгранична. Надо просто правильно научиться ей пользоваться. И, возможно уже в следующем столетии, мы будем жить без автомобильных выхлопов, заводов, коптящих трубами, химических выбросов в атмосферу и воду, бездумного расходования водных ресурсов, ради добычи нефти или производства картона... Нужно просто немного подумать. Давайте селаем это вместе. Спасибо за внимание!

Список источников и литературы

 

Гудилин Е. А. Самосборка “Словарь нанотехнологических терминов” Роснано, 2012 г.

 

Казанжи К. К. “Статическое электричество. Новое в жизни, науке, технике М:, Знание, 1965 г.

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Ампер,_Андре-Мари

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Вольта,_Алессандро

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Гилберт,_Уильям

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Кулон,_Шарль_Огюстин_де

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Статическое_электричество

Просмотров работы: 781

Как избавиться от статического электричества: в доме, на одежде

Безусловно, что каждый человек на планете хоть раз поддавался ударам тока, когда прикасался к дверной ручке, машине или другим предметам. Многие задают себе вопрос: «Что это? Как работает? Почему происходит такое действие?». Можно сказать одно, что это статическое электричество, о котором важно знать. Об этом и о многих других вопросах на эту тему оговорено в данной статье.

Статическое электричество – что это?

Статическое электричество – частое явление, которое объясняется избытком свободных электронов, переносчиков природного тока. Появляется оно и запасается чаще всего на поверхности или в середине того или иного материала, который не имеет способности проводить ток. Если сказать по-другому, то статическое электричество собирается и храниться до определенного времени на диэлектрике или же на изолированном проводнике.

Такое явление очень распространено как в быту, так и в природе. Столкнуться с ним можно, если находиться близко возле водопада или берега моря, молнии или сходов лавин. Если говорить о повседневной жизни человека, то такой вид электричества можно получить из-за обычного трения.
Стоит обратить внимание на то, что сам человек способен вырабатывать свое индивидуальное электростатическое поле, поэтому некоторые очень чувствительны к такому току, а другие, наоборот, ничего не ощущают. Причиной этого всего является индивидуальная работа центральной нервной системы, которая таки и вырабатывает это поле. Так что, чем крепче нервы – тем сильнее поле.

Как убрать статическое электричество?

Очень неприятно, когда взаимодействие с этим явлением оставляет не лучшие воспоминания. Если прикасаясь к любому предмету человека, поражаем небольшим разрядом тока – значит, действие статического электричества усилилось, и его нужно снимать.

Как убрать статическое электричество в квартире?

Статическое элекстричество может быть не только на одежде, но и, так скажем, во всей квартире. На любых предметах, начиная иголкой, булавкой или заколкой, заканчивая телевизором, холодильником и прочим. Поэтому, чтобы уменьшить «общение» с этим явлением, не опасаться находиться рядом и дотрагиваться до мебели и других вещей, стоит знать, как снимать статическое электричество. Вот несколько советов, которые нужно использовать при борьбе с током, если рядом нет антистатика.

1. Пыль на экране телевизора или компьютера очень часто подвергается такому заряду. Это все потому, что пыль сама по себе накапливает небольшой ток, а если она находиться на экранах, связанных с электричеством, тогда их количество значительно быстрее увеличивается.
   Для того, чтобы это исправить – нужно чаще проводить влажную уборку, тщательно протирая мониторы. Таким образом, накопление тока на поверхностях предметов и в воздухе уменьшится.
   
2. Насчет влажности и воздуха в помещении тоже есть небольшой секрет. Влажность в воздухе, приравнивается к монетам в кармане – очень хорошо притягивает заряды тока.
   Для того чтобы снизить появление статических зарядов в воздухе, можно набрать бутылки с водой и расставить по квартире. Это увлажняет воздух и соответственно собирает к себе все заряды. Подождав несколько часов можно воду из бутылок вылить, а квартиру проверить, таким образом, выветрив все возможные заряды из дома.
   
3. Бывает, что даже после таких хитростей частота зарядов не перестает уменьшаться, и это начинает серьезно беспокоить всю семью. Тогда стоит провести в квартире тщательную ревизию. Необходимо свести к минимуму количество синтетики в доме. Лучше заменить их на те, которые точно не смогут доставить проблем с электростатикой. Это шелк, шерсть, хлопок и другие материалы.
   

Как убрать статический ток с одежды?

Довольно противные или даже болезненные ощущения, когда, надевая свой любимый свитер, волосы электризуются, прическа портится, а сама вещь -- бьет током. И так происходит не только со свитером, но и со всеми вещами из гардероба. Стоит задуматься, не пора ли начать бороться с этим током?
Можно приобрести специальные средства в магазинах, но это очень дорого и химикаты не очень благоприятно воздействуют на кожу человека. Поэтому можно следовать советам, приведенным ниже, которые помогают снять заряд на одежде с помощью домашних средств.

1. Первое, что придет на помощь -- пищевая сода. Когда придет момент стирки, необходимо прямо в самой стиральной машинке, на вещи насыпать одну четвертую часть стакана. Стоит учитывать, что количество используемой соды меняется, если одежды в барабане машинки меньше или больше среднего количества. Однако, в любом случае, больше половины стакана насыпать за один раз нельзя. Сода образовывает некий защитный слой на одежде, который мешает образованию тока, и при этом на одежде его не видно, если придерживаться нормы. В противном случае, если насыпать больше половины стакана, то весь защитный слой будет очень виден для окружающих.
2. Еще одним неплохим вариантом решения проблемы может стать обычный уксус. После окончания стирки, не вынимайте сразу одежду, а влейте в барабан приблизительно 50 мл белого дистиллированного уксуса. Его можно заменить, использовать яблочный уксус, что сильно не изменит результат. Далее, необходимо включить машинку и поставить белье полоскать и отжимать.
   Уксус действует так же, как и сода – создает защитный слой. Но если использовать больше уксуса, то последствием будет не цвет одежды, а резкий запах.
3. Еще одним вариантом считается использование натуральных тканей. Статическое электричество на них очень плохо скапливается. Поэтому при стирке можно просто положить в барабан ткань изо льна, кусок шерсти или еще что-то. Таким образом, весь заряд, скопившийся на одежде, перейдет на этот кусочек и его можно будет легко утилизировать.
4. Есть также маленькая хитрость. К одежде, которая подвержена току, можно приколоть с внутренней стороны металлическую булавку, заколку, брошку или просто положить немного мелочи в карман. Статическое электричество быстро уйдет на проводящий металл, и не будет скапливаться на одежде.

Один из самых простых способов решить проблему

Чтобы надолго избавиться от статического электричества в доме и на одежде, можно воспользоваться очень хорошим и простым способом. Логично, что любой заряд можно разрядить, что именно и следует делать.
Чтобы разрядить статическое электричество понадобятся обычные заземленные предметы, хорошо проводящие ток. Это, например, может быть батарея, ножницы, трубопровод и тому подобное. Необходимо просто прикоснуться к ним, и тогда ток уйдет. Однако, нужно быть готовым к неприятному щелчку. Если не хочется терпеть боль, необходимо взять в руки, к примеру, те же ножницы, и дотронуться ими до батареи.

Вот, собственно говоря, и все, что нужно знать. Статическое электричество – не очень приятная вещь, но с ней можно бороться. Поэтому, просто необходимо следовать данным советам и секретам. Тогда все будет хорошо и без неприятных ощущений.

средства и правила защиты, причины возникновения и вред

Содержание статьи:

Понятие о природном явлении под названием «статическое электричество» известно большинству людей еще из школьного курса физики. В нем описывается опыт, когда к потертой о волосы расческе или палочке из эбонита начинают прилипать мелко нарезанные кусочки бумаги. Исследуемое явление представлено в этом примере как притяжение разнородно заряженных элементов, что объясняется разделением зарядов за счет проделанной работы трения. Однако в природе встречаются и другие проявления этого эффекта, совсем не похожие на эксперимент или развлекательный опыт. Ознакомившись с ними, проще понять, что такое статическое напряжение и как с ним удается бороться на производстве и в бытовых условиях.

Определение статического электричества

Согласно определению, статическое электричество как эффект – опасное явление, угрожающее здоровью и практической деятельности любого человека. Чтобы осмыслить и понять его природу, следует вспомнить, что все известные вещества состоят из молекул, а последние из мельчайших частичек, называемых атомами. В их центре находится ядро с протонами и нейтронами, а вокруг него по различным орбитам вращаются группы электронов. Суммарный заряд этих частиц соответствует тому же показателю для протонов, поэтому атом в целом нейтрален.

У некоторых веществ отрицательно заряженные электроны настолько удалены от центра, что при малейшем нарушении энергетического баланса они смещаются со своих постоянных орбит. Это, как правило, происходит в результате трения, когда в веществе выделяется небольшое количество тепловой энергии.

При удалении электронов от ядра оно приобретает положительный заряд, а в теле материала появляется значительное количество частиц с противоположными зарядами (ионов). Они являются источником и основной причиной так называемого «статического электричества».

Причины возникновения и проявления

Статическое напряжение возникает из-за нарушения общего баланса электрически заряженных частичек, имеющихся в любой материи. Формируется оно не только по заранее спланированному сценарию: по желанию учителя или экспериментатора. На практике оно чаще всего проявляется без участия и вопреки его воле.

Простой пример: надевание одежды, изготовленной на основе синтетических тканей. Из-за трения о тело и последующего за этим возникновения статических зарядов материя начинает плотно облегать его и не позволяет придать наряду желанный вид. Единственно возможный выход в этой ситуации – обрызгать его специальным средством, называемым «антистатиком». Только таким способом удается снять излишки заряда с синтетического материала.

Другими характерными причинами образования статического заряда являются:

• ощутимые перепады температур, происходящие к тому же очень резко;
• высокий уровень радиации, приводящий к повышению энергии электронов и появлению в материале разнородно заряженных частиц;
• наличие сильных индукционных и магнитных полей.

Первые две причины, из-за которых человека начинает «бить током», не нуждаются в особых пояснениях. В отличие от них, магнитная индукция представляется серьезной проблемой, особенно в последнее время.

С постоянным ростом количества бытовых приборов, во многих из которых имеются индуктивные элементы, влияние электромагнитных полей на человека резко возрастает. Одно из таких проявлений – электризация атмосферы из-за разделения частиц воздуха на заряженные электроны и ионы, что является по сути тем же проявлением статического электричества.

Постепенное накапливание факторов риска, связанных с самыми различными источниками посторонних полей, привели к отдельному направлению в науке, занимающимся исследованием степени их опасности. С другой стороны, ученые с давних пор задумывались о полезных свойствах электризации и возможности поставить этот эффект на службу человеку.

Минусы и плюсы проявления статики

К опасным проявлениям электростатики в первую очередь относят постоянное трение некачественной одежды о тело человека и накапливание на коже электрических зарядов. В технической области этот эффект особо остро проявляется при работе монтажников-специалистов по пайке микросхем. В данном случае он угрожает выходом из строя дорогостоящих чипов или даже целых устройств, собираемых на их основе.

При сборке ценных и редких микрочипов требованиями безопасности предусмотрены специальные меры защиты от этих неприятных проявлений.

В технологиях, связанных с пайкой некоторых микросхем, электростатическая защита предполагает одевание на руку заземленного браслета, при наличии которого опасность устраняется за счет стекания зарядов на землю. Такие предупредительные меры касаются в основном устаревших К-МОП структур, все чаще вытесняемых современными микрочипами, имеющими встроенную защиту от статического электричества.

Опасность для человека

Грозовые разряды относятся к опасным проявлениям статического электричества

К опасным для человека проявлениям статики как таковой относят:

• грозовые разряды, сопровождающиеся молнией – их причиной является длительное трение воздушных потоков; по возможным последствиям, включая пожарную опасность, они намного превосходят все остальные проявления;
• воздействие зарядов на биологический покров (кожу) и появление сильных раздражений на ней;
• опасные и неприятные разряды электричества через тело человека при прикосновении к металлическим частям незаземленного оборудования.

Последнее явление не имеет никакого отношения к критическим ударам тока, вызванным аварийными ситуациями, когда опасное напряжение попадает на корпус бытового прибора.

Все эти вопросы касаются лишь внешней стороны проявлений статического электричества, избавиться от которых удается с помощью технических средств защиты. При более внимательном изучении этого процесса выясняется, что воздействие статики на соматику и организм человека способны привести к более серьезным последствиям:

• систематические нарушения сна;
• изменения тонуса сердечно-сосудистой системы;
• сильная утомляемость;
• возникновение проблем с нервной системой;
• небольшие отклонения в работе мышечных тканей.

Хотя эти нарушения поначалу не очень заметны, со временем в организме накапливаются изменения, способные привести к серьезным отклонениям. Следствием плохого сна становятся проблемы с психикой, а та в свою очередь приводит к другим заболеваниям. Вред от этого эффекта в данном случае не вызывает сомнений.

Медики рекомендуют внимательно относиться не только к материалу постоянно носимой одежды, но и к выбору домашнего постельного белья, на которых накапливается опасный заряд.

Польза статистического электричества

Отыскать способы управления статическим зарядом с пользой для человека в свое время пытались многие ученые и изобретатели. Ими разрабатывались громоздкие и очень затратные агрегаты, отдача от которых оставалась, как правило, очень низкой. Единственный прорыв в этой области – открытие учеными так называемого «коронного разряда».

Уникальные возможности этого явления используются не только на производстве, но и в обычных бытовых условиях. За счет освоения современных приемов управления электростатическими явлениями они широко применяются в следующих технологических процессах:

• окраска каркасных оснований, а также поверхностей металлоконструкций и других сборных изделий;
• очистка газов от примесей в добывающей промышленности;
• использование во многих сферах, связанных с обработкой материалов (современные нанотехнологии).

Широкое применение нашел коронарный разряд и в медицине, где он используется для ограниченного воздействия электростатическими разрядами на больные органы человека. Кроме того, на основе этого эффекта разработано множество приборов, способных ионизировать воздух не только в производственных помещениях и заводских цехах, но и в типовой городской квартире. Одно из таких полезных изобретений – электростатический фильтр, предназначенный для удаления из окружающего воздуха аэрозольных и механических частиц. Благодаря его применению удается избавиться от копоти, сажи и дыма, а также от мелких частиц пыли, в избытке скапливающихся в любом современном доме.

Как снять статическое электричество с человека и окружающих предметов

Поскольку вредность статического электричества для взрослого и ребенка доказана временем, ученые давно искали способы, позволяющие защитить их от этого опасного явления. Особую важность приобретает вопрос защиты от статики маленьких детей, которые более чувствительны к его проявлениям. Для всех категорий пользователей разработано несколько различных подходов, позволяющих снять заряд статического электричества, накапливающийся со временем на поверхностях любого предмета.

Самый простой способ избавиться от статики, скопившейся на домашнем оборудовании (на персональном компьютере или стиральной машине, например) – заземлить их посредством соединения корпуса со специальной земляной шиной.

Простейший метод снятия заряда с любой носимой вещи – периодическое опрыскивание ее пульверизатором с водой, представляющей собой хорошее заземление.

Чтобы опасный заряд не скапливался на кузове автомобиля, на его заднем бампере крепится специальная полоска из проводящей ток резины (ремешок). Кроме того, при долгих поездках в личном автотранспорте обязательна проработка вопроса недопустимости скапливания зарядов из-за перемены положения тела относительно сидения. В результате возникающего при этом трения о чехлы их накапливается иногда достаточное количество, что нередко приводит к ощутимому и неприятному электрическому разряду. Поэтому следует периодически увлажнять сидения, опрыскивая их специальным компактным пульверизатором.

Меры и средства личной защиты

Электростатическая защита – необходимая мера, без которой в современной жизни обойтись практически невозможно. Для этого разработан целый ряд эффективных и действенных методов, воспользовавшись которыми удается снизить опасность воздействия статики. Прежде всего это правильный выбор одежды для повседневной носки, которая изготавливается на основе натуральных тканей типа хлопка, льна и подобных им волокон несинтетического происхождения. При невозможности сделать это придется воспользоваться современными средствами снятия электростатики, разработанными специально для этих целей.

Самый простой способ защиты от электрических явлений при ношении одежды – использование антистатических составов, снимающих заряд с поверхности тканого материала.

Большое распространение получили особые стиральные порошки, в составе которых имеются специальные добавки, нейтрализующие действие электростатического эффекта.

Избавиться от статического электричества поможет грамотный подход к выбору носимой ежедневно обуви, что не менее важно, чем правильный подбор ткани для одежды. Для объяснения особенностей защиты человека со стороны ног потребуется вспомнить, что свободным зарядам, всегда имеющимся в земле, проще скапливаться на резиновых поверхностях. Если выбрать для постоянной носки обувь с подошвой на основе кожи, причин для образования электростатики со стороны земли станет меньше.

На всех предприятиях, сотрудники которых заняты производством высокоточных и дорогостоящих электроприборов и комплектующих к ним, выдают специальную обувь. С ее помощью удается обезопасить современные микрочипы и другие электронные детали от случайного пробоя статическим электричеством.

Из практики известно, что вода и влажная среда являются проводником электрических зарядов, благодаря чему на увлажненных поверхностях они обычно не скапливаются. Указанная процедура проводится путем нанесения на кожу рук и тела специальных растворов и лосьонов. Лучше всего делать это непосредственно перед одеванием, а затем увлажнять открытые части тела в течение всего рабочего дня. При скапливании большого количества зарядов на носимой дома одежде рекомендуется замачивать ее на короткое время, а затем тщательно просушивать на открытом воздухе.

Статическое электричество само по себе – опасное для человека природное проявление, способное привести к ряду нежелательных последствий и даже тяжелой болезни. Поэтому борьбе с ним уделяется повышенное внимание не только в промышленных масштабах, но и в бытовых условиях.

Защита от статического электричества. Возникновение и действие

Статическое электричество возникает вследствие сохранения зарядов электростатического поля на диэлектрических материалах. Оно отрицательно влияет на жизнь человека и эксплуатацию электрических устройств. Образование искр от статического электричества способствует пожарам и взрывам. Мощности энергии вполне хватит для возгорания газовоздушных смесей и пыли.

Заряд статического электричества может накапливаться на теле человека, если на нем одежда из шерсти или из химических волокон. Величина потенциала около 7 Джоулей не составляет опасности для человека, однако способна вызвать судороги и сокращения мышц. А это в свою очередь может создать условия для травмы на работе, падения с высоты и т.д.

Статическое электричество отрицательно влияет на функционирование точных приборов, радиосвязи, вызывает неисправности в работе. Работники, на которых постоянно воздействует статическое электричество, чаще болеют сердечно-сосудистыми заболеваниями и болезнями нервной системы.

Только защита от статического электричества способна свести к нулю или вовсе не допустить возникновение этого отрицательного явления.

Источники статического электричества

• Действие различных излучений.
• Резкое изменение температуры.
• Взаимодействие тел друг с другом при движении.

Это явление оказывает негативное влияние и представляет опасность. Защита от статического электричества позволяет полностью предотвратить или значительно уменьшить его действие.

В бытовых условиях статическое поле часто возникает на шерсти животных, при снятии синтетической одежды, расчесывании волос, при ношении резиновой обуви, хождении по ковру в шерстяных носках, пользовании пластмассовыми изделиями.

Электростатическое поле не угрожает жизни человека, при разряде образуется слабый ток, который не способен слишком навредить организму человека. Он может создать лишь некоторое некомфортное состояние. Для предотвращения такого эффекта необходимо соблюдать всего лишь несколько простых правил: в морозную и сухую погоду не гладить животных, медленнее снимать шерстяную одежду, либо обработать ее специальным составом, при расчесывании волос применять деревянную или металлическую расческу.

Накапливанию электростатической энергии способствуют:

• Железобетонные стены здания.
• Слишком сухой воздух.

Для электронных устройств заряд электростатического поля является злейшим врагом. Некоторые элементы электронных устройств не способны выдержать высокие напряжения, возникающие при разряде. Чувствительные элементы могут выйти из строя или ухудшить свои параметры работы.

Если объектом воздействия электрического поля станут легковоспламеняющиеся жидкости, это создаст условия для их воспламенения. Эти жидкости при перевозке в цистернах могут накопить статический заряд. Также заряд возникает и от механизма или человека, подошедшего к ним близко. Поэтому в промышленном производстве, где имеются легковоспламеняющиеся жидкости, большое внимание уделяют устройству заземления подвижных конструкций, механизмов. Для пошива обуви и специальной одежды на производстве также применяются специальные ткани, которые не способны накапливать электрический заряд.

Принцип действия

Разберемся, как образуется статический заряд. В нормальном состоянии физические тела обладают одинаковым числом отрицательных и положительных частиц. За счет этого баланса создается нейтральное состояние тела. При нарушении нейтрального состояния тело получает электрический заряд одного полюса.

Статикой называется состояние тела в покое, когда оно находится без движения. В веществе тела может возникать поляризация, которая выражается в передвижении зарядов между частями тела, либо от находящегося рядом предмета.

Вещества электризуются из-за разделения тел, изменения зарядов во время трения, резкого изменения температуры, облучения. Заряды электрического поля находятся на поверхности тела или удалены от поверхности на расстояние, равное межатомному расстоянию. Если тела не заземлены, то заряды концентрируются на контактной площади, а при наличии заземления заряд уходит в контур заземления.

Процессы накапливания зарядов и их стекание происходят в одно время. Тело электризуется при условии получения им большего заряда энергии, по сравнению с расходуемым зарядом. В результате становится понятно, что защита от статического электричества должна отводить накапливаемые заряды на заземляющий контур.

Величина статического электричества

Все физические вещества имеют свою характеристику на трибоэлектрической шкале, в зависимости от их способности создавать электрические заряды различных полюсов при трении. Основные такие вещества изображены на рисунке.

Чтобы иметь представление о размерах возникающих статических зарядов, рассмотрим несколько примеров:

• Вращающийся шкив с приводным ремнем способен зарядиться до 25000 вольт.
• Кузов автомобиля, движущегося по сухой дороге, может получить заряд до 10000 вольт.
• Человек в шерстяных носках при хождении по сухому ковру способен накопить заряд на теле до 6000 вольт.

В результате становится понятно, что напряжение электростатического поля может достигнуть значительных размеров даже в быту. Этот заряд не причиняет человеку значительного вреда ввиду его малой мощности. Разряд протекает через большое сопротивление и исчисляется в нескольких долях миллиампера.

Влажность воздуха также снижает электростатический заряд. Она влияет на значение потенциала тела во время прикосновений с разными материалами. Поэтому защита от статического электричества может заключаться в применении увлажнителей воздуха.

В природной среде существует статическое электричество, достигающее огромных значений. Например, при движении облаков между ними возникают большие потенциалы энергии, которые выражаются в разрядах молнии. Мощность этих разрядов вполне хватит, чтобы сжечь деревянный дом или расколоть ствол многолетнего дерева.

В бытовых условиях при разрядах электростатического поля человек чувствует мелкие пощипывания в пальцах, видны искры от трения шерстяной одежды, снижается работоспособность человека. Электростатическое поле негативно влияет на состояние человека, но явных повреждений не наносит.

Существуют измерительные приборы, способные точно измерить значение статического потенциала накопленного заряда на теле человека и на корпусе какого-либо устройства.

Защита от статического электричества

Существуют различные методы защиты от разрядов электростатического поля, как в быту, так и в промышленных условиях. Они имеют свои отличия. Рассмотрим подробнее каждые из них.

Защита в бытовых условиях

Каждый человек должен представлять опасность, которую несут статические разряды для организма. Их необходимо знать, и уметь их ограничивать. Для решения этой задачи организуются разные мероприятия по обучению людей методам защиты, в том числе телепередачи.

На этих мероприятиях людям объясняют, откуда и как появляется статическое поле, методы его измерения и приемы выполнения профилактической работы. Например, чтобы избежать неприятных ощущений статического поля, для расчесывания волос целесообразно использовать деревянные расчески, вместо пластиковых. Дерево имеет нейтральные характеристики, и во время трения не создает заряды электростатического поля. В магазинах можно без труда приобрести деревянную расческу любой формы и вида.

Чтобы предотвратить образование статического потенциала на кузове автомобиля при езде по сухому дорожному покрытию, применяют специальные антистатические ленты, которые фиксируются сзади автомобиля на днище кузова. В торговой сети можно без труда выбрать любой вариант такой ленты.

Если автомобиль ничем не защищен от возможного разряда накопленного заряда потенциала, то напряжение можно снимать временным заземлением кузова автомобиля путем его соединения с землей через металлическую часть. Для этого можно использовать ключ зажигания. Снимать напряжение в обязательном порядке необходимо перед тем, как заправлять автомобиль бензином.

Когда на одежде из химических волокон образуется статический заряд, то рекомендуется пользоваться «Антистатиком». Это специальный баллончик в виде аэрозоля, который продается в магазинах. Он снимает статическое электричество с одежды, тканей, с синтетических чехлов на сиденьях автомобиля, особенно в зимнее время, когда воздух сухой. Но, чтобы не использовать различные баллончики и химию, рекомендуется носить одежду из натуральных материалов: хлопка и льна.

Если на обуви прорезиненная подошва, то это создает условия для накопления потенциала напряжения. Чтобы этого не произошло, достаточно в обувь положить специальные антистатические стельки, которые сделаны из натуральных материалов. В результате негативное влияние на человека уменьшится.

Слишком сухой воздух зимой в городских квартирах способствует накапливанию электростатического заряда. Для этого существуют специальные устройства – увлажнители воздуха. Если такого устройства нет, то вполне подойдет большая влажная салфетка, которую необходимо положить на батарею. В результате процесс накопления заряда уменьшится, обстановка в квартире улучшится. Также рекомендуется регулярно производить влажную уборку. Это позволит вовремя удалять пыль и наэлектризованные участки. Такой способ является лучшим.

Электрические устройства в быту при эксплуатации также накапливают статический заряд на корпусе. Для снижения действия статического заряда выполняют систему уравнивания потенциалов. Она подключается к заземляющему контуру всего дома. Акриловая ванна подвержена накоплению на ней статического заряда, и ее необходимо защищать системой уравнивания потенциалов. Даже чугунная ванна с акриловым вкладышем также подвержена этому негативному явлению.

Защита от статического электричества на производстве

В промышленном производстве применяют несколько способов сохранения функциональности оборудования:

• Увеличение стойкости устройств и оборудования к воздействию электростатического разряда.
• Блокировка проникновения заряда на рабочее место.
• Недопущение возникновения электростатических зарядов.

Два последних способа дают возможность осуществлять защиту многих устройств, а первый способ применяется только для отдельных видов оборудования.

Высокую защиту от разрядов статического поля и сохранения функциональности устройства обеспечивает клетка Фарадея. Это металлическая клетка в виде сетки с мелкой ячейкой. Клетка ограждает оборудование со всех сторон. Она подключается к заземляющему контуру. Внутрь клетки не проходят электрические поля, в то же время магнитному статическому полю, клетка Фарадея не мешает. По такому же принципу защищают кабели, оснащая их металлическим экраном.

Защита от статического электричества делится по методам выполнения:

• Конструкционно-технологические.
• Химические.
• Физико-механические.

Последние два метода дают возможность снизить образование зарядов и повысить скорость их ухода в землю. Первый метод выполняет защиту устройств от зарядов, но не отводит их на заземление.

Оптимизировать снижение электростатического заряда можно следующим образом:

• Увеличением токопроводимости материалов.
• Созданием коронирования.

Такие задачи решают с помощью:

• Выбора материалов с хорошей объемной проводимостью.
• Увеличением рабочих поверхностей.
• Ионизацией воздушного пространства.

Для реализации этих задач создают магистрали для протекания на землю статических зарядов, минуя рабочие компоненты устройств. Если материалы имеют высокое сопротивление, то применяют другие способы.

Похожие темы:

Статическое электричество, его воздействие на человека (стр. 1 из 2)

Статическое электричество, воздействие на человека

Оглавление

Введение

1. Причины возникновения статического электричества

2. Воздействие статического электричества на организм человека

3. Защита от статического электричества

Заключение

Список использованной литературы

Введение

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

Наряду с естественными статическими электрическими полями в условиях техносферы и в быту человек подвергается воздействию искусственных статических электрических полей.

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

В данной контрольной работе рассмотрены такие вопросы как причины возникновения статического электричества, его воздействие на организм человека, а также средства защиты от статического электричества.

1. Причины возникновения статического электричества

Электростатические заряды возникают на по­верхностях некоторых материалов, как жидких, так и твердых, в результате сложного процесса контактной электролизации.

«Электролизация воз­никает при трении двух диэлектрических или ди­электрического и проводящего материалов, если последний изолирован. При разделении двух диэлектрических материалов происходит разделение электрических зарядов, причем материал, имеющий большую диэлек­трическую проницаемость, заряжается положи­тельно, а меньшую — отрицательно. Чем больше различаются диэлектрические свойства материа­лов, тем интенсивнее происходит разделение и на­копление зарядов. На соприкасающихся материа­лах с одинаковыми диэлектрическими свойствами (диэлектрической проницаемостью) зарядов не об­разуется».[1]

Интенсивность образования электрических за­рядов определяется различием электрических свойств материалов в материалах электрических свойств, а также силой и скоростью трения. Чем больше сила и скорость трения и больше различие электрических свойств, тем интенсивнее происхо­дит образование электрических зарядов.

Например, электростатические заряды образу­ются на кузове двигающегося в сухую погоду ав­томобиля, если резина колес обладает хорошими изолирующими свойствами. В результате между кузовом и землей возникает электрическое на­пряжение, которое может достигнуть 10 кВ (кило­вольт) и привести к возникновению искры при выходе человека из автомобиля — разряд через человека на землю.

Заряды могут возникнуть при измельчении, пе­ресыпании и пневмотранспортировке твердых материалов, при переливании, перекачивании по трубопроводам, перевозке в цистернах диэлек­трических жидкостей (бензина, керосина), при об­работке диэлектрических материалов (эбонита, оргстекла), при сматывании тканей, бумаги, пленки (например, полиэтиленовой). При пробуксовывании резиновой ленты транспортера относительно роликов или ремня ременной передачи относи­тельно шкива могут возникнуть электрические за­ряды с потенциалом до 45 кВ.

Кроме трения, причиной образования статичес­ких зарядов является электрическая индукция, в результате которой изолированные от земли тела во внешнем электрическом поле приобретают электрический заряд. Особенно велика индукцион­ная электролизация электропроводящих объек­тов. Например, на металлических предметах (авто­мобиль и т.п.), изолированных от земли, в сухую погоду под действием электрического поля вы­соковольтных линий электропередач или грозо­вых облаков могут образовываться значительные электрические заряды.

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

«В радиоэлектронной промышленности статическое электричество образуется при изготовлении, испытании, транспортировке и хранении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, в помещениях вычислительных центров, на участках множительной техники, а также в ряде других процессов, где применяются диэлектрические материалы, являясь побочным нежелательным фактором.

В химической промышленности при производстве пластических материалов и изделий из них также происходит образование электростатических зарядов и полей напряженностью 240-250кВ/м».[2]

При прикосновении человека к предмету, несу­щему электрический заряд, происходит разряд по­следнего через тело человека. Величины возникаю­щих при разрядке токов небольшие и они очень кратковременны. Поэтому электротравм не возни­кает. Однако разряд, как правило, вызывает рефлек­торное движение человека, что в ряде случаев может привести к резкому движению, падению человека с высоты.

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

«У людей, работающих в зоне воздействия электростатического поля, встречаются разнообразные жалобы: на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к «фобиям» обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью».[3]

Установлено также благотворное влияние на самочувствие снятия избыточного электростатического заряда с тела человека (заземление, хождение босиком).

Наибольшая опасность электростатических заря­дов заключается в том, что искровой разряд может обладать энергией, достаточной для воспламенения горючей или взрывоопасной смеси. Искра, возникаю­щая при разрядке электростатических зарядов, яв­ляется частой причиной пожаров и взрывов.

Так, удаление из помещения пыли из диэлек­трического материала с помощью вытяжной венти­ляции может привести к накоплению в газоходах электростатических зарядов и отложений пыли. Появление искрового разряда в этом случае может привести к воспламенению или взрыву пыли. Из­вестны случаи очень серьезных аварий на предпри­ятиях в результате взрывов в системах вентиляции.

При перевозке легковоспламеняющихся жидко­стей, при их перекачке по трубопроводам, сливе из цистерны или за счет плескания жидкости накап­ливаются электростатические заряды, и может возникнуть искра, которая воспламенит жидкость.

Наибольшую опасность статическое электричес­тво представляет на производстве и на транспорте, особенно при наличии пожаро-взрывоопасных смесей, пылей и паров легковоспламеняющихся жидкостей.

В бытовых условиях (например, при хождении по ковру) накапливаются небольшие заряды, и энергии возникших искровых разрядов недоста­точно для инициирования пожара в обычных усло­виях быта.

3. Защита от статического электричества

Допустимые уровни напряженности электростатических полей установлены в ГОСТ 12.1.045-84. «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.» Допустимые уровни напряженности полей зависят от времени пребывания на рабочих местах. Предельно допустимый уровень напряженности электростатических полей равен 60 кВ/м в 1 ч.

Применение средств защиты работающих обязательно в тех случаях, когда фактические уровни напряженности электростатических полей на рабочих местах превышают 60 кВ/м.

При выборе средств защиты от статического электричества должны учитываться особенности технологических процессов, физико-химические свойства обрабатываемого материала, микроклимат помещений и др., что определяет дифференцированный подход при разработке защитных мероприятий.

Защита от статического электричества осущест­вляется двумя путями:

• уменьшением интенсивности образования электрических зарядов;

• устранением образовавшихся зарядов ста­тического электричества.

Уменьшение интенсивности образования элек­трических зарядов достигается за счет снижения скорости и силы трения, различия в диэлектричес­ких свойствах материалов и повышения их элек­тропроводимости. Уменьшение силы трения дос­тигается смазкой, снижением шероховатости и площади контакта взаимодействующих поверхно­стей. Скорости трения ограничивают за счет сни­жения скоростей обработки и транспортировки материалов.

Так как заряды статического электричества обра­зуются при плескании, распылении и разбрызгива­нии диэлектрических жидкостей, желательно эти процессы устранять или, по крайней мере, их огра­ничивать. Например, «наполнение диэлектрическими жидкостями резервуаров свободно падающей струёй не допускается. Сливной шланг необходимо опустить под уровень жидкости или, в крайнем случае, струю направить вдоль стенки, чтобы не было брызг».[4]

Поскольку интенсивность образования зарядов тем выше, чем меньше электропроводность мате­риала, то желательно применять по возможности материалы с большей электропроводностью или повышать их электропроводность путем введения электропроводных (антистатических) присадок. Так, для покрытия полов нужно использовать антистатический линолеум, желательно перио­дически проводить антистатическую обработку ковров, ковровых материалов, синтетических тка­ней и материалов с использованием препаратов бытовой химии.

Соприкасающиеся предметы и вещества пред­почтительнее изготовлять из одного и того же ма­териала, так как в этом случае не будет происхо­дить контактной электролизации. Например, полиэтиленовый порошок желательно хранить в полиэтиленовых бочках, а пересыпать и транспор­тировать по полиэтиленовым шлангам и трубопро­водам. Если сделать это не представляется возмож­ным, то применяют материалы, близкие по своим диэлектрическим свойствам. Например, электриза­ция в паре фторопласт-полиэтилен меньше, нежели в паре фторопласт-эбонит.

Статика — Википедия

Ста́тика (от греч. στατός, «неподвижный») — раздел механики, в котором изучаются условия равновесия механических систем под действием приложенных к ним сил и моментов.

Система сил, приложенная к телу или материальной точке, называется уравновешенной или эквивалентной нулю, если тело под действием этой системы находится в состоянии покоя или движется по инерции.^[1]

1. Аксиома о добавлении (отбрасывании) системы двух сил, эквивалентной нулю. Не нарушая механического состояния тела, к нему можно приложить или отбросить уравновешенную систему сил.
2. Аксиома о равенстве сил действия и противодействия. (Закон классической механики о действии и противодействии). При всяком действии одного тела на другое со стороны другого тела имеется равное противодействие, такое же по величине, но противоположное по направлению.
3. Аксиома о равновесии системы двух сил. Две силы, приложенные к одному и тому же телу, взаимно уравновешены (их действие эквивалентно нулю) тогда и только тогда, когда они равны по величине и действуют по одной прямой в противоположные стороны.
4. Аксиома параллелограмма двух сил. Равнодействующая двух сил, приложенных к одной точке, приложена к той же точке и равна диагонали параллелограмма, построенного на этих силах как сторонах.
5. Аксиома затвердевания. Если деформируемое тело находилось в равновесии, то оно будет находиться в равновесии и после его превращения в абсолютно твёрдое тело (затвердевания).
6. Аксиома освобождаемости от связей. Механическое состояние системы не изменится, если освободить её от связей и приложить к точкам системы силы, равные действовавшим на них силам реакций связей.
7. Аксиома параллелепипеда трёх сил. Три силы, действующие в одной точке тела или на материальную точку, можно заменить одной равнодействующей силой, равной по модулю и направлению диагонали параллелепипеда, построенного на заданных силах^[2].

Следствия[править | править код]

1. При переносе силы вдоль её линии действия, действие этой силы на тело не меняется.
2. Сумма всех внутренних сил равна нулю.

Про тело говорят, что оно находится в равновесии, если оно покоится или движется равномерно и прямолинейно относительно выбранной инерциальной системы отсчёта^[3].

В статике материальные тела считают абсолютно твёрдыми, т.к. изменение размеров тел обычно мало по сравнению с начальными размерами.

Связи[править | править код]

На тело влияют внешние силы, а также другие материальные тела, ограничивающие перемещение данного тела в пространстве. Такие тела называют связями. Сила, с которой связь действует на тело, ограничивая его перемещение, называется реакцией связи. Для записи условия равновесия системы связи убирают, а реакции связей заменяют на равные им силы^[1].

Например, если тело закреплено на шарнире, то шарнир является связью. Реакцией связи при этом будет сила, проходящая через ось шарнира.

Системы сил[править | править код]

Если систему сил, действующих на твёрдое тело, можно заменить на другую систему сил, не изменяя механического состояния тела, то такие системы сил называются эквивалентными.

Для любой системы сил, приложенных к твёрдому телу, можно найти эквивалентную систему сил, состоящую из силы, приложенной в заданной точке (центре приведения), и пары сил (теорема Пуансо). Эта сила называется главным вектором системы сил, а момент, создаваемый парой сил — главным моментом относительно выбранного центра приведения. Главный вектор равен векторной сумме всех сил системы и не зависит от выбранного центра приведения. Главный момент равен сумме моментов всех сил системы относительно центра приведения.

Пример статического равновесия при равенстве нулю суммы всех сил. 1 - сила реакции нормального давления, 7 - сила реакции в шарнире.

Твёрдое тело находится в равновесии, если сумма всех сил, приложенных к данному телу, и их моментов равны нулю или главный вектор и главный момент системы сил, приложенных к телу, равны нулю.^[1]

Для записи условия равновесия системы, состоящей из твёрдых тел, систему разделяют на отдельные части, и записывают уравнения равновесия как для всей системы, так и для её частей^[1]. При этом возможны несколько эквивалентных вариантов записи условий равновесия в зависимости от выбора частей системы, для которых записываются уравнения.

Из второго закона Ньютона следует, что если геометрическая сумма всех внешних сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело находится в состоянии покоя или совершает равномерное прямолинейное движение. В этом случае принято говорить, что силы, приложенные к телу, уравновешивают друг друга. При вычислении равнодействующей все силы, действующие на тело, можно прикладывать к центру масс.

Чтобы невращающееся тело находилось в равновесии, необходимо, чтобы равнодействующая всех сил, приложенных к телу, была равна нулю.

Рисунок 1.14.1. Равновесие твердого тела под действием трех сил. При вычислении равнодействующей все силы приводятся к одной точке C На рис. 1.14.1 дан пример равновесия твердого тела под действием трех сил. Точка пересечения O линий действия сил и не совпадает с точкой приложения силы тяжести (центр масс C), но при равновесии эти точки обязательно находятся на одной вертикали. При вычислении равнодействующей все силы приводятся к одной точке.

Если тело может вращаться относительно некоторой оси, то для его равновесия недостаточно равенства нулю равнодействующей всех сил.

Вращающее действие силы зависит не только от её величины, но и от расстояния между линией действия силы и осью вращения.

Длина перпендикуляра, проведенного от оси вращения до линии действия силы, называется плечом силы.

Произведение модуля силы на плечо d называется моментом силы M. Положительными считаются моменты тех сил, которые стремятся повернуть тело против часовой стрелки (рис. 1.14.2).

Правило моментов: тело, имеющее неподвижную ось вращения, находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов всех приложенных к телу сил относительно этой оси равна нулю:

Статика является разделом теоретической механики.

Статика является базой для науки о сопротивлении материалов.

1. ↑ ^{1 2 3 4} Под редакцией Колесникова К. С. Курс теоретической механики. — Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - С. 173-176. ISBN 5-7038-1371-9
2. ↑ Тарасов, 2012, с. 27.
3. ↑ Под редакцией Колесникова К. С. Курс теоретической механики. — Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - С. 173-224. ISBN 5-7038-1371-9

• Д. Сивухин, Курс общей физики. Механика.

• Тарасов В. Н., Бояркина И. В., Коваленко М. В., Федорченко Н. П., Фисенко Н. И. Теоретическая механика. — М.: ТрансЛит, 2012. — ISBN 978-5-94976-455-8 страниц = 560.

Электрическое напряжение — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Напряжение.

Электри́ческое напряже́ние между точками A и B электрической цепи или электрического поля — скалярная физическая величина, значение которой равно работе эффективного электрического поля (включающего сторонние поля), совершаемой при переносе единичного пробного электрического заряда из точки A в точку B^[1][2].

При этом считается, что перенос пробного заряда не изменяет распределения зарядов на источниках поля (по определению пробного заряда). Напряжение в общем случае формируется из вкладов двух работ: работы электрических сил AABel{\displaystyle A_{AB}^{el}} и работы сторонних сил AABex{\displaystyle A_{AB}^{ex}}. Если на участке цепи не действуют сторонние силы (то есть AABex=0{\displaystyle A_{AB}^{ex}=0}), работа по перемещению включает только работу потенциального электрического поля AABel{\displaystyle A_{AB}^{el}} (которая не зависит от пути, по которому перемещается заряд), и электрическое напряжение UAB{\displaystyle U_{AB}} между точками A и B совпадает с разностью потенциалов между этими точками (поскольку φA−φB=AABel/q{\displaystyle \varphi _{A}-\varphi _{B}=A_{AB}^{el}/q}). В общем случае напряжение UAB{\displaystyle U_{AB}} между точками A и B отличается от разницы потенциалов между этими точками^[3] на работу сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда. Эту работу называют электродвижущей силой EAB{\displaystyle {\mathcal {E}}_{AB}} на данном участке цепи: EAB=AABex/q.{\displaystyle {\mathcal {E}}_{AB}=A_{AB}^{ex}/q.}

UAB=φA−φB+EAB.{\displaystyle U_{AB}=\varphi _{A}-\varphi _{B}+{\mathcal {E}}_{AB}.}

Определение электрического напряжения можно записать в другой форме. Для этого нужно представить работу AABef{\displaystyle A_{AB}^{ef}} как интеграл вдоль траектории L, проложенной из точки A в точку B.

UAB=∫LE→efdl→{\displaystyle U_{AB}=\int \limits _{L}{\vec {E}}_{ef}d{\vec {l}}} — интеграл от проекции эффективной напряжённости поля E→ef{\displaystyle {\vec {E}}_{ef}} (включающего сторонние поля) на касательную к траектории L, направление которой в каждой точке траектории совпадает с направлением вектора dl→{\displaystyle d{\vec {l}}} в данной точке. В электростатическом поле, когда сторонних сил нет, значение этого интеграла не зависит от пути интегрирования и совпадает с разностью потенциалов.

Размерность электрического напряжения в Международной системе величин (англ. International System of Quantities, ISQ), на которой основана Международная система единиц (СИ), — L²MT^-3I^-1. Единицей измерения напряжения в СИ является вольт (русское обозначение: В; международное: V).

Понятие напряжение ввёл Георг Ом в работе 1827 года, в которой предлагалась гидродинамическая модель электрического тока для объяснения открытого им в 1826 году эмпирического закона Ома: U=IR{\displaystyle U\!=IR}.

Напряжение в цепи постоянного тока между точками A и B — работа, которую совершает электрическое поле при переносе пробного положительного заряда из точки A в точку B.

Для описания цепей переменного тока применяются следующие напряжения:

• мгновенное напряжение;
• амплитудное значение напряжения;
• среднее значение напряжения;
• среднеквадратическое значение напряжения;
• средневыпрямленное значение напряжения.

Мгновенное напряжение есть разность потенциалов между двумя точками, измеренная в данный момент времени. Зависит от времени (является функцией времени):

u=u(t).{\displaystyle u=u(t).}

Амплитудное значение напряжения есть максимальное по модулю значение мгновенного напряжения за весь период колебаний:

UM=max(|u(t)|).{\displaystyle U_{M}=\max(|u(t)|).}

Для гармонических (синусоидальных) колебаний напряжения мгновенное значение напряжения выражается как:

u(t)=UMsin⁡(ωt+ϕ).{\displaystyle u(t)=U_{M}\sin(\omega t+\phi ).}

Для сети переменного синусоидального напряжения со среднеквадратическим значением 220 В амплитудное напряжение равно приблизительно 311,127 В.

Амплитудное напряжение можно измерить с помощью осциллографа.

Среднее значение напряжения (постоянная составляющая напряжения) есть напряжение, определяемое за весь период колебаний, как:

Um=1T∫0Tu(t)dt.{\displaystyle U_{m}={\frac {1}{T}}\int _{0}^{T}u(t)dt.}

Для синусоиды среднее значение напряжения равно нулю.

Среднеквадратическое значение напряжения (устаревшие наименования: действующее, эффективное) есть напряжение, определяемое за весь период колебаний, как:

Uq=1T∫0Tu2(t)dt.{\displaystyle U_{q}={\sqrt {{\frac {1}{T}}\int \limits _{0}^{T}u^{2}(t)dt}}.}

Среднеквадратическое значение напряжения наиболее удобно для практических расчётов, так как на линейной активной нагрузке оно совершает ту же работу (например, лампа накаливания имеет ту же яркость свечения, нагревательный элемент выделяет столько же тепла), что и равное ему постоянное напряжение.

Для синусоидального напряжения справедливо равенство:

Uq=12UM≈0,707UM;UM=2Uq≈1,414Uq.{\displaystyle U_{q}={1 \over {\sqrt {2}}}U_{M}\approx 0,707U_{M};\qquad U_{M}={\sqrt {2}}U_{q}\approx 1,414U_{q}.}

В технике и быту при использовании переменного тока под термином «напряжение» имеется в виду именно среднеквадратическое значение напряжения, и все вольтметры проградуированы, исходя из его определения. Однако конструктивно большинство приборов фактически измеряют не среднеквадратическое, а средневыпрямленное (см. ниже) значение напряжения, поэтому для несинусоидального сигнала их показания могут отличаться от истинного значения.

Средневыпрямленное значение напряжения есть среднее значение модуля напряжения:

Um=1T∫0T|u(t)|dt.{\displaystyle U_{m}={\frac {1}{T}}\int \limits _{0}^{T}|u(t)|dt.}

Для синусоидального напряжения справедливо равенство:

Um=2πUM(≈0,637UM)=22πUq(≈0,9Uq).{\displaystyle U_{m}={2 \over \pi }U_{M}(\approx 0,637U_{M})={2{\sqrt {2}} \over \pi }U_{q}(\approx 0,9U_{q}).}

На практике используется редко, однако большинство вольтметров переменного тока (те, в которых ток перед измерением выпрямляется) фактически измеряют именно эту величину, хотя их шкала и проградуирована по среднеквадратическим значениям.

В цепях трёхфазного тока различают фазное и линейное напряжения. Под фазным напряжением понимают среднеквадратичное значение напряжения на каждой из фаз нагрузки относительно нейтрали, а под линейным — напряжение между подводящими фазными проводами. При соединении нагрузки в треугольник фазное напряжение равно линейному, а при соединении в звезду (при симметричной нагрузке или при глухозаземлённой нейтрали) линейное напряжение в 3{\displaystyle {\sqrt {3}}} раз больше фазного.

На практике напряжение трёхфазной сети обозначают дробью, в числителе которой стоит фазное при соединении в звезду (или, что то же самое, потенциал каждой из линий относительно земли), а в знаменателе — линейное напряжение. Так, в России наиболее распространены сети с напряжением 220/380 В; также иногда используются сети 127/220 В и 380/660 В.

Объект	Тип напряжения	Значение (на вводе потребителя)	Значение (на выходе источника)
Электрокардиограмма	Импульсное	1—2 мВ	-
Телевизионная антенна	Переменное высокочастотное	1—100 мВ	-
Гальванический цинковый элемент типа АА («пальчиковый»)	Постоянное	1,5 В	-
Литиевый гальванический элемент	Постоянное	3—3,5 В (в исполнении пальчикового элемента, на примере Varta Professional Lithium, AA)	-
Логические сигналы компьютерных компонентов	Импульсное	3,3 В; 5 В	-
Батарейка типа 6F22 («Крона»)	Постоянное	9 В	-
Силовое питание компьютерных компонентов	Постоянное	5 В, 12 В	-
Электрооборудование автомобилей	Постоянное	12/24 В	-
Блок питания ноутбука и жидкокристаллических мониторов	Постоянное	19 В	-
Сеть «безопасного» пониженного напряжения для работы в опасных условиях	Переменное	36—42 В	-
Напряжение наиболее стабильного горения свечи Яблочкова	Постоянное	55 В	-
Напряжение в телефонной линии (при опущенной трубке)	Постоянное	60 В	-
Напряжение в электросети Японии	Переменное трёхфазное	100/172 В	-
Напряжение в домашних электросетях США	Переменное трёхфазное	120 В / 240 В (сплит-фаза[en])	-
Напряжение в бытовых электросетях России	Переменное трёхфазное	220/380 В	230/400 В
Разряд электрического ската	Постоянное	до 200—250 В	-
Контактная сеть трамвая и троллейбуса	Постоянное	550 В	600 В
Разряд электрического угря	Постоянное	до 650 В	-
Контактная сеть метрополитена	Постоянное	750 В	825 В
Контактная сеть электрифицированной железной дороги (Россия, постоянный ток)	Постоянное	3 кВ	3,3 кВ
Распределительная воздушная линия электропередачи небольшой мощности	Переменное трёхфазное	6—20 кВ	6,6—22 кВ
Генераторы электростанций, мощные электродвигатели	Переменное трёхфазное	10—35 кВ	-
На аноде кинескопа	Постоянное	7—30 кВ	-
Статическое электричество	Постоянное	1—100 кВ	-
На свече зажигания автомобиля	Импульсное	10—25 кВ	-
Контактная сеть электрифицированной железной дороги (Россия, переменный ток)	Переменное	25 кВ	27,5 кВ
Пробой воздуха на расстоянии 1 см		10—20 кВ	-
Катушка Румкорфа	Импульсное	до 50 кВ	-
Пробой слоя трансформаторного масла толщиной 1 см		100—200 кВ	-
Воздушная линия электропередачи большой мощности	Переменное трёхфазное	35 кВ, 110 кВ, 220 кВ, 330 кВ	38 кВ, 120 кВ, 240 кВ, 360 кВ
Электрофорная машина	Постоянное	50—500 кВ	-
Воздушная линия электропередачи сверхвысокого напряжения (межсистемные)	Переменное трёхфазное	500 кВ, 750 кВ, 1150 кВ	545 кВ, 800 кВ, 1250 кВ
Трансформатор Тесла	Импульсное высокочастотное	до нескольких МВ	-
Генератор Ван де Граафа	Постоянное	до 7 МВ	-
Грозовое облако	Постоянное	От 2 до 10 ГВ	-

как снять с человека, в доме, с оборудования, в офисе

Человек ежедневно встречается с электричеством, которое скапливается на различных синтетических вещах. То, как снять статическое напряжение, зависит от места и причин его возникновения. Способы для дома и предприятия отличаются из-за потенциальной опасности неконтролируемого заряда.

Суть явления

Под статическим электричеством понимается избыток свободных электронов, которые собираются на поверхности материала, имеющего нулевую проводимость тока. Хранится на материале оно до того момента, пока диэлектрик не войдет в контакт с проводником.

Воздействие статического электричества на человека

Статическое электричество можно встретить в быту и в природе. В дикой природе электроны скапливаются рядом с источниками воды, местами схождений лавин и ударов молний. В быту статическое электричество появляется из-за трения. Источником тока является и сам человек. В зависимости от чувствительности, его можно ощущать или нет. Зависит это от работы центральной нервной системы.

Эбонитовая палочка как пример диэлектрика

Источники

Источником становится поверхность, которая соприкасалась с другим материалом. Если в опытах с расческой необходимо тереть ткань о пластмассу, то в жизни разряд может накапливаться от одиночного контакта. Кроме трения, причиной возникновения статики может быть перепад температур или высокий уровень радиации.

Источники статики

Предмет может самостоятельно создать статическое поле или получить его от другого объекта после контакта с ним. Во втором случае происходит принудительная электризация или индукция.

Появиться статика может только при воздействии магнитного поля. Свободные заряды находятся вокруг, но их разряд слишком слаб, чтобы на человека это как-то влияло. Среда обитания обретает большое количество источников для получения дополнительного статического электричества.

Факторы

Статика влечет за собой опасные и вредные факторы. Особенно четко они прослеживаются на предприятиях, где должна соблюдаться определенная техника безопасности при работе с легковоспламеняющимися материалами. Искра может стать причиной пожара или взрыва, а при работе человека со станками — причиной получения травмы из-за сокращения мышц после разряда.

Возгорание завода из-за искры

Негативные факторы распространяются и на приборы. Оборудование для точных измерений перестает показывать корректные данные, а микросхемы в простых устройствах сгорают после получения разряда. Поэтому нужно знать, как снять статическое напряжение с материалов и человека.

Как от него защититься

Способы защиты от электричества на производстве и в быту отличаются. Причина заключается в потенциальных последствиях и необходимых мерах для предотвращения накопления большого заряда.

На производстве для предотвращения вредного и опасного воздействия статики предпринимают комплекс из следующих защитных мер:

• предотвращение проникновения электрического тока в зону работы;
• повышение проводимости материалов и окружающей среды;
• увеличение устойчивости машин и механизмов к разрядам тока;
• снижение скоростей обработки и транспортировки материалов;
• создание полноценного грамотно оборудованного заземления.

Заземление на станках

Внимание! Способы предотвращения разрядов делятся на два типа: снижение активности создания статики и ускорение ухода энергии в почву.

Для устранения вероятности образования разрядов в быту применяются следующие меры:

• замена мебели на антистатическую;
• использование древесины и других материалов для отделки помещений, снимающих статику;
• использование деревянной и металлической расчески и гребня;
• шерстяная одежда снимается медленно;
• влажная уборка;
• шелковые вещи обрабатываются антистатическими спреями
• проветривание;
• использование антистатических щеток.

Источник опасности в быту

Дома не требуется устанавливать специальное заземление для отвода статического электричества. Но в условиях предприятия оно будет необходимо. В таком оборудовании точка сопротивления должна находиться не выше 1 мегаОма.

Влияние

Самое яркое проявление статического электричества можно встретить на промышленном производстве. По его вине происходят непредвиденные воспламенения горючих материалов из-за образующихся искр при контакте оператора с заземленным оборудованием. Электростатическая энергия может нести в себе разряд на 1.4 джоуля, чего становится достаточно для возгорания горючих веществ.

Интересно! Для предотвращения подобных ситуаций был разработан ГОСТ, в соответствии с которым накопленная энергия от статического заряда не может превышать 40% от необходимой энергии для загорания веществ или материалов.

Действие статического электричества отражается на волосах

Человек является переносчиком частиц, которые скапливаются на одежде. При этом главным условием накопления заряда является наличие обуви с подошвой, которая не позволяет электричеству уходить с тела.

Человек ощущает статику на себе в виде продолжительного напряжения или в качестве моментального разряда. В первом случае проходит слабое напряжение на протяжении долгого времени, а во втором — краткосрочное высвобождение, ощущаемое как покалывание. Редко мощность разряда превышает 7 джоулей, поэтому электричество не представляет опасности напрямую, но есть и косвенное влияние. Оно проявляется в виде сокращения мышц, из-за чего могут возникать производственные травмы.

Внимание! После сокращения мышц части тела невольно могут попасть в рабочие и движущиеся механизмы.

Постоянные разряды начинают отражаться на человеке. Ему становится сложнее работать, увеличивается раздраженность и усталость. Ритм сна и функционирование нервной системы в целом ухудшается.

Как избавиться от статического электричества

Статика появляется в любом помещении, будь то офис, квартира или дом. Чтобы избавиться от электричества, необходимо предпринять ряд мер:

1. Увлажнить воздух. Для этого нужно проводить регулярные влажные уборки и проветривать помещение. В качестве дополнительного средства используются увлажнители воздуха. Если их стоимость отпугивает, то можно развесить на трубах мокрые полотенца.
2. Заменить вещи из искусственных материалов на натуральные, например, из древесины.
3. Если не получается полностью отказаться от синтетических материалов, то их можно обрабатывать антистатическими спреями. Особенно актуален этот метод в случае, когда необходимо понять, как избавиться в офисе от статического электричества, где нельзя ничего заменить.
4. Если на пол настелен линолеум, то его нужно мыть с применением средства, предотвращающего возникновение электричества.

Увлажнитель воздуха

В бытовых ситуациях статическое электричество не представляет опасности, но является неприятным фактором, с которым можно бороться простыми методами. Куда опаснее заряды проявляют себя на производстве, где разряд может стать причиной возгорания легковоспламеняющихся материалов. Тогда применяемые методы защиты будут серьезнее, так как от этого зависит процесс производства и жизни людей.

Электростатика — Википедия

Электростатика (от др.-греч. ἤλεκτρον, «янтарь», и лат. staticus, «неподвижный») — раздел учения об электричестве, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов.

Издавна известно, что некоторые материалы, например янтарь, притягивают легкие предметы (пушинки, пылинки, кусочки бумаги). Электростатические явления возникают вследствие взаимодействия электрических зарядов друг с другом. Сила этого взаимодействия описывается законом Кулона. Несмотря на то, что электростатические силы могут показаться довольно слабыми, некоторые из них, например сила взаимодействия протона и электрона в атоме водорода, на 36 порядков больше, чем действующая между ними гравитационная сила.

Существует множество примеров электростатических явлений, начиная простым притяжением воздушного шарика к шерстяному свитеру, притяжение бумаги и тонера в лазерных принтерах, заканчивая спонтанным возгоранием зернохранилища вследствие электризации зерна.

Закон Кулона утверждает, что:

«Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.»

Эта сила направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды. Если заряды имеют одинаковый знак — они отталкиваются, если разный — притягиваются. Пусть r{\displaystyle r}— расстояние (в метрах) между двумя зарядами Q{\displaystyle Q} и q{\displaystyle q}, тогда абсолютная величина силы взаимодействия F{\displaystyle F}(в ньютонах) между ними будет равна:

F=14πε0qQr2=k0qQr2,{\displaystyle F={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}{\frac {qQ}{r^{2}}}=k_{0}{\frac {qQ}{r^{2}}},}

где ε0{\displaystyle \varepsilon _{0}} — электрическая постоянная вакуума, равная:

ε0≈10−936π≈8.854187817×10−12{\displaystyle \varepsilon _{0}\approx {10^{-9} \over 36\pi }\approx 8.854187817\times 10^{-12}}Ф/м.

Постоянная Кулона равна:

k0≈14πε0≈8.987551787×109{\displaystyle k_{0}\approx {\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}\approx 8.987551787\times 10^{9}} Н·м²·Кл⁻².

Использование ε₀ вместо k₀ в выражении закона Кулона связано с тем, что сила обратно пропорциональна площади поверхности сферы с радиусом, равным расстоянию между двумя зарядами.

Протон имеет заряд e, электрон имеет заряд −e. Величина е называется элементарный заряд и равна:

e≈1.602 176 565×10−19.{\displaystyle e\approx 1.602\ 176\ 565\times 10^{-19}.}

Физические константы (ε₀, k₀, e) в настоящее время определены так, что ε₀ и k₀ точно рассчитаны, а e — измеренная величина.

Электрическое поле (линии со стрелками) положительного заряда (+) разделяет свободные заряды в проводниках. Явление разделения зарядов под действием электрического поля называется электростатическая индукция. Отрицательные заряды (синий) притягиваются и впоследствии перемещаются на поверхность проводника, обращенную к внешнему заряду. Положительные заряды (красный) отталкиваются и перемещаются на обратную сторону. Разделенные заряды равны и противоположны по знаку, поэтому электрические поля, созданные ими, компенсируют друг друга. Поэтому электрическое поле внутри проводников равно нулю, а потенциал — постоянная величина.

Электрическое поле — векторное поле, которое может быть определено в любой точке пространства вокруг заряда, исключая точку, в которой находится заряд (где поле равно бесконечности). Основной силовой характеристикой электрического поля является его напряженность E→{\displaystyle {\vec {E}}\,}. Она равна отношению силы F→{\displaystyle {\vec {F}}\,}, с которой поле действует на пробный точечный заряд, к величине этого заряда q{\displaystyle q\,}:

E→=F→q.{\displaystyle {\vec {E}}={{\vec {F}} \over q}.}

Визуализировать электрическое поле удобно с помощью силовых (полевых) линий. Силовые линии начинаются на положительном заряде и заканчиваются на отрицательном. Векторы напряженности поля являются касательными к линиям напряженности, а плотность линий является мерой величины поля, то есть чем гуще силовые линии, тем сильнее поле в данной области пространства.

Принцип суперпозиции полей[править | править код]

Если поле создается несколькими точечными зарядами, то на пробный заряд q{\displaystyle q} действует со стороны заряда Qi{\displaystyle Q_{i}} такая сила F→i{\displaystyle {\vec {F}}_{i}}, как если бы других зарядов не было. Результирующая сила определится выражением:

F→=∑i14πε0qQiri2ri→|ri|=∑iFi→,{\displaystyle {\vec {F}}=\sum \limits _{i}{\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}{\frac {qQ_{i}}{r_{i}^{2}}}{\frac {\vec {r_{i}}}{|r_{i}|}}=\sum \limits _{i}{\vec {F_{i}}},}

где ri{\displaystyle r_{i}}— расстояние между зарядами q{\displaystyle q} и Qi,{\displaystyle Q_{i},} а r→i|ri|{\displaystyle {\frac {{\vec {r}}_{i}}{|r_{i}|}}}- единичный вектор, характеризующий направление поля. Так как F→=qE→,{\displaystyle {\vec {F}}=q{\vec {E}},} то E→{\displaystyle {\vec {E}}} — результирующая напряженность поля в точке, где расположен пробный заряд q{\displaystyle q}, так же подчиняется принципу суперпозиции:

E→=E1→+E2→+...=∑iEi→.{\displaystyle {\vec {E}}={\vec {E_{1}}}+{\vec {E_{2}}}+...=\sum \limits _{i}{\vec {E_{i}}}.}

Теорема Гаусса[править | править код]

Теорема Гаусса утверждает, что поток вектора электрической индукции D→{\displaystyle {\vec {D}}} через любую замкнутую поверхность S{\displaystyle S} пропорционален суммарному свободному электрическому заряду, заключённому внутри этой поверхности^[1]. Утверждение можно записать в виде уравнения:

∮S⁡D→⋅ds→=∫Vρdv,{\displaystyle \oint \limits _{S}{\vec {D}}\cdot d{\vec {s}}=\int \limits _{V}\rho dv,}

где ds→{\displaystyle d{\vec {s}}} — элемент поверхности S{\displaystyle S}, ρ{\displaystyle \rho } — объёмная плотность свободного заряда, dv=dx dy dz{\displaystyle dv=dx\ dy\ dz} — элемент объёма. Используя формулу Гаусса — Остроградского, можно записать данное уравнение в дифференциальной форме:

∇→⋅D→=ε0∇→⋅εE→=ρ.{\displaystyle {\vec {\nabla }}\cdot {\vec {D}}=\varepsilon _{0}{\vec {\nabla }}\cdot \varepsilon {\vec {E}}=\rho .}

Уравнения Пуассона и Лапласа[править | править код]

Определение электростатического потенциала в сочетании с дифференциальной формой закона Гаусса (выше) дает зависимость между потенциалом ϕ{\displaystyle \phi } и плотностью заряда ρ{\displaystyle \rho }:

∇2ϕ=−ρεε0.{\displaystyle {\nabla }^{2}\phi =-{\rho \over \varepsilon \varepsilon _{0}}.}

Это соотношение является формой уравнения Пуассона. При отсутствии свободного электрического заряда (когда объемная плотность равна нулю) уравнение становится уравнением Лапласа:

∇2ϕ=0.{\displaystyle {\nabla }^{2}\phi =0.}

Работа и потенциал электростатического поля[править | править код]

В основе электростатики лежит допущение того, что электростатическое поле E→{\displaystyle {\vec {E}}} является потенциальным (безвихревым):

∇→×E→=0.{\displaystyle {\vec {\nabla }}\times {\vec {E}}=0.}

Из этого допущения следует полное отсутствие изменяющихся во времени магнитных полей:

∂B→∂t=0.{\displaystyle {\frac {\partial {\vec {B}}}{\partial t}}=0.}

Однако, электростатика не требует отсутствия магнитных полей или электрических токов. Скорее, если магнитные поля или электрические токи существуют, то они не должны изменяться во времени, или, в худшем случае, они должны изменяться очень медленно.

Работа электрического поля[править | править код]

Работа кулоновских сил при перемещении заряда q{\displaystyle q} зависит только от расстояний r1{\displaystyle r_{1}} и r2{\displaystyle r_{2}} начальной и конечной точек траектории.

Из механики известно определение элементарной работы:

dA=F→dℓ→.{\displaystyle dA={\vec {F}}d{\vec {\ell }}.}

Тогда, с учётом закона Кулона, работа, совершаемая полем заряда Q{\displaystyle Q}, при перемещении пробного заряда q{\displaystyle q} равна:

dA=Fdℓcos⁡α=14πε0qQr2dℓcos⁡α.{\displaystyle dA={F}d{\ell }\cos \alpha ={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}{\frac {qQ}{r^{2}}}d\ell \cos \alpha .}

Так как dr=dℓcos⁡α{\displaystyle dr=d\ell \cos \alpha }, то интегрируя элементарную работу по dr{\displaystyle dr} получают:

A=∫r1r214πε0qQr2dℓcos⁡α=qQ4πε0∫r1r2drr2=qQ4πε0(1r1−1r2).{\displaystyle A=\int \limits _{r_{1}}^{r_{2}}{\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}{\frac {qQ}{r^{2}}}d\ell \cos \alpha ={\frac {qQ}{4\pi \varepsilon _{0}}}\int \limits _{r_{1}}^{r_{2}}{\frac {dr}{r^{2}}}={\frac {qQ}{4\pi \varepsilon _{0}}}\left({{\frac {1}{r_{1}}}-{\frac {1}{r_{2}}}}\right).}

Потенциал[править | править код]

Электростатическое поле потенциально, кулоновские силы — консервативные, а работа консервативных сил может быть представлена как убыль потенциальной энергии, то есть:

A=W1−W2=−ΔW.{\displaystyle A=W_{1}-W_{2}=-\Delta W.}

Таким образом, потенциальная энергия точечного заряда q{\displaystyle q} в поле, созданном зарядом Q{\displaystyle Q}, определяется как

W=k0qQr.{\displaystyle W=k_{0}{\frac {qQ}{r}}.}

Если исследовать электростатическое поле заряда Q{\displaystyle Q} различными пробными зарядами q0{\displaystyle q_{0}}, отношение

Wq0=k0Qr{\displaystyle {\frac {W}{q_{0}}}=k_{0}{\frac {Q}{r}}}

будет одинаковым для различных пробных зарядов, и это отношение называется потенциал. Потенциал является энергетической характеристикой электростатического поля, характеризующей потенциальную энергию W{\displaystyle W}, которой обладает единичный положительный пробный заряд q0{\displaystyle q_{0}}, помещённый в данную точку поля:

ϕ=Wq0.{\displaystyle \phi ={\frac {W}{q_{0}}}.}

Поскольку предполагается, что поле E→{\displaystyle {\vec {E}}} является безвихревым, его можно описать с помощью градиента потенциала. Электрическое поле направлено из области с высоким электрическим потенциалом в области с более низким. Математически это можно записать как

E→=−∇→ϕ.{\displaystyle {\vec {E}}=-{\vec {\nabla }}\phi .}

Используя формулу Гаусса—Остроградского можно показать, что разность потенциалов, так же известная как напряжение, представляет собой работу, совершаемую полем, при перемещении единичного заряда из точки a{\displaystyle a} в точку b{\displaystyle b}:

∫abE→⋅dℓ→=ϕ(a)−ϕ(b)=U.{\displaystyle \int \limits _{a}^{b}{{\vec {E}}\cdot \mathrm {d} {\vec {\ell }}}=\phi (a)-\phi (b)=U.}

Трибоэлектрический эффект представляет собой тип контактной электризации, при котором некоторые материалы приобретают заряд, когда они приводятся в контакт с другими материалами и затем разделяются. Один из материалов заряжается положительно, а другой приобретает отрицательный заряд. Полярность и величина создаваемых зарядов различаются в зависимости от материала, шероховатости поверхности, температуры, деформации и других свойств. Например, янтарь можно положительно зарядить при трении о шерсть. Это свойство, впервые описанное Фалесом Милетским, было первым электрическим явлением, исследованным людьми. Другие примеры материалов, которые могут получить заряд при трении включают стекло, потертое о шёлк, и твердый каучук, потертый о мех.

Как уже упомянуто выше, Максвелл явился истолкователем идей Фарадея. Он облек эти идеи в математическую форму. Основание теории Максвелла заключается не в законе Кулона, а в принятии гипотезы, которая выражается в следующем равенстве:

∬KFcos⁡εdS=4πQ.(13){\displaystyle \iint {KF\cos \varepsilon dS}=4\pi Q.\qquad (13)}

Здесь интеграл распространяется по какой угодно замкнутой поверхности S, F обозначает величину электрической силы, которую испытывает единица электричества в центре элемента этой поверхности dS, ε обозначает угол, образуемый этой силой с внешней нормалью к элементу поверхности dS, К обозначает диэлектрический коэффициент среды, прилегающей к элементу dS, и Q обозначает алгебраическую сумму количеств электричества, заключающихся внутри поверхности S. Следствиями выражения (13) являются нижеследующие уравнения:

∇K∇V+4πρ=0,(14){\displaystyle \nabla K\nabla V+4\pi \rho =0,\qquad (14)}

K1dVdn1+K2dVdn2+4πσ=0.(15){\displaystyle K_{1}{\frac {dV}{dn_{1}}}+K_{2}{\frac {dV}{dn_{2}}}+4\pi \sigma =0.\qquad (15)}

Эти уравнения более общи, чем уравнения (5) и (7). Они относятся к случаю каких угодно изотропных изолирующих сред. Функция V, являющаяся общим интегралом уравнения (14) и удовлетворяющая вместе с этим уравнению (15) для всякой поверхности, которая отделяет собой две диэлектрические среды с диэлектрическими коэффициентами K₁ и K₂, а также условию V = пост. для каждого, находящегося в рассматриваемом электрическом поле проводника, представляет собой потенциал в точке (x, у, z). Из выражения (13) также следует, что кажущееся взаимодействие двух зарядов q и q₁, находящихся в двух точках, расположенных в однородной изотропной диэлектрической среде на расстоянии r друг от друга, может быть представлено формулой

f=qq1Kr2,(16){\displaystyle f={\frac {qq_{1}}{Kr^{2}}},\qquad (16)}

то есть это взаимодействие обратно пропорционально квадрату расстояния, как это должно быть согласно закону Кулона.

Из уравнения (15) мы получаем для проводника:

σ=K4πdVdn,(17){\displaystyle \sigma ={\frac {K}{4\pi }}{\frac {dV}{dn}},\qquad (17)}

Fn=4πσK,(18){\displaystyle F_{n}={\frac {4\pi \sigma }{K}},\qquad (18)}

P=2πσ2K.(19){\displaystyle P={\frac {2\pi \sigma ^{2}}{K}}.\qquad (19)}

Формулы эти более общие, чем вышеприведенные (9), (10) и (12).

KFcos⁡εdS{\displaystyle KF\cos \varepsilon dS} представляет собой выражение потока электрической индукции через элемент dS. Проведя через все точки контура элемента dS линии, совпадающие с направлениями F в этих точках, мы получаем (для изотропной диэлектрической среды) трубку индукции. Для всех сечений такой трубки индукции, не заключающей внутри себя электричества, должно быть, как это следует из уравнения (14),

KFcos⁡εdS=const.{\displaystyle KF\cos \varepsilon dS=const.}

Не трудно доказать, что если в какой-либо системе тел электрические заряды находятся в равновесии, когда плотности электричества соответственно суть σ₁ и ρ₁ или σ₂ и ρ₂, то заряды будут в равновесии и тогда, когда плотности будут σ = σ₁ + σ₂ и ρ = ρ₁ + ρ₂  (принцип сложения зарядов, находящихся в равновесии). Равным образом легко доказать, что при данных условиях может быть только одно распределение электричества в телах, составляющих собой какую-либо систему.

Весьма важным оказывается свойство проводящей замкнутой поверхности, находящейся в соединении с землёй. Такая замкнутая поверхность является экраном, защитой для всего пространства, заключённого внутри неё, от влияния каких угодно электрических зарядов, расположенных с внешней стороны поверхности. Вследствие этого электрометры и другие измерительные электрические приборы окружаются обыкновенно металлическими футлярами, соединяемыми с землёй. Опыты показывают, что для таких электрических экранов нет надобности употреблять сплошной металл, вполне достаточно эти экраны устраивать из металлических сеток или даже металлических решёток.

Система наэлектризованных тел обладает энергией, то есть обладает способностью совершить определённую работу при полной потере своего электрического состояния. B электростатике выводится следующее выражение для энергии системы наэлектризованных тел:

W=12ΣVQ.(20){\displaystyle W={\frac {1}{2}}\Sigma VQ.\qquad (20)}

В этой формуле Q и V обозначают соответственно какое-либо количество электричества в данной системе и потенциал в том месте, где находится это количество; знак ∑ указывает, что надо взять сумму произведений VQ для всех количеств Q данной системы. Если система тел представляет собой систему проводников, то для каждого такого проводника потенциал имеет одну и ту же величину во всех точках этого проводника, а потому в данном случае выражение для энергии получает вид:

W=12(V1q1+V2q2+...+Vnqn).(21){\displaystyle W={\frac {1}{2}}\left(V_{1}q_{1}+V_{2}q_{2}+...+V_{n}q_{n}\right).\qquad (21)}

Здесь 1, 2.. n суть значки разных проводников, входящих в состав системы. Это выражение может быть заменено другими, а именно, электрическая энергия системы проводящих тел может быть представлена или в зависимости от зарядов этих тел, или же в зависимости от потенциалов их, то есть для этой энергии могут быть применены выражения:

WQ=12α11Q12+α12Q1Q2+α13Q1Q3+...+12α22Q22+α23Q2Q3+...+12αnnQn2,(22){\displaystyle W_{Q}={\frac {1}{2}}\alpha _{11}Q_{1}^{2}+\alpha _{12}Q_{1}Q_{2}+\alpha _{13}Q_{1}Q_{3}+...+{\frac {1}{2}}\alpha _{22}Q_{2}^{2}+\alpha _{23}Q_{2}Q_{3}+...+{\frac {1}{2}}\alpha _{nn}Q_{n}^{2},\qquad (22)}

WV=12β11V12+β12V1V2+β13V1V3+...+12β22V22+β23V2V3+...+12βnn

---

Смотрите также

• 
  Парктроник что это такое
• 
  Продуктивный цервициты что это такое
• 
  Мониторное очищение кишечника что это такое
• 
  Горячие звонки что это такое
• 
  Мелиорация и водное хозяйство что это такое
• 
  Страсть это что такое
• 
  Преобразование фурье что это такое
• 
  Белые точки на гландах что это такое
• 
  Пиломатериал что это такое
• 
  Букинг что это такое
• 
  Перманентный макияж что это такое фото