Что такое статическое электричество и как с ним бороться?

История изучения явления

Ах, какие это были эффектные и увлекательные опыты! Как восхитительно вскрикивали и бледнели дамы, когда преисполненные важности ученые демонстраторы извлекали из разряженных кавалеров длинные голубовато-фиолетовые искры, когда простым поднесением руки они воспламеняли спирт и горстки пороха, когда несколько десятков кавалеров, взявшихся за руки, получали ошеломляющий удар, стоило только двум крайним прикоснуться к внешне безобидной стеклянной банке…

Все эти поразительные эффекты вызывались до смешного простыми средствами: стеклянной палочкой, натертой сухим мехом, вращающимися стеклянными шарами и цилиндрами, трущимися о ладони человека, изолированного от пола. Всеобщее увлечение электричеством от трения во второй половине XVIII века можно сравнить лишь с энтузиазмом, за сто лет до этого вызванным открытием атмосферного давления.

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.

Даже самые трезвые ученые поддались всеобщему опьянению. Как некогда пытались свести все к действию атмосферного давления, так теперь ухитрялись проявление электричества увидеть и во вращении планет вокруг Солнца, и в возникновении землетрясении, и в течении многих болезней. Не случайно 1750 — 1780-е годы вошли в историю физики как «период электричества от трения».

Изображение атома

Конец этому периоду положило «создание прибора, который по своим действиям сходен с лейденской банкой… но который, однако, действует непрерывно, то есть его заряд после каждого разряда восстанавливается сам собой». Так в 1799 году А. Вольта описывал свою электрическую батарею — великое изобретение, резко изменившее весь ход электрических исследований.

Вольтов столб, давший возможность получать сравнительно большие токи при невысоких напряжениях, сосредоточил внимание ученых на магнитных, механических и тепловых действиях электрического тока, которые к концу XIX века уже лежали в основе всей электротехники. Но лишь в XX веке начал возрождаться интерес к некогда заброшенному «электричеству от трения»

И причиной этого возрождения стало важное изобретение, сделанное на рубеже столетий, — коронный разряд …

Как снять с себя статику безболезненно?

Искра во время разрядки не столь болезненна, сколь неприятна. Как снимать статическое электричество со своего тела или, если выразиться поточнее, как разрядить себя, не получив при этом неприятный удар током? Для этого нужно взять любое небольшое изделие из стали, например пилку для ногтей, чайную ложку или пинцет, в результате чего положительный потенциал вашего тела распространится и на них. Далее следует прикоснуться краем пинцета к батарее отопления, автомобилю или иному массивному металлическому предмету.

Тогда искра проскочит не между вашими пальцами и пинцетом, а между пинцетом и тем предметом, к которому вы им прикоснетесь. В этом случае никаких отрицательных ощущений вы не переживете. Только делать это придется раз за разом через некоторые промежутки времени, иначе рано или поздно заряд в вас накопится вновь, и вы все равно получите удар током.

Определение электрического тока

Электричество, которое является направленным движением электронов, известно как электрический ток. Он развивается только на материале, имеющем свободные электроны. Ток используется для выполнения механических работ, таких как вращение электродвигателей, нагрева элементов (обогреватели), в химической промышленности, для освещения и многого другого. Магнитное поле также создается из-за протекания электрического тока.

AC (переменный ток) и DC (постоянный ток) — это типы электрического тока. При переменном токе заряды текут в обоих направлениях. А в постоянном токе заряды движутся только в одном направлении.

Вещество, состоящее из крошечных частиц, называемых атомом. У атома есть ядро ​​и электроны. Электроны движутся по орбите атома, при этом ядро ​​неподвижно. Вещества бывают двух типов — те, у которых есть слабосвязанные электроны, и те, у которых сильно ограниченные электроны.

Вещество, имеющее слабую связь между электронами и атомом, называется проводником. Когда к проводнику прикладывается внешняя сила (напряжение) электроны получают энергию и начинают перескакивать с одного атома на другой внутри проводника. Это движение электронов генерирует электричество, выделяя при этом тепло..

В неметаллах электроны сильно ограничены. Но в металлах электрон перескакивает с одного атома на другой из-за отталкивающего свойства зарядов. Движение электронов генерирует электрический ток.

Как снять статическое электричество с волос

Устранить надоевший треск при расчесывании, покалывание кожи головы, забыть о непокорно торчащих локонах помогут рекомендации, проверенные на практике.

Средства для укладки

• Ингредиенты антистатического типа содержатся в большинстве современных косметических средств. Небольшое количество лака, мусса или спрея, геля и лосьона при аккуратном нанесении на ваши кудри станет отменным вариантом забыть о проявлениях статической электрики.
• Еще один прекрасный способ – протирание всех ваших приспособлений и самих волос предназначенными для этих целей салфетками. Преимущества этих средств заключаются в их абсолютной безвредности.
• Популярное ламинирование также принесет необходимый эффект. На определенное время защитная пленка на каждом волоске сделает его мягким и шелковистым, защитит от пересыхания.

Кондиционеры и шампуни

Применение этих средств предотвратит негативные последствия от недостатка влаги в ваших волосах, что особенно важно в холодное время года.
Многие предпочитают использовать народные способы. Самыми распространенными из них остаются отвары различных трав и черного чая при мытье волос, втирание в кожу масел и увлажнение лосьонами и кремами.

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.

Watch this video on YouTube

Воздействие статического электричества

В своеобразных полях, образующихся в оргтехнике, приборах и компьютерах, под их действие попадают мелкие пылинки и корпуса подобного оборудования. Далее происходит оседание этих частиц не только на предметах, но и на теле и в органах дыхания.

Ряд ученых придерживаются мнения, что следствием подобного процесса выступает нейрорефлекторный механизм. Накопив в своем организме определенный запас подобных частиц, человеческое тело при соприкосновении с предметами, имеющими даже минимальный заряд, пропускает через себя разряд. А вот результат, казалось бы крохотного импульса, может быть плачевным – вплоть до падения и травмы.

Наблюдаются и такие негативные последствия в случае длительного пребывания в поле подобного разряда, как изменения в привычном ритме функционирования сердечно-сосудистой системы и ЦНС. Нередки жалобы на проявление симптомов раздражительности и головной боли, отсутствия сна и аппетита.

Все это делает очень актуальным ответ на вопрос, что характерно при возникновении такого явления, и как избавиться от статического напряжения в различных бытовых ситуациях.

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.

Предлагаем ознакомиться Как встроить посудомоечную машину в готовую кухню: варианты порядок выполнения работ

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

Способы защиты от статики на производстве

Дифференциальная защита

Против вредного и опасного проявления накопленного статического электротока в производственных условиях разрабатывается и применяется комплекс защитных мероприятий. В их основе лежат следующие методы:

• повышение проводящих свойств материалов и окружающей рабочей среды, что приводит к рассеиванию в пространстве периодически появляющихся электрозарядов статики;
• снижение скоростей обработки и перемещения материалов, что значительно уменьшает возможности генерирования статических электрозарядов;
• полномасштабное применение грамотно устроенного заземления, что помогает исключить накопление опасных потенциалов;
• повышение устойчивости самих машин и механизмов к действию статистических разрядов;
• недопущение проникновения электрического тока в рабочую зону.

Все способы, применяемые для предотвращения статических электрических разрядов, разделяют на конструкционные, технологические, химические, физические и механические. Три последних направлены главным образом на снижение активности генерирования электрозарядов и быстрейшему их уходу в почву. В то же время первые из перечисленных методов с заземлением не связаны.

В качестве высоконадежного средства защиты от статического электричества выступает так называемая клетка Фарадея. Она выполняется в виде мелкоячеистой сетки, ограждающей машины по всей площади, у нее имеется подключение к контуру заземления.

Клетка Фарадея – надежное приспособление для защиты от электрических разрядов

Благодаря такой конструкции, поля электричества не проникают внутрь клетки Фарадея, а на магнитное поле она никак не влияет. Электрические кабели, покрытые предварительно экраном из металлического листа, защищаются по таким же принципам.

Электростатический заряд можно оптимально уменьшить посредством возрастания токопроводимости промышленных материалов и проведением коронирования (т.е. создания на поверхности материалов воздушной плазмы коронным разрядом комнатной температуры). Достигается это с помощью специального подбора материалов, имеющих повышенную объемную проводимость, наращиванием рабочих площадей и повышением ионизации воздуха вокруг защищаемых механизмов. Специальные агрегаты – ионизаторы, генерируют положительно и отрицательно заряженные ионы, которые притягиваются к противоположно заряженным диэлектрикам и нейтрализуют их заряды.

Важно! Для веществ с высоким электросопротивлением такие способы защиты от статики не подходят. Обязательным в перечне мероприятий по защите от статического электричества является заземление

В состав заземляющего устройства входит заземлитель (проводящий элемент) и проводник заземления между заземляющей точкой на почве и заземлителем. Достаточным заземление против электростатики считается при сопротивлении в любой точке оборудования не выше 1 мегаОм. Для оборудования часто используются проводящие пленки, покрывающие рабочую поверхность

Обязательным в перечне мероприятий по защите от статического электричества является заземление. В состав заземляющего устройства входит заземлитель (проводящий элемент) и проводник заземления между заземляющей точкой на почве и заземлителем. Достаточным заземление против электростатики считается при сопротивлении в любой точке оборудования не выше 1 мегаОм. Для оборудования часто используются проводящие пленки, покрывающие рабочую поверхность.

В рабочих помещениях настилаются антистатические полы, операторы должны работать в антистатической одежде и обуви (при этом сопротивление материала подошв не выше 100 ом).

Возникновение статического электричества

Одним из условий возникновения зарядов является воздух с влажностью менее 80%. Если данный показатель превышает это число, то опасности от накопившихся разрядов не возникнет. Когда поверхности влажные, то  накоплений не будет отмечаться.

Перечень причин:

1. Если основания предметов соприкасаются, а после того как их разъединить может произойти удар током. Все, что выполнено из искусственных материалов при создании трения, приводит к такому результату.
2. Перепады температурно-влажностного режима. Если в нагретую емкость поместить предмет, то статэлектричество будет накоплено.
3. При мощном электромагнитном, рентгеновском или ультрафиолетовом облучении.
4. Если возникает электромагнитное поле посредством воздействия заряда. Это явление отмечается при обработке, при отделении двух предметов либо при перемещении.

При накапливании зарядов воздействие на технические устройства отрицательное.

Как в нашем теле копится статическое электричество?

Но для того чтобы в вашем теле возник дисбаланс заряженных частиц, не обязательно с себя что-то снимать. Сидя в автомобиле, мы тремся о сиденье. В процессе ходьбы одежда может стирать с нашего тела часть электронов. Любое трение способствует тому, чтобы откуда-то на что-то переходило некоторое количество электронов. И вот вы уже превратились в заряженное материальное тело, которое при соприкосновении с любым проводником (металлическим и прочим достаточно массивным токопроводящим предметом) обязательно разрядится, то есть вберет в себя недостающие электроны от этого предмета посредством проскочившей меж вами и этим предметом искры. Но как снимать статическое электричество с себя и окружающих предметов?

Какая одежда располагает к накоплению статического напряжения?

Многие задаются вопросом о том, как снять статическое электричество с одежды. Дело в том, что сама по себе одежда не может накопить в себе ни положительный, ни отрицательный заряд. Чтобы он накопился, нужно, чтобы между деталями одежды происходило трение. А трение возникает во время ношения одежды, ее снятия и пр.

И в этих случаях заряд копится не в самой одежде, а в вашем теле. Только в момент расставания с одеждой между вами и деталью гардероба может проскочить искра. Особенно это характерно для одежды из синтетических волокон. Снимая свитер из синтетики через голову, можно воочию узреть разряды, мелькающие между его тканью, тканями одежды, остающейся на вас, волосами и вашим телом. Особенно это заметно при выключенном свете. Даже воздух наполняется запахом озона, возникающим только в моменты электрических разрядов, а волосы на голове встают дыбом, поскольку они начинают отталкивать друг дружку.

Но деталь одежды, ударившая вас током на прощание, не полностью возвращает вашему телу все отобранные у него электроны, а потому после таких процедур раздевания вы всегда превращаетесь в объект со знаком «плюс», который рано или поздно разрядится на «минус».

Для того чтобы во время ношения одежды из синтетики в вас не накапливался статический заряд, нужно стирать ее со специальными кондиционерами, которые препятствуют тому, чтобы деталь гардероба собирала с вашего тела электроны. Таких кондиционеров множество, и все они продаются в любых магазинах бытовой химии.

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Статичное электричество	Электрический ток
Определение	Электричество, которое накапливается на поверхности вещества, известно как статическое электричество.	Электрический ток возникает из-за направленного движения электронов.
Причины возникновения	Возникает из-за движения отрицательных зарядов от одного объекта к другому	Возникает из-за движения электронов
Вещество	Статическое электричество возникает как в проводнике, так и в изоляторе	Электрический ток возникает только в проводнике
Магнитное поле	Не наводит магнитное поле	Индуцирует магнитное поле
Временной период	Не может долго существовать	Может существовать долгое время
Измерительное устройство	Электроскоп с сусальным золотом	Аналоговый и цифровой измеритель
Примеры	«Молнии», возникающие при трении шариков о волосы и других предметов	Электрический ток используется для работы вентилятора, освещения, телевизора и других электроприборов.

Меры защити от статического электричества

Борьба с опасным проявлением статического электричества ведется предотвращением наложения зарядов и образования взрывоопасных концентраций газов, паров или пыли. Предотвращение опасности электростатических зарядов достигается заземлением оборудования, повышением поверхностной проводимости диэлектриков, ионизацией среды, уменьшением опасности статической электризации горючих жидкостей.

Заземление является основным способом защиты для металлического оборудования, если его поверхность не покрыта эмалью или если на ней образуются осадки непроводящих веществ. Заземление, как правило существляется в двух местах. Заземляются мeталлические конструкции, предназначенные для переработки, хранения и транспортировки горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, горючих газов и пылевидных продуктов. Сопротивление заземлявшего устройства допускается до 100 Ом.

Поверхностную проводимость диэлектриков повышают увеличением относительной влажности воздуха и применением антистатических примесей. Цри относительной влажности воздуха более 70 % на поверхности материалов адсорбируется, пленка влаги с некоторым количеством примеси, которая повышает поверхностную проводимость веществ. Доя повышения влажности воздуха используют кондиционеры, разбрызгивающие сопла и т.д. Иногда этот способ нельзя применять по соображениям технологического характера (плетса влаги приводит к браку продукция), если материал содержится при высокой температуре (пленка не образуется на поверхности) и если скорость перемещения заряженного материала больше скорости образования поверхностной пленки. Для получения пленки влаги на поверхности можно охлаждать материалы до температуры ниже температуры окружающей среды.

Наиболее целесообразно этот способ применять в зимних условиях, когда статическое электричество проявляется особенно сильно и на охлаждение материалов практически не требуется дополнительных затрат.

Как избавиться от статического электричества на теле и волосах

Представительницы прекрасного пола часто сталкиваются с проблемой наэлектризованности волос, что вызвано их трением о разные поверхности (расческу, шапку, аксессуары) или перепадом температур. Такое явление портит прическу, создает эффект «одуванчика» и растрепанности, что негативно отражается на внешнем виде и вызывает раздражение.

Помогут простые советы:

• используйте несмываемые средства (спреи, масла, лосьоны), которые препятствуют накоплению электронов. Распыляйте небольшое количество средства по всей длине еще влажных локонов или распределите ладонями, избегая области у корней;
• мойте голову раз в 2-3 дня. При ежедневном мытье синтезируется недостаточное количество себума, что приводит к повышенной сухости волос и создает благоприятные условия для накопления электронов;
• используйте качественные расчески из дерева или силикона с натуральным ворсом. Чтобы уменьшить область трения, выбирайте аксессуары с редкими зубчиками;
• используйте современные гаджеты для волос с функцией ионизации (фены) и турмалиновым покрытием (плойки, щипцы);
• грамотно подходите к выбору головного убора. Не носите изделия из синтетических материалов, замените их шерстяными или хлопковыми.

В качестве экстренной помощи используйте антистатик или термальную воду – просто сбрызните выбранным средством волосы, и они приобретут нормальный вид

Статическое электричество является распространенной проблемой, с которой каждый человек сталкивается в быту или при контакте с другими людьми. Избавиться от неприятного явления довольно просто при помощи антистатиков, увлажнения воздуха и поддержания чистоты в квартире, а также выбора одежды и предметов интерьера из натуральных материалов.