Електростатика в въпроси и отговори

Какво е статично електричество?

Общата интелигентност на планетата е постоянна, докато населението на планетата расте.
Законите на Мърфи

Статичното електричество възниква, когато вътреатомното или вътремолекулярното равновесие е нарушено поради придобиването или загубата на електрон. Обикновено атомът е в равновесие поради еднакъв брой положителни и отрицателни частици - протони и електрони. Електроните могат лесно да се преместят от един атом в друг. По този начин те образуват положителни (където няма електрон) или отрицателни (единичен електрон или атом с допълнителен електрон) йони. Когато възникне този дисбаланс, се генерира статично електричество.

Статичното електричество се образува в резултат на нарушение на вътреатомния или вътремолекулния баланс поради получаването или загубата на електрон. В повечето случаи атомът е в равновесно състояние, благодарение на еднакъв брой положителни и отрицателни частици - протони и електрони.

Електроните могат лесно да се движат от атом на атом. В резултат на това движение те образуват положителни или отрицателни йони. Ако възникне такъв дисбаланс, тогава се генерира статично електричество.

Експериментален заек може да си позволи почти всичко.
Законите на Мърфи

Причини за образуване на електростатични заряди

Добре възпитаният мъж няма да порицае жена, която не носи спалня добре.
Законите на Мърфи.

Нека разгледаме няколко типични примера от живота. Служител, който се разхожда по килима до директора, генерира потенциал до 1000 V; радиоинсталатор, който се върти на стол с полиетиленово покритие - до 1500 V, а шефът му, който вдига куфарче от синтетичен материал от масата - до 1200 V. При влажност 10-20% стойностите на напрежението Са съответно 35000 V, 18000 V и 20000 V, докато докато за някои микроелектронни продукти потенциалът от стотици волта е фатален. Има три начина, по които могат да се образуват електростатични заряди:

Трибоелектрик

Когато два обекта влязат в контакт и се разделят, единият винаги се зарежда положително, а другият отрицателно. Пример: Контактът на обувките с пода по време на ходене създава статичен потенциал върху ходещия работник.

Индукция

Когато зареден обект се движи близо до незареден обект, в него се генерира статичен заряд с противоположния знак и в резултат на това възникват индукционни токове. Пример е докосването с ръка, носеща висок заряд в случая на чувствителна на ESD микросхема (обикновено най-скъпата).
Моля, обърнете внимание: за да повредите кристала чрез индукционни токове, дори не е необходимо да докосвате ръката си директно към клемите на корпуса на микросхемата.

Капацитивен

Зарядът е произведение на напрежението и капацитета, следователно при постоянна стойност на заряда намаляването на капацитета води до увеличаване на потенциалите на разединените повърхности. Кошмарен епизод: отвиване на ролка полиетилен върху опаковъчната маса на разпределител на електронни компоненти.

За решаването на тези проблеми е разработен цял набор от мерки за защита срещу електростатиката. Електронната индустрия е разработила няколко стандарта, които помагат за постигане на високо качество и надеждност на продуктите, значително намаляват риска от повреда на електронните компоненти.

Влияние на климатичните фактори

Ако четирите причини за възможни проблеми могат да бъдат елиминирани предварително, тогава винаги ще има пета.

Големината на електростатичните заряди е обратно пропорционална на влажността на въздуха - с други думи, във влажна стая се образуват по-малки електростатични заряди, отколкото в суха. Това явление се обяснява с факта, че при висока влажност на повърхността на обработвания материал се образува микроскопичен слой влага, който увеличава електрическата проводимост на материала и допринася за изхвърлянето на заряда на земята. Влажният въздух има различно въздействие върху абсорбиращи (пластмаси) и абсорбиращи (непокрита хартия) материали. В първия случай влагата допринася за увеличаване на електрическата проводимост само на повърхността на материала, във втория случай както на повърхностната, така и на общата електропроводимост. За поддържане на оптимална влажност, чиято стойност е в диапазона от 45 до 60%, се препоръчва да се използват индустриални системи за овлажняване на въздуха в печатницата.

Проблеми, причинени от статично електричество

Има моменти, когато всичко се получава. Не се страхувайте, ще мине.

В много индустрии един от основните проблеми, причинени от електростатичния заряд, е взаимодействието между заредени обекти, резултатът от което е привличането на прах към печатания материал, прилепването на отпечатъците един към друг и привличането им към механизмите, както и дестабилизация на режима на навиване на мрежата в ролка. И колкото по-голямо е количеството електростатичен заряд на повърхността на платното или листа, толкова повече прах ще привлече. Като правило въздушният прах се привлича интензивно към мрежата при потенциална разлика от 3 kV и повече.

Рискът от пожар поради електростатичен разряд е особено голям при използване на бои и лакове със запалими разтворители. Такива мастила и лакове се използват при флексографски и гравиран печат. Основните източници на електростатичен разряд по правило са незаземени елементи от оборудването, обработени материали и облекло на обслужващия персонал.

При потенциална разлика над 10 kV, разрядите могат да повредят покритието на боята или лака върху отпечатъците.

Електростатичните разряди обикновено са безвредни за здравето на техника, но могат да изплашат оператора и да причинят неподходяща реакция, която може да доведе до нараняване. Електростатичните заряди се натрупват върху облеклото на оператора поради триене или външни електростатични полета, например от ролка от пластмасова обвивка. В този случай разрядът възниква, когато операторът влезе в контакт със заземени метални предмети, като леглото на машината. По-рядко разрядът е резултат от контакт на оператор, носещ проводящи обувки с незаземени части на машината или с продукти, които са образували електростатичен заряд.

Неутрализиране на електростатичните заряди

Ако експериментът успее, нещо не е наред.

При работа с проводими материали заземяването е достатъчно за неутрализиране на електростатичните заряди. Електростатичните заряди, образувани на повърхността на диелектриците, се неутрализират чрез бомбардиране със заредени частици от противоположния знак. Обикновено това се прави с помощта на йонизиран въздух, съдържащ както положителни, така и отрицателни йони. В индустриалните предприятия се използват два вида йонизатори: пасивни и активни.

Предимствата на пасивните йонизатори включват ниска цена, висока производителност (те могат да се използват във високоскоростни машини), както и лекота на инсталиране и поддръжка. Недостатъците на пасивните йонизатори са необходимостта от монтаж на кратко разстояние от материала, в резултат на което обработката на обекти със сложна форма е трудна; необходимостта от периодична подмяна на електроди; непълно отстраняване на статичен заряд (обикновено върху материала остава незначителен заряд).

Активните йонизатори генерират коронен разряд, който създава облак от йонизиран въздух около излъчвателя на устройството. За да се увеличи ефективността, облакът може да бъде насочен към желаната област на обработвания материал с помощта на вентилатор или компресор.

Активните йонизатори се характеризират с висока надеждност, позволяват целенасочено подаване на йонизиран въздух и обработка на обекти със сложни форми, както и труднодостъпни участъци от материала, като е възможно напълно да се премахне статичният заряд от третирания повърхност.

Каква е ползата от антистатичното оборудване?

Всичко, което започва добре, завършва зле.
Всичко, което започва лошо, завършва по-лошо.

Натрупването на електростатични заряди върху повърхността на хартия, филми, влакна или насипни материали ще попречи на нормалната работа на оборудването. Тъй като зарядът се увеличава със скоростта на движение на материалите, е необходимо да се намали производителността на оборудването. Използването на съвременни опаковъчни материали често става трудно поради силното залепване на филми към повърхностите на машината. Натрупването на заряди по време на пренавиването и нарязването на материала може да причини електрически разряди, представлявайки опасност за персонала. Това физическо явление е известно от няколкостотин години, всички ние сме обект на неговото влияние, въпреки че не го разбираме напълно. Правилното използване на статично електричество може да има благоприятни ефекти върху работата. От друга страна, ако не се предприемат действия, резултатите могат да бъдат катастрофални. Използването на антистатично оборудване увеличава производителността на производството, като намалява проблемите, произтичащи от натрупването на заряди на повърхността на материала.

Трябва ли да заземя?

Във всяка организация винаги има човек, който знае какво всъщност се случва.

Той трябва да бъде уволнен.

Заземяващите устройства за ESD защита обикновено трябва да се комбинират със заземяващи устройства за електрическо оборудване. Такива заземителни устройства трябва да се изпълняват в съответствие с изискванията на глави I-7 и VII-3 "Правила за инсталиране на електрически инсталации" (PUE).

ESD условия

Дойде нуждата да почукате по дърво - откривате, че светът е направен от алуминий и пластмаса.

ESD (ESD) - електростатичен разряд.

ESDS (BSECD) - Електростатични чувствителни устройства.

EPA (UZE) - защитена зона от ESD.

Електростатично проводими - материал с повърхностно съпротивление в диапазона от 102 Ohm до 105 Ohm, (електропроводим, проводящ).

Електростатично разсейващ - материал с повърхностно съпротивление в диапазона от 105 Ohm до 1011 Ohm.

Слабо заредена - материал с минимална тенденция към трибоелектричен заряд, с повърхностно съпротивление по-малко от 1011 Ohm.

Електростатично екраниране - не-EPA ESD защитен материал с 1000V NVM енергийно ниво вътре в материала

Ако не ви интересува къде се намирате, значи не сте изгубени.