ป้องกันไฟฟ้าสถิตในชีวิตประจำวันและที่ทำงาน

กิจกรรมประจำวันของทุกคนเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวในอวกาศ นอกจากนี้เขาไม่เพียง แต่เดินเท่านั้น แต่ยังเดินทางโดยการขนส่งอีกด้วย

ในระหว่างการเคลื่อนไหวแต่ละครั้ง จะเกิดการกระจายประจุไฟฟ้าสถิตซ้ำ ซึ่งเปลี่ยนสมดุลของสมดุลภายในระหว่างอะตอมและอิเล็กตรอนของสารแต่ละชนิด มันเกี่ยวข้องกับกระบวนการไฟฟ้า การก่อตัวของไฟฟ้าสถิตย์

ในของแข็ง การกระจายของประจุเกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน และในของเหลวและก๊าซ ทั้งอิเล็กตรอนและไอออนที่มีประจุ สิ่งเหล่านี้รวมกันสร้างความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นได้

สาเหตุของการเกิดไฟฟ้าสถิตย์

ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดของการรวมตัวกันของแรงสถิตจะอธิบายที่โรงเรียนในบทเรียนแรกของฟิสิกส์เมื่อพวกเขาถูแก้วและแท่งไม้มะเกลือบนผ้าขนสัตว์และแสดงให้เห็นถึงแรงดึงดูดของกระดาษชิ้นเล็ก ๆ

ประสบการณ์ของการเบี่ยงเบนกระแสน้ำบาง ๆ ภายใต้การกระทำของประจุไฟฟ้าสถิตที่เข้มข้นบนแท่งไม้มะเกลือก็เป็นที่รู้กันเช่นกัน

ในชีวิตประจำวัน ไฟฟ้าสถิตมักปรากฏตัวบ่อยที่สุด:

• เมื่อสวมเสื้อผ้าขนสัตว์หรือผ้าใยสังเคราะห์

• เดินในรองเท้าพื้นยางหรือถุงเท้าทำด้วยผ้าขนสัตว์บนพรมและผ้าบาตัม

• การใช้สิ่งของพลาสติก

สถานการณ์แย่ลงโดย:

• อากาศแห้งในอาคาร

• ผนังคอนกรีตเสริมเหล็กซึ่งสร้างอาคารหลายชั้น

วิธีสร้างแบบคงที่

โดยปกติร่างกายประกอบด้วยอนุภาคบวกและลบจำนวนเท่าๆ กัน ซึ่งเป็นสาเหตุที่สร้างสมดุลขึ้นภายในร่างกาย เพื่อให้มั่นใจว่ามีสถานะเป็นกลาง เมื่อถูกรบกวน ร่างกายจะได้รับประจุไฟฟ้าจากสัญญาณบางอย่าง

สถิต หมายถึง ภาวะหยุดนิ่งเมื่อร่างกายไม่เคลื่อนไหว โพลาไรเซชันสามารถเกิดขึ้นได้ภายในสารของมัน—การเคลื่อนที่ของประจุจากส่วนหนึ่งไปยังอีกส่วนหนึ่งหรือการถ่ายเทจากวัตถุใกล้เคียง

การเกิดไฟฟ้าของสารเกิดขึ้นเนื่องจากการได้มา การกำจัด หรือการแยกประจุ เมื่อ:

• ปฏิสัมพันธ์ของวัสดุเนื่องจากแรงเสียดทานหรือแรงหมุน

• อุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็ว

• การฉายรังสีในรูปแบบต่างๆ

• แยกหรือตัดร่างกาย

ค่าไฟฟ้า กระจายบนพื้นผิวของวัตถุหรือที่ระยะห่างจากวัตถุในระยะทางระหว่างอะตอม สำหรับวัตถุที่ไม่มีเหตุผลพวกมันจะกระจายไปทั่วพื้นที่ของชั้นสัมผัสและสำหรับวัตถุที่เชื่อมต่อกับพื้นดินพวกมันจะไหลลงมา

การได้รับประจุไฟฟ้าสถิตจากร่างกายและการระบายออกจะเกิดขึ้นพร้อมกัน พลังงานไฟฟ้าจะเกิดขึ้นเมื่อร่างกายได้รับพลังงานที่มีศักยภาพมากกว่าที่ใช้ในสภาพแวดล้อมภายนอก

ข้อสรุปเชิงปฏิบัติดังต่อไปนี้จากตำแหน่งนี้: เพื่อป้องกันร่างกายจากไฟฟ้าสถิตย์ จำเป็นต้องระบายประจุที่เกิดขึ้นจากร่างกายไปยังวงจรสายดิน

วิธีการประมาณค่าไฟฟ้าสถิตย์

สารทางกายภาพ ตามความสามารถในการสร้างประจุไฟฟ้าของสัญญาณต่าง ๆ เมื่อมีปฏิสัมพันธ์โดยการเสียดสีกับวัตถุอื่น บางส่วนของพวกเขาแสดงในภาพ

ข้อเท็จจริงต่อไปนี้สามารถอ้างถึงเป็นตัวอย่างของการโต้ตอบ:

• การเดินในถุงเท้าขนสัตว์หรือรองเท้าที่มีพื้นยางบนพรมแห้งสามารถชาร์จร่างกายมนุษย์ได้สูงถึง 5 ÷ -6 kV;

• ร่างกายของรถที่เคลื่อนที่บนถนนแห้งจะได้รับศักยภาพสูงถึง 10 kV

• สายพานขับเคลื่อนที่หมุนรอกจะถูกชาร์จที่ 25kV

อย่างที่คุณเห็น ศักยภาพของไฟฟ้าสถิตมีค่าสูงมากแม้ในสภาวะภายในประเทศ แต่สิ่งนี้ไม่ได้ทำร้ายเรามากนักเนื่องจากไม่มีพลังงานมากนักและการคายประจุผ่านความต้านทานสูงของแผ่นสัมผัสและวัดเป็นมิลลิแอมป์หรือมากกว่านั้นเล็กน้อย

นอกจากนี้ความชื้นในอากาศยังลดลงอย่างมาก ผลกระทบต่อปริมาณความเครียดของร่างกายเมื่อสัมผัสกับวัสดุต่างๆ แสดงไว้ในกราฟ

จากการวิเคราะห์ของเขาสรุปได้ดังนี้: ในสภาพแวดล้อมที่ชื้น ไฟฟ้าสถิตย์จะปรากฏน้อยลง ดังนั้นจึงมีการใช้มอยเจอร์ไรเซอร์หลายชนิดเพื่อต่อสู้กับมัน

ในธรรมชาติ ไฟฟ้าสถิตอาจมีปริมาณมากเมื่อเมฆเคลื่อนตัวในระยะทางไกล ศักยภาพที่สำคัญจะสะสมระหว่างกันซึ่งแสดงออกมาโดยสายฟ้า พลังงานที่มากพอที่จะแยกต้นไม้อายุหนึ่งศตวรรษตามลำต้นหรือเผาอาคารที่อยู่อาศัย

เมื่อไฟฟ้าสถิตย์ถูกปล่อยออกมาในชีวิตประจำวัน เราจะรู้สึก "บีบนิ้ว" ของนิ้วมือ เห็นประกายไฟที่ปล่อยออกมาจากสิ่งของที่ทำด้วยขนสัตว์ รู้สึกถึงพลังงานและประสิทธิภาพที่ลดลง กระแสที่ร่างกายของเราสัมผัสในชีวิตประจำวันส่งผลเสียต่อสุขภาพ สภาวะของระบบประสาท แต่ไม่ก่อให้เกิดความเสียหายที่มองเห็นได้ชัดเจน

ผู้ผลิตอุปกรณ์ตรวจวัดทางอุตสาหกรรมผลิตอุปกรณ์ที่ช่วยให้คุณกำหนดขนาดของแรงดันไฟฟ้าของประจุไฟฟ้าสถิตสะสมได้อย่างแม่นยำทั้งบนกล่องอุปกรณ์และในร่างกายมนุษย์

วิธีป้องกันตัวเองจากไฟฟ้าสถิตในบ้าน

เราแต่ละคนควรเข้าใจกระบวนการที่ทำให้เกิดการปลดปล่อยไฟฟ้าสถิตที่เป็นภัยคุกคามต่อร่างกายของเรา พวกเขาจะต้องเป็นที่รู้จักและจำกัด เพื่อจุดประสงค์นี้จึงมีการดำเนินกิจกรรมด้านการศึกษาต่าง ๆ รวมถึงรายการโทรทัศน์ยอดนิยมสำหรับประชากร

ด้วยความช่วยเหลือของวิธีการที่มีอยู่วิธีการสร้างความตึงเครียดแบบสถิตหลักการของการวัดและวิธีการดำเนินการตามมาตรการป้องกันจะแสดงขึ้น

ตัวอย่างเช่น เมื่อพิจารณาถึงผลกระทบของไทรโบอิเล็กทริก ควรใช้หวีไม้ธรรมชาติในการหวีผม ไม่ควรหวีผมด้วยโลหะหรือพลาสติกอย่างที่คนส่วนใหญ่ทำ ไม้มีคุณสมบัติเป็นกลางและไม่ก่อให้เกิดประจุเมื่อถูลงบนเส้นผม

เพื่อขจัดศักย์ไฟฟ้าสถิตย์ออกจากตัวรถเมื่อขับบนถนนแห้ง จะใช้แถบป้องกันไฟฟ้าสถิตย์แบบพิเศษที่ติดอยู่ด้านล่าง มีจำหน่ายหลากหลายประเภท

หากไม่มีการป้องกันดังกล่าวในรถ ศักย์ไฟฟ้าจะถูกลบออกโดยการต่อลงดินในระยะสั้นของเคสโดยใช้วัตถุที่เป็นโลหะ เช่น กุญแจสตาร์ทรถ เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่ต้องปฏิบัติตามขั้นตอนนี้ก่อนเติมน้ำมัน

เมื่อประจุไฟฟ้าสถิตย์สะสมบนเสื้อผ้าที่ทำจากวัสดุสังเคราะห์ สามารถขจัดออกได้โดยการบำบัดไอน้ำจากภาชนะพิเศษที่มีส่วนประกอบป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ โดยทั่วไป ควรใช้ผ้าประเภทนี้ให้น้อยลงและสวมใส่วัสดุจากธรรมชาติ เช่น ผ้าลินินหรือผ้าฝ้าย

รองเท้าพื้นยางยังช่วยเพิ่มพลัง ก็เพียงพอที่จะใส่พื้นรองเท้าป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่ทำจากวัสดุธรรมชาติเนื่องจากผลเสียต่อร่างกายจะลดลง

มีการกล่าวถึงอิทธิพลของลักษณะอากาศแห้งของอพาร์ทเมนต์ในเมืองในฤดูหนาวแล้ว เครื่องทำความชื้นแบบพิเศษหรือแม้แต่ผ้าชุบน้ำชิ้นเล็กๆ ที่วางบนของใช้ในบ้านช่วยปรับปรุงสิ่งแวดล้อมและลดการเกิดไฟฟ้าสถิตย์ แต่การทำความสะอาดแบบเปียกภายในอาคารเป็นประจำจะช่วยให้คุณกำจัดอนุภาคไฟฟ้าและฝุ่นละอองได้ทันท่วงที นี่เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการป้องกันตัวเอง

เครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนยังสะสมประจุไฟฟ้าสถิตบนกล่องระหว่างการใช้งาน ระบบพันธะ equipotential ที่เชื่อมต่อกับกราวด์ทั่วไปของวงจรอาคารได้รับการออกแบบมาเพื่อลดผลกระทบแม้แต่อ่างอาบน้ำอะคริลิกแบบธรรมดาหรือโครงสร้างเหล็กหล่อเก่าที่มีเม็ดมีดแบบเดียวกันก็ยังเกิดไฟฟ้าสถิตได้และต้องได้รับการปกป้องด้วยวิธีนี้

มีการป้องกันไฟฟ้าสถิตย์อย่างไรในการผลิต?

ปัจจัยที่ทำให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ลดลง

การปล่อยประจุที่เกิดขึ้นในการผลิตวัสดุเซมิคอนดักเตอร์อาจก่อให้เกิดอันตรายอย่างใหญ่หลวง ขัดขวางคุณสมบัติทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ หรือแม้กระทั่งปิดการใช้งานโดยสิ้นเชิง

ในการตั้งค่าการผลิต การกำจัดสามารถทำได้โดยพลการและขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ หลายประการ:

• ค่าของความจุที่ได้รับ

• ศักยภาพพลังงาน

• ความต้านทานไฟฟ้าของหน้าสัมผัส

• ประเภทของชั่วคราว

• อุบัติเหตุอื่นๆ.

ในกรณีนี้ ที่เวลาเริ่มต้นในลำดับสิบนาโนวินาที กระแสไฟที่ปล่อยออกมาจะเพิ่มขึ้นสูงสุดแล้วลดลงภายใน 100–300 ns

ลักษณะของการเกิดไฟฟ้าสถิตบนอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ผ่านร่างกายของผู้ปฏิบัติงานแสดงอยู่ในภาพถ่าย

ขนาดของกระแสได้รับผลกระทบจาก: ความจุของประจุที่สะสมโดยบุคคล, ความต้านทานของร่างกายและแผ่นสัมผัส

ในการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า การปล่อยไฟฟ้าสถิตสามารถสร้างขึ้นได้โดยไม่ต้องมีการแทรกแซงของผู้ปฏิบัติงาน เนื่องจากการก่อตัวของหน้าสัมผัสผ่านพื้นผิวที่ต่อลงดิน

ในกรณีนี้ กระแสไฟที่ปล่อยออกมาจะได้รับผลกระทบจากความจุของประจุที่สะสมโดยเคสอุปกรณ์และความต้านทานของแผ่นสัมผัสที่ขึ้นรูป ในกรณีนี้ ศักย์ไฟฟ้าแรงสูงที่เหนี่ยวนำและกระแสไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาพร้อมกันจะส่งผลต่อเซมิคอนดักเตอร์ในทันทีเริ่มต้น

เนื่องจากเอฟเฟกต์ที่ซับซ้อน ความเสียหายสามารถ:

1.โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อประสิทธิภาพขององค์ประกอบลดลงจนใช้งานไม่ได้

2. ซ่อนเร้น — โดยการลดพารามิเตอร์เอาต์พุต บางครั้งก็ตกอยู่ในลักษณะเฉพาะของโรงงานที่กำหนดไว้

ความผิดปกติประเภทที่สองนั้นตรวจจับได้ยาก: ส่วนใหญ่มักจะส่งผลต่อการสูญเสียประสิทธิภาพการทำงานในระหว่างการทำงาน

ตัวอย่างของความเสียหายดังกล่าวจากการกระทำของแรงดันไฟฟ้าสถิตย์สูงแสดงโดยแผนผังการเบี่ยงเบนของลักษณะโวลต์-แอมแปร์ที่ใช้กับไดโอด KD522D และวงจรรวม KR1005VI1 LSI

เส้นสีน้ำตาลหมายเลข 1 แสดงพารามิเตอร์ของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ก่อนการทดสอบด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น และเส้นโค้งหมายเลข 2 และ 3 แสดงการลดลงภายใต้อิทธิพลของศักยภาพการเหนี่ยวนำที่เพิ่มขึ้น ในกรณีที่ #3 มีผลกระทบที่ใหญ่กว่า

ความเสียหายอาจเกิดจากการกระทำโดย:

• แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำสูงเกินไปที่ทำลายชั้นอิเล็กทริกของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์หรือทำลายโครงสร้างผลึก

• ความหนาแน่นกระแสสูงทำให้อุณหภูมิสูงนำไปสู่การหลอมละลายของวัสดุและการเผาไหม้ของชั้นออกไซด์

• การทดสอบการฝึกอบรมความร้อนไฟฟ้า

ความเสียหายแฝงอาจส่งผลต่อการทำงานไม่ได้ทันที แต่หลังจากทำงานหลายเดือนหรือหลายปี

วิธีการดำเนินการป้องกัน ESD ในการผลิต

ขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์อุตสาหกรรม มีการใช้วิธีใดวิธีหนึ่งต่อไปนี้เพื่อรักษาความสามารถในการทำงานหรือใช้ร่วมกัน:

1. ขจัดการก่อตัวของประจุไฟฟ้าสถิต

2. ปิดกั้นทางเข้าสถานที่ทำงาน

3. เพิ่มความต้านทานของอุปกรณ์และอุปกรณ์เสริมต่อการปลดปล่อย

วิธีที่ # 1 และ # 2 ช่วยให้คุณสามารถปกป้องอุปกรณ์ต่าง ๆ กลุ่มใหญ่ในคอมเพล็กซ์และใช้ # 3 สำหรับอุปกรณ์แต่ละเครื่อง

ประสิทธิภาพสูงในการบำรุงรักษาความสามารถในการทำงานของอุปกรณ์ทำได้โดยการวางไว้ในกรงฟาราเดย์ ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ล้อมรอบทุกด้านด้วยตาข่ายโลหะละเอียดที่เชื่อมต่อกับกราวด์ลูป สนามไฟฟ้าภายนอกไม่ทะลุเข้าไปข้างในและมีแม่เหล็กสถิตอยู่

สายเคเบิลหุ้มฉนวนทำงานบนหลักการนี้

การป้องกันการกระทำแบบคงที่ถูกจัดประเภทตามหลักการของ:

• ทางกายภาพและทางกล

• เคมี;

• อย่างสร้างสรรค์และเทคโนโลยี

สองวิธีแรกช่วยให้คุณสามารถป้องกันหรือลดการก่อตัวของประจุไฟฟ้าสถิตและเพิ่มความเร็วในการระบายน้ำ วิธีที่สามปกป้องอุปกรณ์จากผลกระทบของประจุ แต่ไม่ส่งผลต่อการระบายน้ำ

คุณสามารถปรับปรุงการระบายของเสียได้โดย:

• สร้างมงกุฎ

• การเพิ่มการนำไฟฟ้าของวัสดุที่สะสมประจุ

แก้ปัญหาเหล่านี้:

• อากาศแตกตัวเป็นไอออน

• พื้นผิวการทำงานเพิ่มขึ้น

• การเลือกใช้วัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าเชิงปริมาตรที่ดีที่สุด

ต้องขอบคุณการใช้งานของพวกเขา ทางหลวงที่เตรียมไว้ล่วงหน้าถูกสร้างขึ้นเพื่อนำประจุไฟฟ้าสถิตเข้าสู่วงจรกราวด์ ไม่รวมผลกระทบต่อองค์ประกอบการทำงานของอุปกรณ์ ในกรณีนี้จะพิจารณาว่าความต้านทานไฟฟ้าทั้งหมดของเส้นทางที่สร้างขึ้นไม่ควรเกิน 10 โอห์ม

หากวัสดุมีความต้านทานสูง การป้องกันจะทำด้วยวิธีอื่น มิฉะนั้น ประจุจะเริ่มสะสมบนพื้นผิว ซึ่งสามารถระบายออกได้เมื่อสัมผัสกับพื้น

ตัวอย่างของการใช้การป้องกันไฟฟ้าสถิตที่ซับซ้อนในที่ทำงานสำหรับผู้ปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษาและการปรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แสดงในภาพถ่าย

พื้นผิวของโต๊ะเชื่อมต่อกับสายดินด้วยสายเชื่อมต่อและแผ่นนำไฟฟ้าโดยใช้ขั้วต่อพิเศษ ผู้ปฏิบัติงานสวมเสื้อผ้าพิเศษ สวมรองเท้าที่มีพื้นนำไฟฟ้า และนั่งบนเก้าอี้ที่มีที่นั่งพิเศษ มาตรการทั้งหมดนี้ทำให้สามารถกำจัดประจุที่สะสมบนพื้นดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เครื่องสร้างประจุไอออนในอากาศที่ใช้งานได้จะควบคุมความชื้น ลดการเกิดไฟฟ้าสถิตย์ เมื่อใช้งานจะต้องคำนึงถึงว่าปริมาณไอน้ำในอากาศที่เพิ่มขึ้นส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์ ดังนั้นพวกเขาจึงพยายามรักษาไว้ประมาณ 40%

นอกจากนี้ วิธีที่มีประสิทธิภาพอาจเป็นการระบายอากาศปกติของห้องหรือการใช้ระบบระบายอากาศในห้อง เมื่ออากาศผ่านตัวกรอง แตกตัวเป็นไอออนและผสมกัน จึงมั่นใจได้ว่าประจุที่เป็นผลลัพธ์จะเป็นกลาง

เพื่อลดศักยภาพที่ร่างกายสร้างขึ้น สร้อยข้อมือสามารถใช้เสริมชุดเสื้อผ้าและรองเท้าที่ป้องกันไฟฟ้าสถิตได้ ประกอบด้วยแถบนำไฟฟ้าที่ติดกับไหล่ด้วยหัวเข็มขัด หลังเชื่อมต่อกับสายดิน

ด้วยวิธีนี้กระแสที่ไหลผ่านร่างกายมนุษย์จะถูก จำกัด ค่าไม่ควรเกินหนึ่งมิลลิแอมป์ ค่าที่มากขึ้นอาจทำให้เกิดความเจ็บปวดและการบาดเจ็บทางไฟฟ้า

ในระหว่างการปล่อยประจุลงสู่พื้นเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าอัตราการคายประจุในหนึ่งวินาทีวัสดุปูพื้นที่มีความต้านทานไฟฟ้าต่ำใช้เพื่อจุดประสงค์นี้

เมื่อทำงานกับบอร์ดเซมิคอนดักเตอร์และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ จะมีการป้องกันความเสียหายจากไฟฟ้าสถิตด้วย:

• บังคับให้ผ่านขั้วของกระดานอิเล็กทรอนิกส์และบล็อกระหว่างการตรวจสอบ

• โดยใช้เครื่องมือและหัวแร้งที่มีหัวต่อสายดิน

ภาชนะบรรจุของเหลวไวไฟที่อยู่บนยานพาหนะถูกต่อลงดินด้วยสายโซ่โลหะ แม้แต่ส่วนลำตัวของเครื่องบินก็มีการติดตั้งสายเคเบิลโลหะซึ่งทำหน้าที่ป้องกันไฟฟ้าสถิตระหว่างการลงจอด