SEMINARSKI RAD br. 1

POJAVA STATIČKOG ELEKTRICITETA

Pula, travanj 2023.

1. Što je to statički elektricitet?

Elektricitet, općenito, je svojstvo materije koje potječe od viška pozitivnih ili negativnih električnih naboja. Ako se stakleni štap tare o svilu i primakne komadićima papira, privlači ih, ali ih, kad ga dotaknu, odbija. Isto se događa kad se umjesto staklenog štapa uzme štap bilo kojeg materijala (npr. smola, sumpor, kaučuk, PVC), a umjesto svile npr. koža, krzno, platno. Još u antičko vrijeme zapažena je ta pojava kod jantara natrtog krpom. Engleski je liječnik W. Gilbert 1600. g., prema grč. nazivu za jantar, nazvao natrte predmete s opisanim svojstvima corpora electrica.

Količina naboja pohranjena na nekom objektu određuje se pomoću formule

q = C * V

gdje je C kapacitet tog objekta, a V el. potencijal. Količina naboja izražava se jedinicom Coulomb. Obično govorimo o elektrostatskom potencijalu objekta, a on se izražava Voltima.

U realnom svijetu, međutim, na količinu akumuliranog naboja utječu još i brojni drugi faktori: kontaktna površina, brzina razdvajanja naboja, relativna vlažnost, itd.

2. Kako nastaje statički elektricitet?

Čovjek je kao samostalna jedinka električki neutralan pa je onda prirodno zapitati se otkud statički elektricitet na njemu. Najčešći izvor statičkog elektriciteta jest odjeća koju nosimo, ako je napravljena iz sintetičkih vlakana (poliester, najlon, akril, ...). Statički elektricitet lako nastaje prilikom trljanja odjeće o tijelo ili drugi odjevni predmet.Nadalje, neki predmeti u kući (tepisi, zavjese, plastični ili plastikom obrađeni namještaj, audio uređaji, ...) mogu na svojoj površini akumulirati i nekoliko tisuća volti statičkog elektriciteta.Slijedeća tablica pokazuje najčešće vrijednosti el. potencijala akumuliranog naboja pri određenim aktivnostima (podaci vrijede za relativne vlažnosti 60 - 90%; pri manjoj vlažnosti vrijednosti potencijala se uvišestručuju - i do nekoliko desetaka tisuća volti):

Hodanje tepihom 1500 V

Hodanje preko vinilnih pločica 250 V

Radnik za benchom 100 V

Polvinilna vrećica pokupljena sa bencha 1200 V

Stolica napravljena od uretana 1500 V

http://web.zpr.fer.hr

Za korisnike računala je najzanimljivije upravo prisutnost statičkog elektriciteta u njihovoj okolini, prilikom rada za računalom. On se jednostavno generira prolaskom el. struje kroz kablove i žice koje su nam u bizini. Jedan računalni operater je bio doslovno zbačen sa stolice snagom pražnjenja statičkog napona prilikom uključivanja računala .Monitor, kao nezamjenjiv dio računalne opreme, najveći je "proizvođač" statičkog elektriciteta. To se ponajprije vidi po količini prašine koju na sebe privlači. Prašina nije, na žalost, samo estetski problem, a osim nje postoje i mnogo ozbiljnije posljedice prisutnosti statičkog elektriciteta.

Statički elektricitet je jedna vrsta električne energije koja za razliku od električne struje miruje,a definiran je kao električni naboj uzrokovan neravnotežom elektrona na površini materijala. Neravnoteža elektrona proizvodi električno polje koje može biti mjereno i može utjecati na druge objekte u okolini.

Kontroliranje elektrostatskog izboja počinje razumijevanjem kako on nastaje. Elektrostatski naboj se u većini slučajeva stvara dodirom i odvajanjem dva slična ili različita materijala.

Atom materijala bez statičkog naboja ima jednak broj pozitivnih protona u jezgri i negativnih elektrona u orbiti oko jezgre.Na slici, materijal A sastoji se od atoma sa jednakim brojem protona i elektrona. Materijal B se također sastoji od atoma (ali možda kvalitativno različitim) brojem protona i elektrona. Oba su materijala električki neutralni.

http://www.technick.net

Kada se dva materijala stave u položaj da se dodiruju, a onda se odvoje, negativno nabijeni elektroni prelaze iz površine jednog na površinu drugog materijala. Koji materijal gubi elektrone a koji dobiva ovisi o prirodi materijala.

Jedan je oblik statičkog elektriciteta posebno zanimljiv – munja.Oblaci postaju negativno nabijeni kada se kristali leda u njima taru jedni o druge. U međuvremenu se površina zemlje sve više pozitivno nabija (elektroni u oblacima odbijaju elektrone u zemlji). Oblaci postaju toliko jako nabijeni da elektroni preskoče s oblaka na zemlju. To izaziva pojavu velike iskre na nebu, odnosno pojavu munje.

www.index.hrwww.thesefleetingmoments.com

3. Utjecaj na čovjeka

Od svojih početaka ljudi (ljudska rasa) je živjela u direktnom kontaktu sa zemljinom površinom, tako da je ljudsko tijelo bilo prirodno uzemljeno. Početkom modernih vremena taj kontakt se postepeno smanjivao. Tako u današnje vrijeme koristimo sintetičke potplate na obući, živimo u stambenim zgradama tako da smo još više odvojeni od zemlje. Problem je tim veći što smo u isto vrijeme izloženi mnogostruko većim dozama djelovanja zračenja i statičkog elektriciteta tijekom cijelog dana. Kako se taj naboj ne može odvesti u zemlju on se kumulira u tijelu izazivajući brojne zdravstvene tegobe (nabrojane u odlomcima koji slijede).Te neprirodne slabe struje koje su sad prisutne u tijelu su direktna posljedica toga što je tijelo izolirano od zemlje. Zbog toga je u tijelu prisutan kronični stres. Prema rezultatima Američkog instituta za stres (American Institute of Stress) 75% svih posjeta liječnicima primarne zdravstvene zaštite je zbog zdravstvenih stanja uzrokovanih stresom. (Stres se opisuje kao stanje kontinuirane nervoze i opterećenosti zbog čega mišići postaju i ostaju napeti)

statički elektricitet ubrzava metabolizam kalcija, što ubrzava pojavu umora uzrokuje gubitak vitamina C zbog čega se podiže razina šećera u krvi, što vodi

daljnjem umaranju jedan je od uzročnika autonomne neravnoteže prilikom izbijanja elektriciteta nakupljenog u odjeći preko kože može doći do

oštećenja osjetljive kože (dermatitis) akumulirani elektricitet lako privlači čestice prljavštine, klice i bakterije, koje

uzrokuju neugodne tjelesne mirise i/ili daljnja oštećenja kože

statički elektricitet ometa djelovanje probavnih enzima ometa apsorpciju vitamina i minerala u krvotok ometa električke aktivnosti na razini stanice, što rezultira taloženjem proteinske

plazme oko stanice, što opet rezultira već dobro poznatim umorom, gubitkom energije i sl.

Stanje nazvano hiperosjetljivost na elektrostres (eng. Electrostress Hyper-sensitivity EHS) koristi se za opis situacije kad je osoba hiperosjetljiva na statički elektricitet i zagađenost elektricitetom u svom okolišu. Šok se promatra u toplom, hladnom, te uvjetima niske vlažnosti. Simptomi mogu varirati od blagih do vrlo jakih. Pod slabe bi spadali mišićna slabost/umor, nespretnost, suhoća očiju, problemi s pamćenjem, te problemi u ponašanju.

Bolest kretanja (eng. motion sickness) svima je dobro poznata i barem jednom u životu su je i sami doživjeli. Međutim, nije u pitanju kretanje koje je izaziva, već statički elektricitet. Prava bolest kretanja može se doživjeti na otvorenom moru na prekooceanskim brodovima, kao i na manjim brodicama, gdje se putnici tuže na glavobolje, mučninu i sl. Ipak, mornari i moreplovci, koji su često na moru, bili su bolesni jednom u životu i nikad više. S druge strane, bolest kretanja doživljava se svaki put prilikom putovanja autom ili avionom i ona je uzrokovana statičkim elektricitetom (koji se generira trljanjem ogromnih količina zračne mase o vanjski plašt aviona ili automobila). U ovom slučaju tablete protiv mučnine rijetko kad su djelotvorne. Zanimljiv je primjer vozača taksija, pilota i stjuardesa koji su bili prisiljeni odustati od svog posla zbog učestalih smetnji živčanog sustava uzrokovanih 'bolešću kretanja', tj. statičkim elektircitetom.

4. Korisne situacije

Znanstvenici smatraju da su u trenutku pojave pisama zaraženih antraxom 2001. g. mnoge spore bile uništene upravo zbog statičkog naboja i time spriječene daljnje zaraze. Do nabijanja je vjerojatno došlo prilikom obrade pisma u automatskom razvrstavaču.

5. Zaštita

Osnovna filozofija je u odvođenju elektriciteta vodičem, tj. uzemljenje objekata koji su skloni gomilanju statičkog elektriciteta i/ili ga stvaraju. Na tom principu rade tzv. eliminatori statičkog elektriciteta. Također, preporučuje se povišenje relativne vlažnosti u prostoriji u kojoj boravite i korištenje antistatičkih sprejeva i tekućina.

5.1. Eliminatori statičkog elektriciteta

Uzemljena traka oko zapešćaTraka oko zapešća prilagodljive duljine napravljena je od nehrđajućeg čelika, te je žicom povezana sa uzemljenjem izvan zgrade.Njena funkcija je da uzemljuje tijelo i na taj način štiti od djelovanja statičkog elektriciteta za vrijeme uporabe računala (tipično se u blizini nogu nalazi 4-5 električnih žica). Vrlo je praktična zbog svojih dimenzija i prenosivosti.

Uzemljene podloge za stolicu ili krevetIzgledaju poput obične tekstilne podloge, međutim napravljene su od vodljivog materijala koji omogućava odvođenje statičkog elektriciteta čime pridonose vašem boljem zdravlju.

Različiti filtri koji se montiraju na monitor uspješno otklanjaju bol i napetost u očima uzrokovanu statičkim elektricitetom, te, pored toga, poboljšavaju kvalitetu slike (smanjujući odbljesak) i sprečavaju gomilanje prašine .

Najbolju zaštitu (obaveznu i uobičajenu u industrijskoj proizvodnji elektroničkih komponenti) pružit će vam kombinacija navedenih pomagala.Na tržištu su dostupni i različiti sprejevi za otklanjanje statičkog elektriciteta koji se mogu pohvaliti učinkovitošću i jednostavnošću uporabe.

OSTALI WEB IZVORI:

http://www.itozen.com/milaine/thundertex_e.html

http://www.naturaltherapiesltd.co.nz/staticelectricity.html

http://www.naturaltherapiesltd.co.nz/staticelectricity.htm

http://www.justlogiclifescience.com.au/ber_tri_inf.html

 http://www.cutcat.com

http://www.redcorp.com/products