¿Qué es la electricidad estática? Este es un voltaje estático. Conocimientos básicos de electricidad estática Formación de electricidad estática

La electricidad estática se produce debido a la retención de cargas en un campo electrostático sobre materiales dieléctricos. Afecta negativamente a la vida humana y al funcionamiento de los dispositivos eléctricos. La formación de chispas a partir de la electricidad estática contribuye a incendios y explosiones. La potencia energética es suficiente para encender mezclas de gas, aire y polvo.

Se puede acumular una carga de electricidad estática en el cuerpo de una persona si usa ropa de lana o fibras químicas. Un valor potencial de unos 7 julios no es peligroso para los humanos, pero puede provocar calambres y contracciones musculares. Y esto, a su vez, puede crear condiciones de lesiones en el trabajo, caídas desde una altura, etc.

La electricidad estática afecta negativamente el funcionamiento de los instrumentos de precisión, las comunicaciones por radio y provoca fallos de funcionamiento. Los trabajadores que están constantemente expuestos a la electricidad estática tienen más probabilidades de sufrir enfermedades cardiovasculares y del sistema nervioso.

Sólo la protección contra la electricidad estática puede reducir a cero o prevenir por completo la aparición de este fenómeno negativo.

Fuentes de electricidad estática.

• Acción de diversas radiaciones.
• Cambio repentino de temperatura.
• La interacción de los cuerpos entre sí durante el movimiento.

Este fenómeno tiene un impacto negativo y supone un peligro. La protección contra la electricidad estática le permite prevenir por completo o reducir significativamente su efecto.

En las condiciones cotidianas, a menudo se produce un campo estático en la piel de los animales, al quitarse ropa sintética, al peinarse, al usar zapatos de goma, al caminar sobre una alfombra con calcetines de lana o al utilizar productos de plástico.

El campo electrostático no amenaza la vida humana, la descarga produce una corriente débil que no es capaz de causar demasiado daño al cuerpo humano. Sólo puede crear cierta incomodidad. Para evitar este efecto, solo es necesario seguir algunas reglas simples: en climas helados y secos, no acaricie a los animales, quítese la ropa de lana más lentamente o trátela con un compuesto especial, y use un peine de madera o metal al peinarse. tu cabello.

La acumulación de energía electrostática se ve facilitada por:

• Muros de hormigón armado del edificio.
• El aire está demasiado seco.

Para los dispositivos electrónicos, la carga electrostática es el peor enemigo. Algunos elementos de los dispositivos electrónicos no son capaces de soportar los altos voltajes que se producen durante la descarga. Los elementos sensibles pueden fallar o degradar su desempeño.

Si los líquidos inflamables se exponen a un campo eléctrico, esto creará las condiciones para su ignición. Estos líquidos pueden acumular una carga estática cuando se transportan en tanques. Además, una carga surge de un mecanismo o de una persona que se acerca a él. Por lo tanto, en la producción industrial, donde hay líquidos inflamables, se presta mucha atención a la conexión a tierra de estructuras y mecanismos móviles. Para coser zapatos y ropa especial, en la producción también se utilizan tejidos especiales que no son capaces de acumular carga eléctrica.

Principio de operación

Averigüemos cómo se forma una carga estática. En estado normal, los cuerpos físicos tienen la misma cantidad de partículas negativas y positivas. Gracias a este equilibrio, se crea un estado neutral del cuerpo. Cuando se viola el estado neutral, el cuerpo recibe una carga eléctrica de un polo.

La estática es el estado de un cuerpo en reposo, cuando se encuentra sin movimiento. En la sustancia del cuerpo puede ocurrir polarización, que se expresa en el movimiento de cargas entre partes del cuerpo o desde un objeto cercano.

Las sustancias se electrifican debido a la separación de cuerpos, cambios de carga durante la fricción, cambios bruscos de temperatura e irradiación. Las cargas del campo eléctrico se encuentran en la superficie de un cuerpo o se alejan de la superficie a una distancia igual a la distancia interatómica. Si los cuerpos no están conectados a tierra, las cargas se concentran en el área de contacto y, si hay conexión a tierra, la carga ingresa al circuito de tierra.

Los procesos de acumulación de cargas y su drenaje ocurren al mismo tiempo. El cuerpo se electrifica si recibe una carga de energía mayor que la carga consumida. Como resultado, queda claro que la protección contra la electricidad estática debe descargar las cargas acumuladas al circuito de tierra.

Cantidad de electricidad estática

Todas las sustancias físicas tienen sus propias características en la escala triboeléctrica, dependiendo de su capacidad para crear cargas eléctricas de diferentes polos cuando se frotan. Las principales sustancias de este tipo se muestran en la figura.

Para tener una idea del tamaño de las cargas estáticas resultantes, consideremos varios ejemplos:

• La polea giratoria con la correa de transmisión puede cargar hasta 25.000 voltios.
• La carrocería de un automóvil que circula por una carretera seca puede recibir una carga de hasta 10.000 voltios.
• Una persona que usa calcetines de lana y camina sobre una alfombra seca puede acumular una carga en el cuerpo de hasta 6000 voltios.

Como resultado, queda claro que el voltaje del campo electrostático puede alcanzar niveles significativos incluso en la vida cotidiana. Esta carga no causa un daño significativo a una persona debido a su baja potencia. La descarga fluye a través de una gran resistencia y se calcula en varias fracciones de miliamperio.

La humedad del aire también reduce la carga electrostática. Afecta el valor del potencial del cuerpo durante el contacto con diferentes materiales. Por tanto, la protección contra la electricidad estática puede consistir en su uso.

En el medio natural existe electricidad estática que alcanza valores enormes. Por ejemplo, cuando las nubes se mueven entre ellas, surgen grandes potenciales energéticos, que se expresan en descargas de rayos. El poder de estas descargas es suficiente para quemar una casa de madera o partir el tronco de un árbol perenne.

En las condiciones cotidianas, durante las descargas de un campo electrostático, una persona siente pequeñas sensaciones de hormigueo en los dedos, se ven chispas por la fricción de la ropa de lana y el rendimiento de una persona disminuye. El campo electrostático afecta negativamente a la condición humana, pero no causa daños evidentes.

Existen instrumentos de medición que pueden medir con precisión el valor del potencial estático de la carga acumulada en el cuerpo humano y en el cuerpo de cualquier dispositivo.

Electricidad antiestática

Existen varios métodos de protección contra descargas de campos electrostáticos, tanto en la vida cotidiana como en condiciones industriales. Tienen sus diferencias. Echemos un vistazo más de cerca a cada uno de ellos.

Protección en casa

Toda persona debe presentar el peligro que suponen para el cuerpo las descargas estáticas. Es necesario conocerlos y poder limitarlos. Para solucionar este problema, se organizan diversos eventos para capacitar a las personas en métodos de protección, incluidos programas de televisión.

En estos eventos se explica de dónde y cómo procede el campo estático, los métodos para medirlo y los métodos para realizar trabajos preventivos. Por ejemplo, para evitar las sensaciones desagradables de un campo estático, es recomendable utilizar peines de madera en lugar de de plástico para peinarse. La madera tiene características neutras y no crea cargas de campo electrostático durante la fricción. En las tiendas puedes comprar fácilmente un peine de madera de cualquier forma y tipo.

Para evitar la formación de potencial estático en la carrocería del automóvil cuando se conduce sobre una superficie de carretera seca, se utilizan cintas antiestáticas especiales, que se fijan en la parte trasera del automóvil en la parte inferior de la carrocería. En la cadena minorista puede elegir fácilmente cualquier versión de dicha cinta.

Si el automóvil no está protegido de ninguna manera contra una posible descarga de la carga potencial acumulada, entonces el voltaje se puede eliminar conectando temporalmente a tierra la carrocería del automóvil conectándola a tierra a través de una parte metálica. Para hacer esto, puede usar la llave de encendido. Es imperativo aliviar la tensión antes de repostar gasolina el coche.

Cuando se forma una carga estática en la ropa hecha de fibras químicas, se recomienda utilizar Antiestático. Se trata de una lata de aerosol especial que se vende en las tiendas. Elimina la electricidad estática de la ropa, las telas y las fundas sintéticas de los asientos del automóvil, especialmente en invierno, cuando el aire es seco. Pero, para no utilizar diversos aerosoles y productos químicos, se recomienda usar ropa confeccionada con materiales naturales: algodón y lino.

Si los zapatos tienen suelas de goma, esto crea las condiciones para la acumulación de potencial de estrés. Para evitar que esto suceda, basta con colocar en los zapatos plantillas antiestáticas especiales, que están hechas de materiales naturales. Como resultado, el impacto negativo en una persona disminuirá.

El aire demasiado seco en los apartamentos de la ciudad en invierno contribuye a la acumulación de carga electrostática. Para ello existen dispositivos especiales: humidificadores de aire. Si no existe tal dispositivo, entonces bastará con una toallita húmeda grande que se debe colocar sobre la batería. Como resultado, el proceso de acumulación de carga disminuirá y la situación en el apartamento mejorará. También se recomienda realizar una limpieza húmeda con regularidad. Esto le permitirá eliminar el polvo y las áreas electrificadas de manera oportuna. Este método es el mejor.

Los aparatos eléctricos de la vida cotidiana también acumulan carga estática en la carcasa durante su funcionamiento. Para reducir el efecto de la carga estática, se instala un sistema de ecualización de potencial. Está conectado al circuito de tierra de toda la casa. Una bañera acrílica es susceptible a la acumulación de carga estática sobre ella y debe estar protegida por un sistema de ecualización de potencial. Incluso una bañera de hierro fundido con revestimiento acrílico también es susceptible a este fenómeno negativo.

Protección contra la electricidad estática en la producción.

En la producción industrial, se utilizan varios métodos para mantener la funcionalidad de los equipos:

• Incrementar la resistencia de dispositivos y equipos a descargas electrostáticas.
• Bloquear la penetración de carga en el lugar de trabajo.
• Prevenir la aparición de cargas electrostáticas.

Los dos últimos métodos permiten proteger muchos dispositivos, mientras que el primer método se utiliza sólo para determinados tipos de equipos.

Proporciona una alta protección contra descargas de campos estáticos y mantiene la funcionalidad del dispositivo. Se trata de una jaula de metal en forma de malla con una malla fina. La jaula encierra el equipo por todos lados. Está conectado al circuito de tierra. Los campos eléctricos no pasan dentro de la jaula y, al mismo tiempo, la jaula de Faraday no interfiere con el campo magnético estático. Los cables se protegen siguiendo el mismo principio equipándolos con una pantalla metálica.

La protección contra la electricidad estática se divide según los métodos de implementación:

• Estructurales y tecnológicas.
• Químico.
• Físico-mecánico.

Los dos últimos métodos permiten reducir la formación de cargas y aumentar la velocidad de su hundimiento en el suelo. El primer método protege los dispositivos de las cargas, pero no los desvía a tierra.

Puede optimizar la reducción de la carga electrostática de la siguiente manera:

• Aumento de la conductividad de los materiales.
• Creación de coronación.

Estos problemas se resuelven utilizando:

• Seleccionar materiales con buena conductividad volumétrica.
• Aumento de las superficies de trabajo.
• Ionización del espacio aéreo.

Para implementar estas tareas, se crean líneas para el flujo de cargas estáticas al suelo, sin pasar por los componentes de trabajo de los dispositivos. Si los materiales tienen alta resistencia, se utilizan otros métodos.

El mundo está formado por átomos. Se trata de pequeñas partículas con las que se construye nuestro cuerpo, los vaqueros en las piernas, el asiento del coche bajo el trasero y el smartphone con Lifehacker en la pantalla.

Dentro de los átomos hay elementos más pequeños: un núcleo de protones y neutrones, y electrones que orbitan a su alrededor. Los protones están cargados con un signo más, los electrones, con un signo menos.

Por lo general, un átomo tiene el mismo número de ventajas y desventajas, por lo que tiene carga cero. Pero a veces los electrones abandonan sus órbitas y son atraídos por otros átomos. La mayoría de las veces esto ocurre como resultado de la fricción.

El movimiento de electrones de un átomo a otro crea energía, que se llama electricidad. Si lo diriges a través de un cable u otro conductor, obtienes. Puede ver claramente su funcionamiento cuando carga su teléfono inteligente mediante un cable.

Con la electricidad estática es diferente. Es “perezoso”, no fluye y parece descansar en la superficie. Un objeto tiene carga positiva cuando le faltan electrones y carga negativa cuando tiene un exceso de electrones.

¿Cómo se manifiesta la electricidad estática?

1. Descarga eléctrica

Si se pone calcetines de lana limpios y secos en los pies y los frota sobre una alfombra de nailon, puede sufrir una descarga eléctrica.

Durante la fricción, los electrones saltarán de los calcetines a la alfombra y viceversa. Terminarán con cargas opuestas y querrán equilibrar el número de electrones.

Si la diferencia es lo suficientemente grande, obtendrá una chispa visible tan pronto como vuelva a tocar la alfombra con los dedos de los pies.

2. Atraer objetos

Los rayos caen sobre edificios altos, árboles y el suelo y provocan fallos en los equipos.

Cómo evitar la electricidad estática

1. Aumentar la humedad

El aire interior seco es el mejor amigo de la electricidad estática. Pero prácticamente no aparece si la humedad supera el 85%.

Para aumentar este indicador, realice periódicamente una limpieza húmeda y utilice humidificadores de aire.

Cuando la calefacción esté encendida, puedes poner un paño húmedo sobre el radiador para que el agua se evapore y forme aire.

2. Utiliza materiales naturales

La mayoría de los materiales naturales retienen la humedad, los sintéticos no. Por tanto, los primeros son menos susceptibles a la electricidad estática que los segundos.

Si te peinas con un peine de plástico, recibirán una carga estática y comenzarán a alejarse unos de otros, arruinando tu peinado. Esto se puede evitar utilizando accesorios de madera.

Lo mismo ocurre con los zapatos con suela de goma. Provoca la creación de electricidad estática en el cuerpo. Pero las plantillas fabricadas con materiales naturales neutralizan su efecto.

Las camisetas de algodón y la ropa confeccionada con otros tejidos naturales no generan electricidad estática. Un suéter artificial es todo lo contrario.

3. Utilice conexión a tierra

Con su ayuda, la electricidad estática se puede descargar al suelo. Esto se aplica no solo a los pararrayos, que redirigen la carga del rayo, sino también al trabajo con equipos eléctricos.

Cuando un técnico profesional abre una computadora portátil para quitar el polvo, siempre usa un cable de conexión a tierra especial sujeto a su mano: una pulsera antiestática.

Es necesario para evitar que la electricidad estática de sus manos llegue a los microcircuitos. De lo contrario, los dañará y, después de un tiempo, la computadora puede fallar.

El concepto de electricidad estática es familiar para todos en el curso de física de la escuela. La electricidad estática se produce cuando aparecen cargas en los conductores y en las superficies de diversos objetos. Aparecen como resultado de la fricción que se produce cuando los objetos entran en contacto.

¿Qué es la electricidad estática?

Todas las sustancias están formadas por átomos. Un átomo tiene un núcleo alrededor del cual hay igual número de electrones y protones. Son capaces de pasar de un átomo a otro. Al moverse, se forman iones negativos y positivos. Su desequilibrio conduce a la estática. La carga estática de los protones y electrones en un átomo es la misma, pero tiene diferente polaridad.

La estática aparece en la vida cotidiana. La descarga estática puede ocurrir con corrientes bajas pero voltajes altos. En este caso no hay peligro para las personas, pero la descarga sí es peligrosa para los aparatos eléctricos. Durante la descarga, se dañan microprocesadores, transistores y otros elementos del circuito.

Causas de la electricidad estática.

La estática ocurre bajo las siguientes condiciones:

• contacto o separación de dos materiales diferentes entre sí;
• cambios bruscos de temperatura;
• radiación, radiación UV, rayos X;
• operación de máquinas cortadoras de papel y máquinas cortadoras.

La estática a menudo ocurre durante o antes de una tormenta. Las nubes de tormenta, cuando se mueven a través de aire saturado de humedad, generan electricidad estática. La descarga se produce entre la nube y el suelo, entre nubes individuales. El dispositivo de pararrayos ayuda a conducir la carga hacia el suelo. Las nubes de tormenta crean un potencial eléctrico en los objetos metálicos que provocan descargas leves al tocarlos. El impacto no es peligroso para los humanos, pero una chispa poderosa puede provocar que algunos objetos se enciendan.

Cada residente ha escuchado repetidamente el choque que se escucha al quitarse la ropa, el impacto al tocar el auto. Esto es consecuencia de la aparición de estática. Se puede sentir una descarga eléctrica al cortar papel, peinar el cabello o verter gasolina. Los cargos gratuitos acompañan a una persona a todas partes. El uso de diversos dispositivos eléctricos aumenta su aparición. Se producen al verter y triturar productos sólidos, al bombear o verter líquidos inflamables, al transportarlos en cisternas, al enrollar papel, tejidos y películas.

La carga aparece como resultado de la inducción eléctrica. Durante la estación seca se crean grandes cargas eléctricas en las carrocerías metálicas de los automóviles. Una pantalla de televisión o un monitor de computadora se puede cargar exponiéndola a un haz creado en un tubo de rayos catódicos.

Daños y beneficios de la electricidad estática.

Muchos científicos e inventores intentaron utilizar carga estática. Se crearon unidades engorrosas, cuyos beneficios eran bajos. El descubrimiento de la descarga de corona por parte de los científicos resultó útil. Es ampliamente utilizado en la industria. Utilizando una carga electrostática, se pintan superficies complejas y los gases se limpian de impurezas. Todo esto está bien, pero también existen numerosos problemas. Las descargas eléctricas pueden ser muy poderosas. A veces pueden infectar a los humanos. Esto sucede tanto en casa como en el lugar de trabajo.

El daño de la electricidad estática se manifiesta en descargas de diversa potencia al quitarse un suéter sintético, salir de un automóvil, encender y apagar un procesador de alimentos y una aspiradora, una computadora portátil y un horno microondas. Estos golpes pueden ser perjudiciales.

Se produce electricidad estática, que afecta el funcionamiento de los sistemas cardiovascular y nervioso. Deberías protegerte de ello. La propia persona también suele ser portadora de cargos. Al entrar en contacto con las superficies de los aparatos eléctricos, estos se electrifican. Si se trata de un dispositivo de control y medición, el asunto puede terminar en su fallo.

La corriente de descarga aportada por una persona, con su calor, destruye las conexiones, rompe las pistas de los microcircuitos y destruye la película de los transistores de efecto de campo. Como resultado, el circuito queda inutilizable. En la mayoría de los casos, esto no sucede inmediatamente, sino en cualquier etapa durante el funcionamiento de la herramienta.

En las fábricas que procesan papel, plásticos y textiles, los materiales suelen comportarse incorrectamente. Se pegan entre sí, se adhieren a varios tipos de equipos, se repelen, acumulan mucho polvo y se enrollan incorrectamente en carretes o bobinas. La razón de esto es la aparición de electricidad estática. Dos cargas de igual polaridad se repelen. Otros, uno de los cuales tiene carga positiva y el otro cargada negativamente, se atraen entre sí. Los materiales cargados se comportan de la misma manera.

En imprentas y otros lugares donde se utilizan disolventes inflamables, puede producirse un incendio. Esto ocurre cuando el operador usa zapatos no conductores y el equipo no está conectado a tierra adecuadamente. La capacidad de encenderse depende de los siguientes factores:

• tipo de descarga;
• descargar energía;
• fuente de descarga estática;
• energía;
• la presencia de disolventes u otros líquidos inflamables en las proximidades.

Las descargas pueden ser de chispa, manuales o deslizantes. Una descarga de chispa proviene de una persona. El carpiano ocurre en partes puntiagudas del equipo. Su energía es tan baja que prácticamente no representa ningún riesgo de incendio. La descarga del cepillo deslizante se produce en láminas sintéticas, así como en materiales laminados con diferentes cargas en cada lado de la lámina. Presenta el mismo peligro que una descarga de chispa.

La letalidad es un tema importante para los expertos en seguridad. Si una persona se aferra a la bobina y se encuentra en la zona de tensión, su cuerpo también se cargará. Para eliminar la carga, asegúrese de tocar tierra o equipo conectado a tierra. Sólo entonces la carga irá al suelo. Pero la persona recibirá una descarga eléctrica fuerte o débil. El resultado son movimientos reflejos que a veces provocan lesiones.

Una estancia prolongada en una zona cargada provoca irritabilidad, disminución del apetito y falta de sueño en la persona.

El polvo se elimina del área de producción mediante ventilación. Se acumula en las tuberías y puede encenderse debido a una descarga de chispa estática.

Cómo eliminar la electricidad estática de una persona.

El medio más sencillo de protección contra esto es conectar a tierra el equipo. En condiciones de producción, se utilizan pantallas y otros dispositivos para este fin. En sustancias líquidas se utilizan disolventes y aditivos especiales. Se utilizan activamente soluciones antiestáticas. Se trata de sustancias de bajo peso molecular. Las moléculas del agente antiestático se mueven fácilmente y reaccionan con la humedad del aire. Debido a esta característica, se elimina la estática de una persona.

Si los zapatos del operador tienen suelas no conductoras, éste siempre debe tocar el suelo. Entonces el flujo de corriente estática hacia el suelo no se puede detener, pero la persona recibirá una descarga fuerte o débil. Sentimos el efecto de la corriente estática después de caminar sobre alfombras y tapetes. Los conductores que salen del coche reciben descargas eléctricas. Es fácil deshacerse de este problema: simplemente toque la puerta con la mano mientras está sentado. La carga fluirá hacia el suelo.

La ionización ayuda mucho. Esto se hace mediante una tira antiestática. Tiene muchas agujas fabricadas con aleaciones especiales. Bajo la influencia de una corriente de 4-7 kV, el aire circundante se descompone en iones. También se utilizan cuchillas de aire. Son una tira antiestática por la que se sopla aire y se limpia la superficie. Las cargas estáticas se forman activamente cuando se salpican líquidos con propiedades dieléctricas. Por lo tanto, para reducir el efecto de los electrones, no se debe permitir la caída del chorro.

Es recomendable utilizar linóleo antiestático en el suelo y limpiarlo con más frecuencia con productos químicos domésticos. En las empresas dedicadas al procesamiento de telas o papel, el problema de eliminar la estática se resuelve humedeciendo los materiales. El aumento de la humedad evita que se acumule electricidad dañina.

Para eliminar la estática, debes:

• humidificar el aire de la habitación;
• trate alfombras y tapetes con agentes antiestáticos;
• limpie los asientos del automóvil y de las habitaciones con toallitas antiestáticas;
• hidrata tu piel con más frecuencia;
• rechazar ropa sintética;
• usar zapatos con suela de cuero;
• Previene la aparición de estática en la ropa después del lavado.

Las flores de interior, una tetera hirviendo y dispositivos especiales hidratan bien la atmósfera. Los compuestos antiestáticos se venden en tiendas de productos químicos domésticos. Se rocían sobre la superficie de la alfombra. Puedes hacer un agente antiestático tú mismo. Para hacer esto, tome suavizante (1 tapa) y viértalo en una botella. Luego se llena el recipiente con agua limpia, que se rocía sobre la superficie de la alfombra. Los paños humedecidos con un agente antiestático neutralizan las cargas en la tapicería de los asientos.

Hidrata la piel con loción después de la ducha. Se limpian las manos varias veces al día. Debes cambiarte la ropa por ropa natural. Si se está cargando, trátelo con agentes antiestáticos. Se recomienda usar zapatos con suela de cuero o caminar descalzo por la casa. Antes de lavar, es recomendable espolvorear ¼ de taza de bicarbonato de sodio sobre tu ropa. Elimina descargas eléctricas y suaviza el tejido. Al enjuagar la ropa, puedes agregar vinagre (¼ de taza) a la máquina. Es mejor secar la ropa al aire libre.

Todas las medidas anteriores ayudan a neutralizar los problemas estáticos.

La gente se encuentra constantemente con la electricidad estática, o mejor dicho con sus manifestaciones (en el apartamento, en el coche, en el trabajo, etc.). Sin embargo, no muchos de nosotros hemos pensado seriamente en la naturaleza de su aparición, propiedades físicas, características y medios de protección contra la electricidad estática. Este artículo está dedicado a encontrar respuestas a estas preguntas.

¿Qué es la electricidad estática?

Para una molécula o átomo de cualquier sustancia, el estado de equilibrio es normal, es decir El número de partículas positivas (protones) y negativas (electrones) en un átomo es igual. Pero los electrones de una sustancia pueden moverse fácilmente (de diferentes maneras para diferentes materiales) de un átomo a otro, formando así una carga positiva (electrón faltante) o negativa (electrón excedente) del átomo. Es precisamente este desequilibrio en átomos y moléculas lo que forma un campo eléctrico estático. Estos campos son inestables y se descargan a la primera oportunidad.

GOST 17.1.018-79 “Electricidad estática. Intrínsecamente seguro" interpreta el término "electricidad estática" como la capacidad de las cargas eléctricas libres de surgir, persistir y relajarse en el volumen y en la superficie de semiconductores y dieléctricos.
Un "compañero" obligatorio del campo estático es el aire seco. Con niveles de humedad superiores al 80%, estos campos casi nunca se forman porque El agua es un excelente conductor y no permite que se acumule el exceso de electricidad en la superficie de los materiales.

Fuentes del campo estático y razones de su generación.

Todos recordamos del curso de física de nuestro colegio la experiencia con una varilla de ebonita, o un peine de plástico y un trozo de tela de lana. Después de frotar la varilla con un paño, logró atraer hacia sí trozos de papel finamente cortados.

La fricción de dos superficies es la fuente más común de campo estático. No es necesario frotar los dos materiales entre sí. Un campo estático puede surgir de un único contacto, por ejemplo al enrollar/desenrollar una cinta textil.

También las fuentes para generar un campo estático pueden ser:

• Cambios bruscos de temperatura;
• Altos niveles de radiación.

Un campo estático puede ser “autoadquirido” e “inducido”, es decir, recibido de otro objeto altamente electrificado sin contacto directo con él. Este método de "electrificación forzada" se llama inducción.

Todos conocemos bien el crujido eléctrico al quitarnos la ropa exterior o la “descarga eléctrica” de la carrocería del coche. Observamos y a menudo experimentamos los efectos de las descargas estáticas al peinar el cabello, cortar papel, echar gasolina, etc.

Un requisito previo para generar un campo eléctrico estático es la presencia de campos magnéticos. Por ello, cabe señalar que las cargas gratuitas nos rodean constantemente. Pero esto no es suficiente para una persona y utiliza activamente una gran cantidad de dispositivos eléctricos diferentes en su vida diaria y en su trabajo, aumentando así la "intensidad eléctrica" ​​general de su entorno de vida.

Ámbito de uso

Los instrumentos y aparatos electrostáticos, cuyo principio de funcionamiento se basaba en la fricción, nunca pudieron salir de los estantes de laboratorio y educativos, donde se utilizan principalmente como material de demostración.

Los intentos de utilizar campos estáticos para generar corriente eléctrica tampoco tuvieron mucho éxito. Los generadores Van Der Graaff y Felici, que fueron creados en los años 30 y 40 del siglo pasado, tampoco encontraron una amplia aplicación, porque Este equipo era bastante engorroso.

Además, su operación y mantenimiento eran muy costosos.

El descubrimiento de la descarga en corona, que se utiliza ampliamente en diversos campos de la industria, resultó muy útil desde el punto de vista de la aplicación industrial. En particular, con su ayuda se pueden limpiar gases de diversas impurezas y aplicar pintura sobre una superficie de cualquier configuración.

Problemas de electricidad estática

Hoy en día se presta mucha más atención a los problemas que son consecuencia directa del estrés electrostático acumulado. Las descargas eléctricas de diversa potencia pueden afectar a una persona, tanto en el hogar como en el trabajo.

Por ejemplo, un suéter confeccionado en tejido sintético, como consecuencia del roce con el respaldo de una silla o con el material de la ropa exterior, es capaz de acumular una secreción que “se hará sentir” al quitarlo. Golpea con mucha más fuerza cuando se toca la carrocería, que se ha electrificado por la fricción con el aire.

Cualquier dispositivo eléctrico, ya sea un procesador de alimentos, una computadora portátil, un monitor de computadora o una aspiradora, necesariamente lleva una carga electrostática, que "voluntariamente" se transfiere a una persona al entrar en contacto. Esta “transición” puede causar dolor o no, pero definitivamente es perjudicial para el cuerpo humano.

Los científicos han demostrado desde hace tiempo que la exposición a la electricidad estática supone un peligro para la salud humana, en particular para el sistema cardiovascular y nervioso central.

Proteccion

El GOST mencionado anteriormente analiza en detalle los métodos de protección contra la influencia de campos estáticos, el más simple de los cuales es la conexión a tierra confiable de los equipos.

¿Qué se puede hacer para proteger las instalaciones de una vivienda particular y de una nave industrial de campos estáticos?

Vídeo: cómo deshacerse de la electricidad estática.
https://www.youtube.com/watch?v=ls-hBlqJu9Y

Para proteger a las personas y los equipos de alta precisión de los efectos de la electricidad estática, en la producción se utilizan pantallas especiales y otros dispositivos electromecánicos. Para suprimir la electrificación en polímeros líquidos, se utilizan aditivos y disolventes especiales. Diversos agentes antiestáticos se utilizan ampliamente como protección contra la electricidad estática en la vida cotidiana y en la producción.

Se trata de sustancias químicas que tienen un bajo peso molecular, lo que permite que sus moléculas se muevan con facilidad y, además, reaccionen con la humedad atmosférica. La combinación de estas características les permite disipar fuentes de campos estáticos y aliviar el estrés estático de una persona.

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✪ Aprenda más sobre la carga eléctrica

✪ Electricidad estática. Raya eléctrica.

✪ ✅¿¡Qué pasa si descargas un MILLÓN DE VOLTIOS sobre una PERSONA!?!! ¿Se revelarán súper habilidades?

Subtítulos

Hola. En este episodio del canal TranslatorsCafe.com hablaremos sobre la carga eléctrica. Veremos ejemplos de electricidad estática y la historia de su estudio. Hablaremos de cómo se forman los rayos. También discutiremos el uso de la electricidad estática en tecnología y medicina y concluiremos nuestra historia con una descripción de los principios de medición de la carga y el voltaje eléctricos y los instrumentos que se utilizan para ello. Sorprendentemente, nos topamos con electricidad estática todos los días: cuando acariciamos a nuestro amado gato, nos peinamos o nos ponemos un suéter sintético. De modo que nosotros mismos nos convertimos inevitablemente en generadores de electricidad estática. Literalmente nos bañamos en él, porque vivimos en el fuerte campo electrostático de la Tierra. Este campo surge debido a que está rodeado por la ionosfera, la capa superior de la atmósfera, una capa que es conductora. La ionosfera se formó bajo la influencia de la radiación cósmica, principalmente del Sol, y tiene su propia carga. Mientras hacemos cosas cotidianas como calentar comida, no pensamos en absoluto en el hecho de que estamos usando electricidad estática cuando abrimos la válvula de suministro de gas de un quemador con encendido automático o acercamos un encendedor eléctrico. La carga eléctrica es una cantidad escalar que determina la capacidad de un cuerpo para ser fuente de campos electromagnéticos y participar en interacciones electromagnéticas. La unidad de carga del SI es el culombio (C). 1 colgante representa una carga eléctrica que pasa a través de la sección transversal de un conductor con una corriente de 1 A en 1 s. 1 culombio equivale aproximadamente a 6,242×10^18 e (e es la carga de un protón). La carga del electrón es 1,6021892(46) 10^–19 C. Tal carga se llama carga eléctrica elemental, es decir, la carga mínima que tienen las partículas elementales cargadas. Desde la infancia, instintivamente le tenemos miedo a los truenos, aunque en sí mismos son absolutamente seguros: es simplemente una consecuencia acústica de un rayo amenazador, causado por la electricidad estática atmosférica. Los marineros de la época de la flota de vela quedaron asombrados al observar las luces de San Telmo en sus mástiles, que también son una manifestación de la electricidad estática atmosférica. La gente dotó a los dioses supremos de las religiones antiguas con un atributo integral en forma de relámpago, ya sea el Zeus griego, el Júpiter romano, el Thor escandinavo o el Perun ruso. Han pasado siglos desde que la gente empezó a interesarse por la electricidad y, a veces, ni siquiera sospechamos que los científicos, habiendo sacado conclusiones reflexivas del estudio de la electricidad estática, nos están salvando de los horrores de los incendios y las explosiones. Hemos domesticado la electrostática apuntando pararrayos al cielo y equipando camiones cisterna de combustible con dispositivos de conexión a tierra que permiten que las cargas electrostáticas escapen de forma segura al suelo. Y, sin embargo, la electricidad estática sigue comportándose mal, interfiriendo con la recepción de señales de radio; después de todo, hasta 2000 tormentas eléctricas azotan la Tierra al mismo tiempo, lo que genera hasta 50 rayos por segundo. La electricidad estática se ha estudiado desde tiempos inmemoriales. El término "electrón" incluso se lo debemos a los antiguos griegos, aunque con esto querían decir algo ligeramente diferente: así llamaban al ámbar, que estaba perfectamente electrificado por la fricción. Desafortunadamente, la ciencia de la electricidad estática no estuvo exenta de víctimas: un científico ruso de origen alemán, Georg Wilhelm Richmann, murió durante un experimento a causa de un rayo, que es la manifestación más peligrosa de la electricidad estática atmosférica. En una primera aproximación, el mecanismo de formación de cargas en una nube de tormenta es en muchos aspectos similar al mecanismo de electrificación de un peine: la electrificación por fricción se produce de la misma manera. Los témpanos de hielo, formados a partir de pequeñas gotas de agua, enfriadas debido al transporte por corrientes de aire ascendentes hacia la parte superior y más fría de la nube, chocan entre sí. Los trozos de hielo más grandes tienen carga negativa y los trozos más pequeños, positivamente. Debido a la diferencia de peso, se produce una redistribución de los témpanos de hielo en la nube: témpanos grandes y más pesados ​​​​caen en la parte inferior de la nube y témpanos más pequeños y livianos se acumulan en la parte superior de la nube de tormenta. Aunque la nube en su conjunto permanece neutral, la parte inferior de la nube recibe una carga negativa y la parte superior recibe una carga positiva. Así como un peine electrificado atrae un globo al inducir una carga opuesta en el lado más cercano al peine, una nube de tormenta induce una carga positiva en la superficie de la Tierra. A medida que se desarrolla una nube de tormenta, las cargas aumentan, mientras que la intensidad del campo entre ellas aumenta, y cuando la intensidad del campo excede un valor crítico para las condiciones climáticas dadas, se produce una falla eléctrica del aire: una descarga de rayo. La humanidad está en deuda con Benjamin Franklin por la invención del pararrayos (sería más exacto llamarlo pararrayos), que salvó para siempre a la población de la Tierra de los incendios provocados por los rayos que caían sobre edificios. Por cierto, Franklin no patentó su invento, poniéndolo a disposición de toda la humanidad. Los rayos no siempre causaron solo destrucción: los mineros de los Urales determinaron la ubicación de los minerales de hierro y cobre precisamente por la frecuencia de los rayos en ciertos puntos del área. Entre los científicos que dedicaron su tiempo al estudio de los fenómenos de la electrostática, es necesario mencionar al inglés Michael Faraday, más tarde uno de los fundadores de la electrodinámica, y al holandés Pieter van Muschenbrouck, inventor del prototipo del condensador eléctrico, el famosa jarra de Leyden. Viendo carreras de DTM, IndyCar o Fórmula 1, ni siquiera sospechamos que los mecánicos llaman a los pilotos para cambiar neumáticos por neumáticos de lluvia, basándose en los datos del radar meteorológico. Y estos datos, a su vez, se basan precisamente en las características eléctricas de las nubes de tormenta que se aproximan. La electricidad electrostática es nuestra amiga y nuestra enemiga al mismo tiempo: a los ingenieros de radio no les gusta y se ponen pulseras de conexión a tierra cuando reparan placas de circuitos quemadas como resultado de la caída de un rayo cercano. En este caso, como regla general, fallan las etapas de entrada del equipo. Si el equipo de puesta a tierra está defectuoso, pueden provocar graves desastres provocados por el hombre con consecuencias trágicas: incendios y explosiones de fábricas enteras. Sin embargo, la electricidad estática ayuda a las personas con insuficiencia cardíaca aguda causada por contracciones convulsivas caóticas del corazón del paciente. Su funcionamiento normal se restablece pasando una pequeña descarga electrostática mediante un dispositivo llamado desfibrilador. Estos dispositivos se pueden ver en lugares donde hay mucha gente. La escena de un paciente que regresa de entre los muertos con la ayuda de un desfibrilador es una especie de clásico de cierto género cinematográfico. Cabe señalar que las películas tradicionalmente muestran un monitor con una señal de latido faltante y una línea recta siniestra, aunque en realidad el uso de un desfibrilador no suele ayudar si el corazón del paciente se ha detenido por completo. Sería útil recordar la necesidad de metalizar los aviones para protegerlos contra la electricidad estática, es decir, conectar todas las partes metálicas del avión, incluido el motor, en una estructura eléctricamente integral. Los descargadores de estática se instalan en las puntas de toda la cola del avión para drenar la electricidad estática que se acumula durante el vuelo debido a la fricción del aire contra el cuerpo del avión. Estas medidas son necesarias para proteger contra las interferencias causadas por la electricidad estática y garantizar un funcionamiento fiable del equipo de aviónica. Y lo más importante: los científicos han llegado a la conclusión de que probablemente debemos la aparición de la vida en la Tierra a la electricidad estática, o más precisamente a sus descargas en forma de rayos. Durante experimentos a mediados del siglo pasado, con el paso de descargas eléctricas a través de una mezcla de gases, cercana en composición gaseosa a la composición primaria de la atmósfera terrestre, se obtuvo uno de los aminoácidos, que es el "bloque de construcción". de nuestra vida. Para domesticar la electrostática es muy importante conocer la diferencia de potencial o tensión eléctrica, para cuya medición se inventaron unos instrumentos llamados voltímetros. El concepto de voltaje eléctrico fue introducido por el científico italiano del siglo XIX Alessandro Volta, que da nombre a esta unidad. Hubo un tiempo en que se utilizaban galvanómetros que llevaban el nombre del compatriota de Volta, Luigi Galvani, para medir la tensión electrostática. Desafortunadamente, estos dispositivos de tipo electrodinámico introdujeron distorsiones en las mediciones. Los científicos comenzaron a estudiar sistemáticamente la naturaleza de la electrostática a partir del trabajo del científico francés del siglo XVIII Charles Augustin de Coulomb. En particular, introdujo el concepto de carga eléctrica y descubrió la ley de interacción de cargas. La unidad de medida de la cantidad de electricidad, el culombio, lleva su nombre. Es cierto que, en aras de la justicia histórica, cabe señalar que años antes el científico inglés Lord Henry Cavendish se dedicó a esto; Desgraciadamente, escribió sobre la mesa y sus obras fueron publicadas por sus herederos sólo 100 años después. El trabajo de sus predecesores sobre las leyes de las interacciones eléctricas permitió a los físicos George Green, Carl Friedrich Gauss y Simeon Denis Poisson crear una teoría matemáticamente elegante que todavía utilizamos hoy. El principio fundamental de la electrostática es el postulado del electrón, una partícula elemental que forma parte de cualquier átomo y que se separa fácilmente de él bajo la influencia de fuerzas externas. Además, existen postulados sobre la repulsión de cargas similares y la atracción de cargas diferentes. El primer dispositivo de medición fue un simple electroscopio, inventado por Coulomb: dos láminas de lámina conductora de electricidad colocadas en un recipiente de vidrio. Desde entonces, los instrumentos de medición han evolucionado significativamente y ahora pueden medir diferencias en unidades de nanocoulomb. Utilizando instrumentos físicos especialmente precisos, el científico ruso Abram Ioffe y el físico estadounidense Robert Andrews Millikan, de forma independiente y casi al mismo tiempo, pudieron medir la carga eléctrica de un electrón. Hoy en día, con el desarrollo de las tecnologías digitales, han aparecido instrumentos ultrasensibles y de alta precisión con características únicas que, debido a la alta impedancia de entrada, casi no introducen distorsión en las mediciones. Además de medir el voltaje, estos dispositivos le permiten medir otras características importantes de los circuitos eléctricos, como la resistencia óhmica y la corriente que fluye en un amplio rango de medición. Los dispositivos más avanzados, llamados multímetros o, en la jerga profesional, testers por su versatilidad, también permiten medir la frecuencia de corriente alterna, la capacitancia de condensadores y probar transistores e incluso medir la temperatura. Como regla general, los dispositivos modernos tienen protección incorporada que no permite que el dispositivo se dañe si se usa incorrectamente. Son compactos, fáciles de manejar y seguros en su funcionamiento: cada uno de ellos pasa por una serie de pruebas de precisión, se prueba en condiciones operativas severas y recibe merecidamente un certificado de seguridad. ¡Gracias por su atención! Si te gustó este video, ¡no olvides suscribirte a nuestro canal!

Origen

La electrificación de dieléctricos por fricción puede ocurrir cuando dos sustancias diferentes entran en contacto debido a diferencias en las fuerzas atómicas y moleculares (debido a diferencias en el trabajo de liberación de electrones de los materiales). En este caso se produce una redistribución de electrones (en líquidos y gases, también iones) con la formación de capas eléctricas con signos iguales de carga eléctrica en las superficies de contacto. De hecho, los átomos y moléculas de una sustancia, que tienen una atracción más fuerte, arrancan electrones de otra sustancia, creando un movimiento de vórtice de los iones del medio en el que están confinados.

Se pueden formar descargas eléctricas debido a cierta conductividad eléctrica del aire húmedo. Cuando la humedad del aire es superior al 85%, prácticamente no se produce electricidad estática.