При контактных соприкосновениях нескольких разнородных веществ в результате различия распределения молекулярных и атомных сил может проявиться электризация, связанная с перераспределением электронов в твердых телах. У жидких и газообразных сред к тому же, дополнительно возникает перераспределение ионов.
В результате, на соприкасающихся поверхностях электрического слоя образуются площадки с разными, противоположными знаками зарядов, что создает разность потенциалов, которая способна усиливаться при разделении сред; ее величина зависит от свойств диэлектриков, силы соприкосновения, температуры, влажности и других факторов.
Величина разности потенциалов между статически заряженными телами может достигать около десятков и даже сотен киловольт.
Варианты образования цепи с человеком. Влияние статического электричества на человека может произойти при:
- контакте с металлическим оборудованием, изолированном от земли; - прикосновении к диэлектрическим материалам, имеющим статический заряд; - контактах заземленного металлического оборудования с человеком, имеющим статический заряд и находящемся на диэлектрическом основании.
Условия создания цепи. Статические заряды возникают при перемещениях диэлектриков относительно токопроводящих и не проводящих электрический ток материалов. Использование пластмасс в оборудовании с высоким электрическим сопротивлением значительно усиливает возможности формирования зарядов.
При перекачке жидкостей возникают высокие статические потенциалы, которые зависят от скорости движения, могут достигать нескольких киловольт - это необходимо учитывать.
В случае заправки автомобиля у металлического наконечника шланга накапливается заряд Qстат, который относительно земли создаст потенциал Uстат=Qстат/С, где величина С определяет значение емкости наконечника по отношению к земле (довольно маленькая величина).
Прикосновение человека к заряду может вызвать травмы, ожоги или пожар.
В среднем, электрическая емкость человека относительно земли составляет около 200 пФ. В то же время, при нахождении на линолеуме и при трении одежды о кожу на нем может появиться заряд энергии до 0,43 мДж, что создаст потенциал относительно земли (около 500 В). Если возникнет контакт с заземленным металлическим проводником, то произойдет стекание тока разряда от собственной емкости, который весьма неприятен.
Подобные токи стекания могут нанести вред электронике. Они недопустимы при работе с полярными транзисторами и микросхемами. Поэтому, пайку элементов, нередко производят с заземленным жалом паяльника или заземленным браслетом на руке монтажника.
Виды разрядов:
- между токопроводящими материалами при накоплении зарядов на диэлектрических телах (как пример - автомобили на резиновых шинах, металлические баки для закачки топлива и др.); - от заряженных диэлектриков на токопроводящее оборудование (диэлектрические трубопроводы и емкости, по которым перемещаются жидкие или сыпучие материалы); - от действия разницы потенциалов, накопленных зарядами между наружными и внутренними поверхностями диэлектрических конструкций (трубопроводы для пневмотранспорта или жидкостей и порошковых материалов); - в средах скольжения - от электризации силами трения твердых диэлектрических поверхностей.
Защита от статических зарядов. Снятие статического потенциала осуществляется:
- заземлением металлических конструкций; - введением в изоляционные материалы проводящих примесей для снижения сопротивления; - обливанием диэлектрических материалов токопроводящим жидкостями или повышением влажности среды.