Защита от статического электричества в быту и на производстве

Примеры защиты от ESD

Основным компонентом множества электронных плат является микроконтроллер. У него, как правило, есть набор периферийных блоков, которые и являются связующим звеном со внешним миром. Например, широкую известность получили такие шины передачи данных, как USB, RS-232, Ethernet и их разъемы для подключения внешних устройств. Кроме этого, существуют разъемы для подключения аудио, карт памяти, а также всевозможные кнопки для выполнения определенных функций пользовательских программ. Все эти периферийные устройства должны иметь соответствующую защиту от статического электричества.

Рассмотрим несколько конкретных примеров. На рисунке 21 показана защита ESD для шины USB 2.0.

Рис. 21. Защита ESD для шины USB 2.0

Схема подключения USB-кабеля должна иметь в своем составе такое устройство, которое бы надежно защищало микроконтроллер от статического электричества и в то же самое время обладало низкой емкостью для обеспечения совместимости с глазковой диаграммой протокола USB. Устройство USBLC6 отлично подходит для этих задач, обеспечивая глазковую диаграмму, совместимую со стандартом USB 2.0 и выдерживая разряд ±15 кВ, согласно стандарту IEC61000-4-2. Рекомендации по схеме и внешнему виду печатной платы для USBLC6 могут быть найдены в референсном дизайне для микроконтроллера STM32L4.

На рисунке 22 показана схема подключения для RS-232.

Рис. 22. Защита ESD для шины RS-232

В этом примере, как и в примере для USB, нужно обеспечить две функции: защиту от статического электричества и удовлетворительные характеристики канала передачи данных. Для шины RS-232 используется защитное устройство ESDA14V2BP6, выполняющее обе функции. Рекомендации по схеме и внешнему виду печатной платы для ESDA14V2BP6 также могут быть найдены в референсном дизайне для микроконтроллера STM32L4.

На рисунке 23 показана схема подключения кнопок.

Рис. 23. Защита ESD для кнопок

Кнопки подсоединены к портам ввода/вывода микроконтроллера, поэтому защита кнопок от статического электричества фактически является защитой портов микроконтроллера. Несмотря на то, что кнопки выполнены из непроводящего материала, они чувствительны к статическому электричеству. ESDA5V3L выполняет функции защиты портов микроконтроллера от статического электричества

Помимо этого, данная диодная сборка совмещает два диода в одном корпусе, позволяя таким образом уменьшить общий размер печатной платы, что также важно. Рекомендации по трассировке и схемотехнике для кнопок приведены в референсном дизайне для микроконтроллера STM32L4

Рис. 24. Защита ESD для платы STM32MP1-DK2

На рисунке 24 показана плата STM32MP1-DK2 и специально выделены все компоненты, отвечающие за защиту от статического электричества. Как видно из рисунка, все периферийные устройства микропроцессора, включая порты ввода/вывода и разъем для подключения SD-карты, надежно защищены от статического электричества. Все эти меры по защите позволяют получить устройство, соответствующее стандарту IEC61000-4-2 на системном уровне.

Для легкого и эффективного подбора компонентов, необходимых для защиты от статического электричества, компания STMicroelectronics разработала специальное приложение PROTECTION FINDER, доступное как для Android, так и для IOS (рисунок 25). Это приложение имеет удобный графический интерфейс и позволяет всего за четыре шага выбора из меню подобрать нужное устройство защиты для конкретного приложения.

Рис. 25. Реквизиты приложения ST PROTECTION FINDER

Защита от статического электричества является необходимым элементом любого современного устройства. Для унификации требований по защите был разработан ряд стандартов, описывающих тесты для различных условий применения. Для соответствия данным стандартам необходимо использование специальных устройств и практик проектирования печатных плат. Все устройства производства STMicroelectronics проектируются с учетом самых жестких требований по защите от статического электричества. Кроме того, ряд дополнительных инструментов, таких как доступные примеры проектирования и специальные программные приложения, облегчают пользователям создание собственных устройств в соответствии со всеми необходимыми стандартами. Специалисты КОМПЭЛ всегда рады помочь сделать правильный выбор для конкретного приложения.

•••

Как убрать статическое электричество?

Очень неприятно, когда взаимодействие с этим явлением оставляет не лучшие воспоминания. Если прикасаясь к любому предмету человека, поражаем небольшим разрядом тока – значит, действие статического электричества усилилось, и его нужно снимать.

Как убрать статическое электричество в квартире?

Статическое элекстричество может быть не только на одежде, но и, так скажем, во всей квартире. На любых предметах, начиная иголкой, булавкой или заколкой, заканчивая телевизором, холодильником и прочим. Поэтому, чтобы уменьшить «общение» с этим явлением, не опасаться находиться рядом и дотрагиваться до мебели и других вещей, стоит знать, как снимать статическое электричество. Вот несколько советов, которые нужно использовать при борьбе с током, если рядом нет антистатика.

  1. Пыль на экране телевизора или компьютера очень часто подвергается такому заряду. Это все потому, что пыль сама по себе накапливает небольшой ток, а если она находиться на экранах, связанных с электричеством, тогда их количество значительно быстрее увеличивается. Для того, чтобы это исправить – нужно чаще проводить влажную уборку, тщательно протирая мониторы. Таким образом, накопление тока на поверхностях предметов и в воздухе уменьшится.
  2. Насчет влажности и воздуха в помещении тоже есть небольшой секрет. Влажность в воздухе, приравнивается к монетам в кармане – очень хорошо притягивает заряды тока. Для того чтобы снизить появление статических зарядов в воздухе, можно набрать бутылки с водой и расставить по квартире. Это увлажняет воздух и соответственно собирает к себе все заряды. Подождав несколько часов можно воду из бутылок вылить, а квартиру проверить, таким образом, выветрив все возможные заряды из дома.
  3. Бывает, что даже после таких хитростей частота зарядов не перестает уменьшаться, и это начинает серьезно беспокоить всю семью. Тогда стоит провести в квартире тщательную ревизию. Необходимо свести к минимуму количество синтетики в доме. Лучше заменить их на те, которые точно не смогут доставить проблем с электростатикой. Это шелк, шерсть, хлопок и другие материалы.
Популярные статьи  Почему мигает свет в частном доме независимо от времени суток и включенных электроприборов?

Как убрать статический ток с одежды?

Довольно противные или даже болезненные ощущения, когда, надевая свой любимый свитер, волосы электризуются, прическа портится, а сама вещь — бьет током. И так происходит не только со свитером, но и со всеми вещами из гардероба. Стоит задуматься, не пора ли начать бороться с этим током? Можно приобрести специальные средства в магазинах, но это очень дорого и химикаты не очень благоприятно воздействуют на кожу человека. Поэтому можно следовать советам, приведенным ниже, которые помогают снять заряд на одежде с помощью домашних средств.

  1. Первое, что придет на помощь — пищевая сода. Когда придет момент стирки, необходимо прямо в самой стиральной машинке, на вещи насыпать одну четвертую часть стакана. Стоит учитывать, что количество используемой соды меняется, если одежды в барабане машинки меньше или больше среднего количества. Однако, в любом случае, больше половины стакана насыпать за один раз нельзя. Сода образовывает некий защитный слой на одежде, который мешает образованию тока, и при этом на одежде его не видно, если придерживаться нормы. В противном случае, если насыпать больше половины стакана, то весь защитный слой будет очень виден для окружающих.
  2. Еще одним неплохим вариантом решения проблемы может стать обычный уксус. После окончания стирки, не вынимайте сразу одежду, а влейте в барабан приблизительно 50 мл белого дистиллированного уксуса. Его можно заменить, использовать яблочный уксус, что сильно не изменит результат. Далее, необходимо включить машинку и поставить белье полоскать и отжимать. Уксус действует так же, как и сода – создает защитный слой. Но если использовать больше уксуса, то последствием будет не цвет одежды, а резкий запах.
  3. Еще одним вариантом считается использование натуральных тканей. Статическое электричество на них очень плохо скапливается. Поэтому при стирке можно просто положить в барабан ткань изо льна, кусок шерсти или еще что-то. Таким образом, весь заряд, скопившийся на одежде, перейдет на этот кусочек и его можно будет легко утилизировать.
  4. Есть также маленькая хитрость. К одежде, которая подвержена току, можно приколоть с внутренней стороны металлическую булавку, заколку, брошку или просто положить немного мелочи в карман. Статическое электричество быстро уйдет на проводящий металл, и не будет скапливаться на одежде.

Защита от статического электричества в быту и на производствеСмотрите это видео на YouTube

Как от него защититься

Способы защиты от электричества на производстве и в быту отличаются. Причина заключается в потенциальных последствиях и необходимых мерах для предотвращения накопления большого заряда.

На производстве для предотвращения вредного и опасного воздействия статики предпринимают комплекс из следующих защитных мер:

  • предотвращение проникновения электрического тока в зону работы;
  • повышение проводимости материалов и окружающей среды;
  • увеличение устойчивости машин и механизмов к разрядам тока;
  • снижение скоростей обработки и транспортировки материалов;
  • создание полноценного грамотно оборудованного заземления.

Защита от статического электричества в быту и на производстве
Заземление на станках

Внимание! Способы предотвращения разрядов делятся на два типа: снижение активности создания статики и ускорение ухода энергии в почву. Для устранения вероятности образования разрядов в быту применяются следующие меры:

Для устранения вероятности образования разрядов в быту применяются следующие меры:

  • замена мебели на антистатическую;
  • использование древесины и других материалов для отделки помещений, снимающих статику;
  • использование деревянной и металлической расчески и гребня;
  • шерстяная одежда снимается медленно;
  • влажная уборка;
  • шелковые вещи обрабатываются антистатическими спреями
  • проветривание;
  • использование антистатических щеток.

Защита от статического электричества в быту и на производстве
Источник опасности в быту

Вред и польза от статистического электричества

Статический заряд пытались использовать многие ученые и изобретатели. Создавались громоздкие агрегаты, польза от которых была низкой. Полезным оказалось открытие учеными коронного разряда. Он широко используется в промышленности. С помощью электростатического заряда красят сложные поверхности, очищают газы от примесей. Все это хорошо, но существуют и многочисленные проблемы. Электроудары бывают большой мощности. Они способны иногда поражать человека. Это случается и дома, и на рабочем месте.

Вред статического электричества проявляется в ударах разной мощности при снятии синтетического свитера, при выходе из автомобиля, включении и выключении кухонного комбайна и пылесоса, ноутбука и микроволновой печи. Эти удары могут оказаться вредными.

Смотрите это видео на YouTube

Возникает статическое электричество, которое сказывается на работе сердечно-сосудистой и нервной систем. От него следует защищаться. Сам человек тоже часто является переносчиком зарядов. При соприкосновении с поверхностями электроприборов происходит их электризация. Если это контрольно-измерительный прибор, дело может окончиться его поломкой.

Ток разряда, принесенного человеком, своим теплом разрушает соединения, разрывает дорожки микросхем, уничтожает пленку полевых транзисторов. В результате схема приходит в негодность. Чаще всего это происходит не сразу, а на любом этапе в процессе работы инструмента.

На предприятиях, обрабатывающих бумагу, пластмассу, текстиль, материалы часто ведут себя неправильно. Они склеиваются друг с другом, прилипают к различным видам оборудования, отталкиваются, собирают много пыли на себя, наматываются неправильно на катушки или бобины. Виной этого является возникновение статического электричества. Два одинаковых по полярности заряда отталкиваются друг от друга. Иные, один из которых заряжен положительно, а другой — отрицательно, притягиваются. Так же ведут себя и заряженные материалы.

На полиграфических предприятиях и в других местах, где используются в работе легковоспламеняющиеся растворители, возможно возникновение пожара. Это происходит в тех случаях, когда на операторе надета обувь с токонепроводящей подошвой, а оборудование не имеет правильного заземления. Способность возгорания зависит от следующих факторов:

  • типа разряда;
  • мощности разряда;
  • источника статического разряда;
  • энергии;
  • наличия поблизости растворителей или других горючих жидкостей.

Разряды бывают искровыми, кистевыми, скользящими кистевыми. От человека исходит искровой разряд. Кистевой возникает на заостренных частях оборудования. Энергия его настолько мала, что он практически не вызывает угрозы пожара. Кистевой разряд скользящий возникает на листовых синтетических, а также на рулонных материалах с разными зарядами на каждой стороне полотна. Опасность он представляет такую же, как искровой разряд.

Популярные статьи  Проводник (в электроустановках): что это такое, определение, особенности, примеры

Поражающая способность — главный вопрос для специалистов по технике безопасности. Если человек держится за бобину и сам находится в зоне напряжения, его тело тоже зарядится. Для снятия заряда нужно обязательно прикоснуться к заземлению или к заземленному оборудованию. Только тогда заряд уйдет в землю. Но человек при этом получит сильный или слабый электрический удар. В результате происходят рефлекторные движения, которые иногда приводят к травме.

Длительное пребывание в заряженной зоне приводит к раздражительности человека, к снижению аппетита, ухудшению сна.

Пыль из производственного помещения удаляется с помощью вентиляции. Она скапливается в трубах и может воспламениться от статистического искрового разряда.

Удаление статики в автомобильной отрасли

Растущее использование пластиков означает, что статика становится все большей проблемой в промышленности, связанной с автомобильной техникой. Обеспечение чистоты корпусов и деталей автомобилей и отсутствие на них статического заряда, притягивающего пыль перед окраской — очень критично для обеспечения качества покраски и контроля расходов. Если в слой краски на кузове автомобиля попала пыль, исправление этого дефекта может стоить тысячи долларов. Если забракован бампер или крыло, то стоимость может исчисляться сотнями долларов затрат.

Существуют хорошо проверенные методы для предотвращения проблем такого рода.

Как убрать статическое электричество?

Очень неприятно, когда взаимодействие с этим явлением оставляет не лучшие воспоминания. Если прикасаясь к любому предмету человека, поражаем небольшим разрядом тока – значит, действие статического электричества усилилось, и его нужно снимать.

Как убрать статическое электричество в квартире?

Статическое элекстричество может быть не только на одежде, но и, так скажем, во всей квартире. На любых предметах, начиная иголкой, булавкой или заколкой, заканчивая телевизором, холодильником и прочим. Поэтому, чтобы уменьшить «общение» с этим явлением, не опасаться находиться рядом и дотрагиваться до мебели и других вещей, стоит знать, как снимать статическое электричество. Вот несколько советов, которые нужно использовать при борьбе с током, если рядом нет антистатика.

  1. Пыль на экране телевизора или компьютера очень часто подвергается такому заряду. Это все потому, что пыль сама по себе накапливает небольшой ток, а если она находиться на экранах, связанных с электричеством, тогда их количество значительно быстрее увеличивается. Для того, чтобы это исправить – нужно чаще проводить влажную уборку, тщательно протирая мониторы. Таким образом, накопление тока на поверхностях предметов и в воздухе уменьшится.
  2. Насчет влажности и воздуха в помещении тоже есть небольшой секрет. Влажность в воздухе, приравнивается к монетам в кармане – очень хорошо притягивает заряды тока. Для того чтобы снизить появление статических зарядов в воздухе, можно набрать бутылки с водой и расставить по квартире. Это увлажняет воздух и соответственно собирает к себе все заряды. Подождав несколько часов можно воду из бутылок вылить, а квартиру проверить, таким образом, выветрив все возможные заряды из дома.
  3. Бывает, что даже после таких хитростей частота зарядов не перестает уменьшаться, и это начинает серьезно беспокоить всю семью. Тогда стоит провести в квартире тщательную ревизию. Необходимо свести к минимуму количество синтетики в доме. Лучше заменить их на те, которые точно не смогут доставить проблем с электростатикой. Это шелк, шерсть, хлопок и другие материалы.

Как убрать статический ток с одежды?

Довольно противные или даже болезненные ощущения, когда, надевая свой любимый свитер, волосы электризуются, прическа портится, а сама вещь — бьет током. И так происходит не только со свитером, но и со всеми вещами из гардероба. Стоит задуматься, не пора ли начать бороться с этим током? Можно приобрести специальные средства в магазинах, но это очень дорого и химикаты не очень благоприятно воздействуют на кожу человека. Поэтому можно следовать советам, приведенным ниже, которые помогают снять заряд на одежде с помощью домашних средств.

  1. Первое, что придет на помощь — пищевая сода. Когда придет момент стирки, необходимо прямо в самой стиральной машинке, на вещи насыпать одну четвертую часть стакана. Стоит учитывать, что количество используемой соды меняется, если одежды в барабане машинки меньше или больше среднего количества. Однако, в любом случае, больше половины стакана насыпать за один раз нельзя. Сода образовывает некий защитный слой на одежде, который мешает образованию тока, и при этом на одежде его не видно, если придерживаться нормы. В противном случае, если насыпать больше половины стакана, то весь защитный слой будет очень виден для окружающих.
  2. Еще одним неплохим вариантом решения проблемы может стать обычный уксус. После окончания стирки, не вынимайте сразу одежду, а влейте в барабан приблизительно 50 мл белого дистиллированного уксуса. Его можно заменить, использовать яблочный уксус, что сильно не изменит результат. Далее, необходимо включить машинку и поставить белье полоскать и отжимать. Уксус действует так же, как и сода – создает защитный слой. Но если использовать больше уксуса, то последствием будет не цвет одежды, а резкий запах.
  3. Еще одним вариантом считается использование натуральных тканей. Статическое электричество на них очень плохо скапливается. Поэтому при стирке можно просто положить в барабан ткань изо льна, кусок шерсти или еще что-то. Таким образом, весь заряд, скопившийся на одежде, перейдет на этот кусочек и его можно будет легко утилизировать.
  4. Есть также маленькая хитрость. К одежде, которая подвержена току, можно приколоть с внутренней стороны металлическую булавку, заколку, брошку или просто положить немного мелочи в карман. Статическое электричество быстро уйдет на проводящий металл, и не будет скапливаться на одежде.

Watch this video on YouTube

Причины возникновения

Возникает это физическое явление вследствие трения диэлектриков друг о друга или о металлы. На поверхностях начинают накапливаться заряды, которые способны удерживаться на большие промежутки времени. Интенсивность возникновения зарядов увеличивается пропорционально скорости трения, площади соприкосновения, приложенной силе и удельному сопротивлению материалов.

Популярные статьи  Гирлянда метеоритный дождь

Второй причиной считают электроиндукцию, вследствие которой изолированные от земли поверхности накапливают заряженные частицы. Например, на металлических предметах, находящихся вблизи высоковольтных ЛЭП, может накапливаться статическое электричество в сухую погоду.

В химической отрасли явление наблюдается по время плавления пластичных материалов. В радиоэлектронике разряды возникают во время производства техники, где применяются диэлектрики. Такая же картина наблюдается при сматывании в рулоны бумаги, полиэтиленовой пленки, пересыпании и пневмотранспортировке диэлектриков (измельченного стекла, эбонита), перевозке жидкостей (бензина и аналогичных по составу). Дома это проявляется на экранах мониторов, на которых собирается большое количество протонов, вызванных электрическими пучками лучевой трубки.

Ситуации, где велика вероятность получить удар электрическим током

Разработан ряд технологий и средств защиты, направленных на минимизацию и предотвращение данного явления.

Как снять статическое электричество

Учитывая негативные факторы данного явления, методы защиты от него волнуют умы многих ученых мирового сообщества.

С человека

Перед тем, как снять статическое электричество с человека желательно выявить причины его возникновения. Устранение данного эффекта сводится к банальному «заземлению». Для этого достаточно:

  • прикоснуться к батарее отопления;
  • на несколько секунд прижать ладони к земле;
  • взять в руки металлический предмет и притронуться к чему-либо массивному, сделанному из токопроводящего материала.

Полностью избежать данного явления практически никогда не удается, но уменьшить вероятность его возникновения можно, если:

  • исключить трение, контакт с подвижными телами, изолированными от земли и не имеющими выхода для сброса накопленного заряда;
  • избегать нахождения в электрическом поле (возле работающих электроустановок, трансформаторов, линий ЛЭП);
  • перейти на одежду и постельное белье из натуральных тканей;
  • при касании с синтетическими предметами пользоваться перчатками из хлопчатобумажной ткани;
  • отказаться от обуви на резиновой или другой, электроизолирующей подошве.

С волос

Не менее важным для людей становится вопрос, как снять статическое электричество с волос. Наэлектризованность является настоящим бедствием для тех, у кого локоны склонны к сухости. Снять заряд и сделать прическу поможет:

  1. Плоская расческа из металла, дерева или, имеющая щетину из натуральных материалов. Синтетики способствуют накапливанию электрического заряда.
  2. Мытье головы не чаще чем раз в два дня. Слишком чистые волосы лишены сальной защиты и более подвержены сухости, соответственно – наэлектризованности.
  3. Кондиционер и сыворотка с эффектом увлажнения. Даже небольшое количество средства позволит сохранить в волосах влагу и избежать статического электричества.
  4. Крем-антистатик.

При сушке обработке волос феном не стоит доводить их до полной сухости

С особой осторожностью нужно пользоваться лаками. Входящие в них полимеры могут притягивать электричество. Наэлектризованность волос легко устраняется с помощью небольшого количества воды или антистатической салфетки

Наэлектризованность волос легко устраняется с помощью небольшого количества воды или антистатической салфетки.

С одежды

Электрический заряд на предметах гардероба становится причиной дискомфорта и способствует притягиванию пыли. Избавиться от статического электричества на одежде можно:

  • используя металлические плечики;
  • вставляя в вещи английские булавки;
  • проведя по изделью смоченной в воде ладонью;
  • распыляя антистатики и специальные кондиционеры.

С предметов домашнего обихода

Наэлектризованность домашней утвари вызывает массу неудобств. Основными из них являются внезапные разряды и загрязнение интерьера. До того, как избавиться от статического электричества в квартире, необходимо присмотреться к правилам расстановки электробытовых приборов и обеспечить их заземление. Скопление электроники в одном месте способствует возникновению мощных электрических полей.

Главным сторонником накопления зарядов является сухой воздух и запыленность квартиры. Побороть это проявление помогает постоянные влажные уборки и принудительное поднятие влажности с помощью намоченных полотенец, емкостей с водой или специальных приборов.

Уменьшить наэлектризованность помогает комнатная декоративная растительность. Помимо снятия заряда она очищает воздух от токсинов и тяжелых металлов.

При проведении уборки квартиры, особое внимание следует уделять предметам, которые часто перемещаются и создают эффект трения. Чтобы уменьшить вероятность накопления электрических зарядов в квартире, следует компоновать интерьер из вещей, содержащих меньше синтетических материалов. Чтобы уменьшить вероятность накопления электрических зарядов в квартире, следует компоновать интерьер из вещей, содержащих меньше синтетических материалов

Чтобы уменьшить вероятность накопления электрических зарядов в квартире, следует компоновать интерьер из вещей, содержащих меньше синтетических материалов.

Как выбрать устройство для удаления статики?

Есть много факторов, которые нужно принять во внимание при выборе устройства для удаления статики. Расстояние до материала: некоторые устройства разработаны для ближнего действия, другие — для дальнего

Как общее правило, советуем выбирать ионизатор ближнего действия, если ваша технология это позволяет. Ионизаторы ближнего действия дешевле и эффективно решают задачи

Расстояние до материала: некоторые устройства разработаны для ближнего действия, другие — для дальнего. Как общее правило, советуем выбирать ионизатор ближнего действия, если ваша технология это позволяет. Ионизаторы ближнего действия дешевле и эффективно решают задачи.

Современные разработки: произошла революция в производительности оборудования для удаления статики. Она началась примерно в 2004 году с запуска компанией Fraser системы ионизаторов дальнего действия Ionstorm. С тех пор продвижение стало очень быстрым. Современные устройства удаления статики постоянного тока многократно лучше, чем старое оборудование с отдельными высоковольтными трансформаторами. Оборудование старого образца все еще может быть подходящим для многих применений, однако неразумно подходить к выбору устройства, основываясь только на его стоимости. Современные ионизаторы постоянного тока, как правило, на 10% дороже, но они обеспечивают до 100% больше мощности и имеют множество других преимуществ.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: