Польза и вред статического электричества

В восьмидесятые годы прошлого века по Питеру гуляла байка про известного ученого, который на ночь прикручивал к ноге медный провод. Другой конец провода крепил к батарее центрального отопления.
Мурашки по коже

Так ученый заземлялся — снимал с себя статическое электричество, накопившееся за день. История эта даже пару раз попала на страницы газет. Как пример разного рода чудачеств, широко распространенных среди людей науки. Многие читатели при этом вертели пальцами у виска. Но прошли годы. И сегодня вред статического электричества общепризнан. Более того, для здоровья человека оно стало опасностью № 1.

Убийца ХХI века

Вообще, о вреде статического электричества известно давно. Оно способно вызвать взрыв бензина в бензобаке автомобиля, нефти в танкере, угольной пыли в шахте, и даже мучной пыли на мукомольном комбинате! Вызывает помехи в работе разных приборов и мелкие неприятности в быту. В июне этого года на российско-американской космической станции «Мир» из-за статического электричества вышли из строя шесть компьютеров. Жизнеобеспечение станции оказалось под угрозой. Даже стоял вопрос об экстренной эвакуации экипажа.

Люди научились защищать от вредного воздействия статического электричества здания, промышленную технику и бытовые приборы. Даже об одежде подумали, изобретя специальный аэрозоль, чтобы к ней ничего не липло. Позаботились обо всем, кроме… себя любимых. И — как итог — статическое электричество превратилось едва ли не в главную угрозу организму современного человека. Рост смертности от болезней сердечно-сосудистой системы, резкое увеличение психических заболеваний — всем этим мы обязаны в первую очередь статическому электричеству, а вовсе не участившимся стрессам. В жизни наших предков стрессовых ситуаций было гораздо больше, чем у нас. И статическое электричество как физическое явление тоже было всегда. Но только человеческий организм с ним раньше не соприкасался.

Наше тело — аккумулятор

Человек в разрезе очень напоминает аккумулятор. Вернее, не человек, а клетки, из которых он состоит. Стенка клетки имеет электрический потенциал, а внутри нее — раствор электролита, в котором плавает ядро и прочие внутриклеточные структуры. Клетка в свою очередь окружена внеклеточной жидкостью, то есть тем же электролитом, правда, несколько иного состава. Одни вещества активно в клетку вводятся, а другие выводятся из нее. Происходит это благодаря биоэлектрическим процессам. Вот и получается, что один аккумулятор (клетка) находится внутри другого аккумулятора — органа (мышцы, печени и т. д.) с его внеклеточной жидкостью.

Дальше — больше. Все это омывается другим электролитом — кровью. За счет электричества функционируют многие системы организма. Нервы — это, по сути, километры биопроводов, по которым передается импульс. Сердце сокращается благодаря разряду, передаваемому по нервному волокну пучка Гиса. Очень похоже на систему зажигания в автомобиле, только в миллионы раз сложнее.

Работа мышц, сердца, мозга и прочих органов сопровождается электрической активностью. Этот факт давно используется в диагностике. Снимаются миограммы, электрокардиограммы и энцефалограммы. Они изменяются при болезнях центральной нервной системы, эпилепсии, алкоголизме, наркомании, и даже в зависимости от того спим мы или бодрствуем.

Вся сознательная жизнь человека зависит от электрической активности мозга. А в итоге все электричество организма суммируется и образует сложное биополе, крайне чувствительное к внешним электропомехам. И главная помеха — статическое электричество.

Каждый из нас не раз испытывал силу собственного статического электричества. Разряд может проскочить при прикосновении к металлическим предметам, и даже при обычном рукопожатии. Причем он бывает весьма чувствителен. А представьте, что происходит с электропроводящей системой сердца в этот момент. В мире отмечается нарастание аритмической смерти у абсолютно здоровых и молодых людей, при вскрытии на сердце которых патологоанатомы не находят никаких патологических изменений.

Статическое электричество неблагоприятно влияет и на потенцию. Ведь во время полового акта задействовано несколько центров в головном и спинном мозге. Их связь и координация происходят за счет сложно закодированных электрических импульсов. Статическое электричество для этой координации — прямая помеха.

Эта напасть особенно опасна для человеческого организма еще потому, что она ему в новинку. Возникла менее века назад. И природа за период эволюции не выработала защитного механизма от статического электричества.

Наши далекие предки вели тяжелую жизнь. Жили в пещерах, кутались в звериные шкуры и, уходя на охоту, не знали, удастся ли что-нибудь добыть. Однако при этом от депрессий они не страдали. Статического электричества на них не было, так как люди находились в постоянном контакте с землей. Время шло, человечество все больше изолировало себя от почвы, начав носить одежду и обувь. Правда, шили их все-таки из натурального сырья. А кроме того, люди «заземлялись», когда мокли во время дождя. Однако человечество развивалось и придумало зонтик. Следом — резину, а затем синтетические материалы. Так началась эра статического электричества. Непроводящие электричество синтетика и резина стали одеждой и обувью человека. Они также стали входить в состав стен, напольных покрытий, мебели.

Мало того, что одежда из этих материалов мешает «стекать» с тела человека статическому электричеству, она при каждом движении еще и вырабатывает дополнительную порцию электричества. В итоге человек становится похож на генератор. И сегодня освобождается от статики, только умываясь или принимая ванну. Если, конечно, она не акриловая.

Горожане ходят по асфальту и живут в домах, полных синтетических материалов. И превращаются в разновидность конденсатора, который при малейшем контакте искрит. Как электричеством, так и конфликтами. Потому и депрессиям горожане более подвержены. Особенно зимой, когда на человеке больше одежды, а значит, и электроэнергии он вырабатывает больше.

Казалось, развитие цивилизации — одежда, обувь, отделка домов, асфальт улиц — полностью заизолировало городского жителя от контакта с матушкой-землей. Однако природа оставила человеку в борьбе со статическим электричеством «последний рубеж» — туалет. Человечество до сих пор убеждено, что мочеиспускание — это выведение шлаков из организма. О том, что это еще и выведение вредного электричества, знают немногие.

Моча — отличный проводник. Она представляет собой раствор электролитов. Так что во время посещения человеком туалета происходит заземление и сброс статического электричества. Более того, сброс идет не с внешнего контура человека, а с внутреннего. Мочевой пузырь располагается в соседстве с позвоночником и спинным мозгом. Он фактически оплетен нервными стволами. Получается, что при мочеиспускании происходит заземление непосредственно центральной нервной системы!

Однако поступь прогресса неумолима. Добрался он и до последнего рубежа обороны. Изобретение унитаза перерезало последнюю ниточку, что до недавнего времени связывала горожанина с землей. Фаянсовый унитаз и пластиковые трубы заизолировали человека окончательно. Организм и наше биополе оказались в полной и беспредельной власти статического электричества.

Понятно, что его воздействию меньше подвержены жители сельской местности, обделенные плодами цивилизации. Но не только они. Некоторые народы защищены от статического электричества силой обычаев и религиозных предписаний. Например, догмат иудеев-хасидов строго требует оправления естественных надобностей только на землю и никуда более. Унитаз для хасида не удобство, а лютый враг! Строгие предписания на этот счет есть и у некоторых народов Африки и Южной Америки.

Но что же делать, чтобы спастись от статического электричества обычным людям, которые живут в городах? Ответ прост — заземляться. И для этого необязательно прикручивать себя проводами к батарее.

Очень полезны водные процедуры, купание в естественных водоемах и любая работа на земле. Просто поваляться на травке и то благо. А уж поковыряться на огороде — двойная польза. Многие дачники отличаются бодростью и здоровьем. Но не оттого, что едят свои овощи, а потому, что растят их.

апд. У здоровых людей высокий запас прочности к внешним враждебным проявлениям. Поэтому опасаться искр следует людям со слабым сердцем.

Онлайн помощник домашнего мастера

Статическое электричество: причины возникновения и оптимальные варианты защиты (инструкция + видео)

Большинство людей на нашей планете уже не представляют себе жизнь без использования электричества. Сфера его применения очень широка. Однако помимо привычного электричества, «бегущего» по проводам, существует и другое, малоприятное явление. Разберемся с тем, что такое статическое электричество.

Краткое содержимое статьи:

Понятие статического электричества

На уроках физики в школе проводится достаточное количество опытов, чтобы получить представление о статическом электричестве. Само явление дает о себе знать практически каждый день: при надевании одежды, расчесывании волос и т.д.

Благодаря действию разного рода причин молекулы и атомы одного вещества с более сильным притяжением вырывают электроны с другого вещества.

Исследования показывают, что явление происходит лишь тогда, когда воздух оказывается сухим. При контакте с телом человека возникают неприятные ощущения, в основном, от неожиданности.

Причины статического эффекта

Одной из главных причин возникновения явления считается трение, которое происходит между двумя поверхностями. Например, когда синтетическая одежда соприкасается с кожей. Еще одна причина заключается в резких температурных перепадах с большой амплитудой.

Радиация способна нарушить баланс между количеством частиц с положительным и отрицательным зарядами и вызвать электрический разряд. Эффекта можно достигнуть и целенаправленно, методом индукции.

Наличие магнитного поля, связанное с большим количеством всевозможной техники, окружающей человека, ведет к возникновению поля электрического. В связи с высокой долей вероятности возникновения статического электричества человечество задалось вопросом о возможном пагубном воздействии явления на организм, а также о потенциальной его пользе.

Вредное воздействие на организм

Воздействие статического электричества на человеческий организм может привести к серьезным нарушениям в его работе. В единичных случаях в быту серьезных проблем не получить, однако длительное воздействие может пагубно сказаться на общем самочувствии:

• возникают нарушения сна;
• изменяется тонус сосудов, что влечет за собой общие нарушения сосудистой системы;
• повышается утомляемость;
• возникают нарушения в работе нервной системы;
• возможно появление мышечного тика.

Указанные проявления требуют повышенного внимания к одежде и постельному белью. Лучше отдать предпочтение натуральным материалам, поскольку синтетические волокна повышают вероятность возникновения рассматриваемого явления. В целом можно утверждать, что существует определенная степень опасности статического электричества для организма человека.

Положительные стороны

Помимо отрицательных сторон статики есть и положительные, которые дают о себе знать, прежде всего, в сфере промышленности. Например, благодаря ей возможно повышение качества ламинирования ДСП и МДФ. Пленка фиксируется на материале перед попаданием в прессовальную установку.

Специальное нанесение заряда статического электричества на пачки газет и журналов в типографии позволяет им двигаться по конвейеру без дополнительного связывания. Наконец, благодаря статическому эффекту работает технология порошковой окраски, осуществляется смешивание сыпучих веществ.

Снятие статического электричества

Поскольку вредное воздействие статики не исключается, особенно на детский организм, требуется принятие мер по его снятию.

Чтобы решить вопрос о том, как избавиться от статического электричества, необходимо сначала обозначить несколько действенных способов, после чего выбрать наиболее подходящий из них.

Первый состоит в увлажнении кожи. Высокая степень влажности препятствует возникновению статического эффекта. Для этих целей используют всевозможные лосьоны, которые наносятся непосредственно перед тем, как одеться. В течение дня полезно увлажнять кожу на открытых участках тела.

Второй подразумевает ношение одежды из натуральных материалов. Хлопковые и льняные рубашки и блузки превосходно решают проблему. Имеет смысл использовать специальные средства – антистатики, обработка одежды которыми позволяют получить желаемый эффект.

Третий способ касается обуви. Резиновая подошва превосходно пропускает электрический разряд, поэтому предпочтение лучше отдать натуральной кожаной обуви. Для избавления от пагубных последствий на предприятиях, связанных с электротехникой, работникам выдается специальная обувь.

Кроме того, следует отметить, что человеческое тело способно накапливать статическое электричество. Для этого есть благоприятные условия, поскольку все внутренние жидкости организма является превосходными электролитами.

Что касается мер профилактики в помещении, то здесь тоже есть некоторые рекомендации.

Во-первых, необходимо поддерживать должный уровень влажности воздуха. Для этих целей используют бытовые увлажнители. Регулярная влажная уборка и проветривание также позволяют снизить вероятность возникновения статического электричества.

Во-вторых, рекомендуется иметь в доме комнатные растения. Они не только очищают воздух от продуктов жизнедеятельности человека, но и способны уменьшить электростатическое поле. Среди оптимальных выделяют: фикусы, лимоны, бегонию, драцены и другие растения.

В-третьих, интерьер современных квартир и домов предполагает использование синтетики. Однако подбор мебели, штор, ковров, постельного белья следует осуществлять с прицелом на натуральные материалы.

В-четвертых, множество бытовых электроприборов, сконцентрированных в одном месте, способно привести к нежелательным результатам. Поэтому к вопросу планировки помещения нужно подойти самым тщательным образом, разместив технику равномерно.

Статическое электричество и защита от него

Если электрические заряды свободно перемещаются по проводнику, это называется электрическим током. Если они останавливаются без движения, начинают накапливаться на чем-либо, следует говорить о статическом электричестве. В соответствии с ГОСТом, статикой называют совокупность возникновения, сохранения и свободного накопления электрического заряда на внешней поверхности диэлектризованных материалов или на изоляторах.

Возникновение статического электричества

Когда физическое тело находится в обычном нейтральном состоянии, баланс отрицательно и положительно заряженных частиц в нем соблюдается. Если же он нарушается, в теле образуется электрозаряд с тем или иным знаком, возникает поляризация – заряды приходят в движение.

Дополнительная информация. Каждый физический объект способен производить заряды либо положительного, либо отрицательного направления, чем и характеризуются по трибоэлектрической шкале.

Например:

• позитивные: воздух, шкура, асбест, стекло, кожа, слюда, шерсть, мех, свинец;
• негативные: эбонит, тефлон, селен, полиэтилен, полиэстер, латунь, медь, никель, латекс, янтарь;
• нейтральные: бумага, хлопок, древесина, сталь.

Статическая электризация предметов может происходить вследствие различных причин. Главными из них являются следующие:

• непосредственный контакт между телами с последующим разделением: трение (между диэлектриками или диэлектриком и металлом), наматывание, разматывание, перемещение слоев материала друг относительно друга и другие подобные манипуляции;
• мгновенное изменение температуры окружения: резкое охлаждение, помещение в духовку и др.;
• радиационное воздействие, облучение ультрафиолетом или рентгеновскими лучами, наведение сильных электрических полей;
• процессы резания – на станках для раскроя или разрезания бумажных листов;
• специальное направленное наведение статистическим разрядом.

На молекулярном уровне возникновение статического электричества происходит вследствие сложных процессов, когда электроны и ионы со сталкивающихся неоднородных поверхностей с разными атомарными связями поверхностного притягивания начинают перераспределяться. Чем быстрее материалы или жидкости перемещаются друг относительно друга, ниже их удельное сопротивление, больше площади, вступающие в контакт и усилия взаимодействия, тем выше будут степень электризации и электрический потенциал.

Источниками возникновения электростатики, как в бытовых, так и в промышленных условиях, являются компьютерная и офисная техника, телевизоры и прочие агрегаты и приборы, питающиеся от электрического тока. Например, у самого простого компьютера имеется пара вентиляторов для охлаждения системного блока. При разгоне воздуха частички пыли, содержащиеся в нем, электризуются и, сохраняя заряд, оседают на окружающих предметах, коже и волосах людей и даже проникают в легкие.

Также статика в большом количестве накапливается на экранах мониторов. В домах и производственных помещениях электростатические заряды образуются на полах, покрытых линолеумом или ПВХ-плиткой, на людях (в волосах и на синтетической одежде).

В природе очень мощным бывает статическое электричество, возникающее при перемещении облачных масс: между ними возникают огромные потенциалы электроэнергии, что проявляется в грозовых разрядах.

В промышленности часто встречается образование статических зарядов в случаях:

• трения лент транспортеров о валы, ремней проводов – о шкивы (особенно в случаях буксовки и застревания);
• при прохождении горючих жидкостей по трубопроводам;
• заполнении цистерн бензином и прочими жидкими нефтяными фракциями;
• попадания и продвижения пылинок в воздухопроводах с большой скоростью;
• во время размалывания, перемешивания и отсеивания сухих веществ;
• во время взаимного сжимания диэлектрических материалов разного рода и консистенции;
• обработке пластических масс механическим способом;
• прохождении сжиженного газа (особенно содержащего суспензии или пыль) по трубопроводам;
• перемещения тележек с прорезиненными шинами по изолирующему половому покрытию.

Опасность статического электричества

Наибольшую опасность накопившееся статическое электричество представляет на промышленном производстве. Может произойти неожиданное воспламенение горючего материала искрами от прикосновения оператора с оборудованием на заземлении и последующим взрывом. Энергия электростатических разрядом иногда составляет около 1,4 джоулей – это более чем достаточно для приведения смесей пыли, пара, газа и воздуха, присутствующих в любых горючих веществах, в состояние горения. По ГОСТу наибольшая энергия накопленных зарядов на поверхности промышленного объекта не должна быть более 40 процентов от наименьшей энергии для загорания материала.

При протекании некоторых технологических операций, например:

• пересыпании и перевозке песка в грузовиках;
• прокачке топлива по трубопроводам;
• переливании спирта, бензола, эфира в незаземленные цистерны с большой скоростью;
• при транспортерных работах и др. генерируются электрические потенциалы от 3 до 80 киловольт.

Обратите внимание! Для того чтобы взорвались бензиновые пары, достаточно 300 вольт, горючие газы – 3 киловольта, а горючие пыли – около 5 киловольт.

Статика также негативно отражается на работе всех точных и сверхточных приборов, радиосвязном оборудовании, создает большие проблемы в функционировании средств автоматики и телевизионной механики. Многие детали сложных электронных приборов просто не рассчитаны на такие высокие значения напряжения, образуемые статическим разрядом. Он выводит эти детали из строя, в результате чего у приборов теряется точность работы.

На людях также могут скапливаться заряженные частицы, если они носят обувь с подошвами, не проводящими ток, шерстяную, шелковую или синтетическую одежду. Электризация происходит при движении (если половое покрытие не проводит электроток) и взаимодействии с диэлектрическими предметами.

Воздействие статики на человеческое тело осуществляется в виде продолжительно протекающего электротока слабого напряжения или же моментного разряда, что вызывает легкие и не всегда приятные покалывания на коже (иногда они оцениваются как умеренные или даже сильные уколы). В целом, такое воздействие потенциалом не выше 7 джоулей считается неопасным для здоровья, однако, даже слабый разряд тока может привести к рефлекторному сокращению мышц, что чревато различными производственными травмами (попадание в рабочие зоны механизмов, захват частей тела или одежды неогороженными двигающимися элементами машин, падение с высоты).

Если рассматривать действие статического электричества на человеческий организм на клеточном уровне, то в результате срабатывания нейрорефлекторного механизма происходит раздражение кожных нейронов и мельчайших капилляров. Это приводит к изменениям в ионном составе тканей нашего тела, что проявляется в повышенной утомляемости в течение дня, постоянному раздраженному психическому состоянию, нарушению ритма сна и другим проблемам в функционировании центральной нервной системы. Общая работоспособность снижается. Провоцируемые постоянным воздействием статического электричества спазмы кровеносных сосудов могут стать причиной брадикардии – уменьшения частоты сокращений сердечной мышцы и повышенного кровяного давления.

Способы защиты от статики на производстве

Против вредного и опасного проявления накопленного статического электротока в производственных условиях разрабатывается и применяется комплекс защитных мероприятий. В их основе лежат следующие методы:

• повышение проводящих свойств материалов и окружающей рабочей среды, что приводит к рассеиванию в пространстве периодически появляющихся электрозарядов статики;
• снижение скоростей обработки и перемещения материалов, что значительно уменьшает возможности генерирования статических электрозарядов;
• полномасштабное применение грамотно устроенного заземления, что помогает исключить накопление опасных потенциалов;
• повышение устойчивости самих машин и механизмов к действию статистических разрядов;
• недопущение проникновения электрического тока в рабочую зону.

Все способы, применяемые для предотвращения статических электрических разрядов, разделяют на конструкционные, технологические, химические, физические и механические. Три последних направлены главным образом на снижение активности генерирования электрозарядов и быстрейшему их уходу в почву. В то же время первые из перечисленных методов с заземлением не связаны.

В качестве высоконадежного средства защиты от статического электричества выступает так называемая клетка Фарадея. Она выполняется в виде мелкоячеистой сетки, ограждающей машины по всей площади, у нее имеется подключение к контуру заземления.

Благодаря такой конструкции, поля электричества не проникают внутрь клетки Фарадея, а на магнитное поле она никак не влияет. Электрические кабели, покрытые предварительно экраном из металлического листа, защищаются по таким же принципам.

Электростатический заряд можно оптимально уменьшить посредством возрастания токопроводимости промышленных материалов и проведением коронирования (т.е. создания на поверхности материалов воздушной плазмы коронным разрядом комнатной температуры). Достигается это с помощью специального подбора материалов, имеющих повышенную объемную проводимость, наращиванием рабочих площадей и повышением ионизации воздуха вокруг защищаемых механизмов. Специальные агрегаты – ионизаторы, генерируют положительно и отрицательно заряженные ионы, которые притягиваются к противоположно заряженным диэлектрикам и нейтрализуют их заряды.

Важно! Для веществ с высоким электросопротивлением такие способы защиты от статики не подходят.

Обязательным в перечне мероприятий по защите от статического электричества является заземление. В состав заземляющего устройства входит заземлитель (проводящий элемент) и проводник заземления между заземляющей точкой на почве и заземлителем. Достаточным заземление против электростатики считается при сопротивлении в любой точке оборудования не выше 1 мегаОм. Для оборудования часто используются проводящие пленки, покрывающие рабочую поверхность.

В рабочих помещениях настилаются антистатические полы, операторы должны работать в антистатической одежде и обуви (при этом сопротивление материала подошв не выше 100 ом).

Защита от статического электричества в быту

В бытовых условиях существует комплекс мер и мероприятий, помогающих предотвратить образование электростатических разрядов:

• влажная уборка, проводимая каждый день, снижает объем циркулирующей в воздухе пыли;
• недопущение пересыхания воздуха, ежедневное проветривание помещений;
• применение в уборке антистатических щеток;

• использование антистатических предметов мебели;
• отделка дома материалами, которые хорошо снимают статику: древесина, антистатический линолеум и другие;
• что касается одежды, шерстяную одежду снимать медленными движениями, а для снятия эффекта прилипания шелковых вещей – использовать антистатические спреи;
• не гладить шерсть животных при холодном и сухом воздухе;
• волосы расчесывать расческами из дерева или металла вместо пластиковых гребней.

Не стоит забывать о защите личных автомобилей от образования статики на кузове машины, особенно перед заправкой его бензином. Делается это с помощью простой антистатической полоски под днищем кузова.

Статическое электричество – это свободные электрические заряды, собираемые на различных диэлектриках. И в промышленности, и в быту происходит накопление совсем неполезного статического электричества, и необходима защита от него, поскольку такие заряды способны нанести вред как машинам, механизмам, так и промышленным объектам и здоровью человека. Только надежные методы способны свести на нет или же совсем не допустить этого отрицательного явления.

Видео