Какие свойства электрических зарядов
Электрический заряд и его основные свойства.
Закон сохранения электрического заряда.
Электрический заряд – это скалярная физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий. Единица заряда – [q] кулон.
Свойства электрического заряда:
1. Электрический заряд не является знакоопределенной величиной, существуют как положительные, так и отрицательные заряды.
2. Электричесий заряд – величина инвариантная. Он не изменяется при движении носителя заряда.
3. Электричесий заряд аддитивен.
4. Электричесий заряд кратен элементарному. q = Ne. Это свойство заряда называется дискретностью (квантованностью).
5. Суммарныйэлектричесий заряд всякой изолированной системы сохраняется. Это свойство естьзакон сохранения электрического заряда.
Закон сохранения электрического заряда – электрические заряды не создаются и не исчезают, а только передаются от одного тела к другому или перераспределяются внутри тела.
Электростатика. Точечный заряд. Закон Кулона. Принцип суперпозиции сил. Объемная поверхностная и линейная плотность заряда.
Электростатика — раздел учения об электричестве, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов.
Точечный заряд – это заряженное тело, размерами и формой, которого можно пренебречь.
Формулировка закона Кулона: Сила электростатического взаимодействия между двумя точечными электрическими зарядами прямо пропорциональна произведению величин зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль соединяющей их прямой так, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются.
Принцип суперпозиции сил заключается в том, что действие нескольких сил можно заменить действием одной – равнодействующей. Равнодействующей называется единственная сила, результат действия которой эквивалентен одновременному действию всех сил, приложенных к этому телу.
Линейная плотность заряда: заряд, приходящийся на единицу длины.
Поверхностная плотность заряда: заряд, приходящийся на единицу площади.
Объемная плотность заряда: заряд, приходящийся на единицу объема.
Напряженность электрического поля. Силовые линии электростатического поля. Напряженность поля неподвижного точечного заряда. Электростатическое поле. Принцип суперпозиции.
Напряжённость электрического поля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный точечный заряд, помещённый в данную точку поля, к величине этого заряда q.
Силовые линии электростатического поля имеют следующие свойства:
1. Всегда незамкнуты: начинаются на положительных зарядах (или на бесконечности) и заканчиваются на отрицательных зарядах (или на бесконечности).
2. Не пересекаются и не касаются друг друга.
3. Густота линий тем больше, чем больше напряжённость, то есть напряжённость поля прямо пропорциональна количеству силовых линий, проходящих через площадку единичной площади, расположенную перпендикулярно линиям.
Потенциальность электростатического поля. Циркуляция поля вектора Е. Теорема о циркуляции вектора Е электростатического поля в инт. и диф. формах, их содержательный смысл.
Так как для напряженности электростатического поля справедлив принцип суперпозиции, то потенциальным является любое электростатическое поле.
Теорема о циркуляции вектора Е электростатического поля: Циркуляция Епо замкнутому контуру L всегда равно нулю.
В диф. форме:
Электростатическое поле является потенциальным.
Потенциальная энергия точечного заряда в электростатическом поле. Потенциал электростатического поля. Эквипотенциальные поверхности. Потенциал поля точечного неподвижного заряда. Принцип суперпозиции для потенциала.
Потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле равна:
Потенциал –скалярная величина, является энергетической характеристикойполя в данной точке и равный отношению потенциальной энергии, которой обладает пробный заряд, к этому заряду.
Эквипотенциальная поверхность– это поверхность, на которой потенциал данного поля принимает одно и то же значение.
Потенциал поля точечного неподвижного заряда:
Принцип суперпозиций для потенциалов – Потенциал поля, созданного ГРУ ппой зарядов в произвольной точке равен сумме потенциалов полей, созданных каждым зарядом.
Момента
и приобретает потенциальную энергию
Диполь обладает:
· минимальной пот. энергией:
в положении (положение устойчивого равновесия);
· максимальной пот. энергией:
в положении (положение неустойчивого равновесия);
Во всех остальных случаях возникает момент сил, поворачивающий диполь в положение устойчивого равновесия.
Во внешнем неоднородной электростатическом поле на точечный диполь действует момент сил и этот диполь обладает потенциальной энергией
Сила, действующая на точечный диполь в неоднор. эл. стат. поле:
Во внешнем неоднородном эл. стат. поле точечный диполь под одновременным действием момента сил поворачивается в направлении поля и силы, перемещается в направлении, где по модулю больше (вытягивается в сторону более сильного поля).
В проводнике.
В проводнике имеются своб. заряды – носители тока, способные под действием сколь угодно малой силы перемещ. по всему объему проводника.
Электростатическая индукция – явление перераспределения зарядов на поверхности проводника под действием стор. электростатического поля.
Перераспредел. зарядов прекращ., когда любой точке проводника будет выполн. условие:
Т.к. , то напряженность электростатического поля в любой точке внутри проводника:
Поскольку то
– потенциал проводника одинак. во всех его внутр. точках и на поверхности
Условия стационарного распределения зарядов в проводнике:
1.Напряженность э-статического поля в любой точке внутри проводника равна нулю
2.Изб. заряды внутри проводника отсутств., а индуцированные заряды распределены
на его поверхности ( )
3.Вблизи внешней стороны поверхн. проводника вектор направлен по нормали к этой
поверхности в каждой её точке ( )
4.Весь объем проводника явл. эквипотенциальной обл., а его поверхность – эквипотенциальна
,
Контур с током в магнитном поле. Момент сил, действующих на контур с током, и потенциальная энергия контура с током в однородном магнитном поле. Работа сил магнитного поля при перемещении контура с током.
Магнитный момент линейного тока I, идущего по замкнутому плоскому контуру (все точки которого лежат в одной плоскости):
S – площадь поверхности, ограниченной контуром; в СИ [ ] = А*
Результирующая сила Ампера, действующая на контур с током в однородном магнитном поле равна 0.
Поэтому суммарный момент амперовых сил не зависит от выбора точки О, относительно которой он вычисляется:
Момент сил, действующий на замкнутый контур с током I в магнитном поле индукции :
При M=0 (т.е. контур с током находится в положении равновесия).
При на контур действует максимальный момент сил .
Потенциальная энергия замкнутого контура с током в магнитном поле:
Работа сил Ампера:
При этом направление положительной нормали образует правовинтовую систему. Данная формула справедлива в случае произвольного перемещения контура любой формы в магнитном поле.
29. Магнитное поле в веществе. Намагничение диа- и парамагнетиков. Вектор намагниченности . Теорема о циркуляции поля вектора в интегральной и дифференциальной форме.
Любое вещество – магнетик (т.е. способно намагничиваться под действием внешнего магнитного поля)
Ток проводимости (I, ) – ток, обусловленный направленным движением в веществе носителей тока.
Молекулярные токи ( ) – токи, связанные с орбитальным движением и спином элементарных частиц в атомах вещества. Каждый молекулярный ток обладает магнитным моментом.
Диамагнетики – вещества, магнитные моменты атомов которых в отсутствие внешнего магнитного поля равны нулю, т.е. магнитные моменты всех элементарных частиц атома (молекулы) скомпенсированы.
Парамагнетики – вещества, атомы которых в отсутствие внешнего магнитного поля имеют отличный от нуля магнитный момент, но их направление ориентировано хаотично, поэтому .
При внесении во внешнее магнитное поле диамагнетика в каждом его атоме индуцируется дополнительный момент , направленный против внешнего магнитного поля .
При внесении во внешнее магнитное поле парамагнетика магнитный момент его атомов (молекул) приобретают ориентированную по направлению внешнего поля .
Намагничение вещества обусловлено приемущественной ориентацией или индуцирование отдельных молекул в одном направлении. Намагничение вещества приводит к возникновению токов намагничения (усредненные по макроскопической области молекулярные токи):
где – вектор плотности тока намагничивания, идущего через ориентированную поверхность S.
Согласно принципу суперпозиции:
где – индукция внешнего поля;
– индукция магнитного поля токов намагничивания.
Вектор намагниченности – количественная характеристика намагниченного состояния вещества, равная отношению суммарного магнитного момента физически малого объема магнетика у этому объему :
В СИ [J] = А/м.
Теорема о циркуляции вектора магнитостатического поля в дифференциальной форме:
в любой точке магнитостатического поля ротор вектора равен вектору плотности тока намагничивания в этой же точке:
Теорема о циркуляции поля вектора в интегральной форме:
циркуляция вектора намагниченности магнитостатического поля по любому замкнутому конуру (L) равна алгебраической сумме токов намагничивания J’, охватываемых этим контуром:
30. Вектор напряженности магнитного поля. Теорема о циркуляции поля вектора в дифференциальной и интегральной форме. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость вещества.
Величина:
– вектор напряженности магнитного поля.
Теорема о циркуляции вектора магнитостатического поля в дифференциальной форме:
Теорема о циркуляции поля вектора магнитостатического поля в интегральной форме:
Циркуляция вектора магнитостатического поля по любому контуру (L) равна алгебраической сумме токов проводимости, охватываемых этой поверхностью.
Для изотропных диамагнитных и парамагнитных сред :
где – магнитная восприимчивость, характерная для каждого магнетика:
где – магнитная проницаемость вещества.
31.Условия на границе раздела двух магнетиков для векторов . Закон преломления силовых линий.
Вблизи поверхности раздела двух изотропных магнетиков (при отсутствии токов проводимости) поля вектора удовлетворяют условиям:
на границе раздела 2-ух магнетиков:
1)нормальная составляющая вектора и тангенциальная составляющая вектора непрерывны;
2)тангенциальная составляющая вектора и нормальная составляющая вектора претерпевают разрыв.
Закон преломления силовых линий вектора (или ):
Электрический заряд и его основные свойства.
Источник
Основные свойства электрического заряда:
1. Заряд инвариантен – его величина одинакова при измерении в любой инерциальной системе отсчёта.
2. Заряд сохраняется – суммарный заряд изолированной систе-мы тел не изменяется.
3. Заряд аддитивен – заряд системы тел равен сумме зарядов отдельных тел.
4. Заряд дискретен – заряд любого тела по величине кратен ми-нимальному заряду, который обозначается символом e и ра —
вен 1,6 10 19 Кл.
12
5. Существуют заряды двух разных «сортов». Заряды одного «сорта» названы положительными, а другого «сорта» – от—рицательными. Одноимённые заряды отталкиваются, а раз-ноимённые – притягиваются.
Если вблизи одной заряженной частицы (заряда q1 ), располо-
женной в начале координат, будет находиться вторая заряженная час-тица (заряд q2 ), то на второй заряд будет действовать электрическая
(кулоновская) F , определяемая законом Кулона:
F 4 q1q2r 2 er ,
где r – радиус-вектор точки наблюдения;
er – единичный радиус-вектор, направленный в точку наблюде-ния;
0 – электрическая постоянная; – диэлектрическая проницаемость среды (в вакууме 1).
Напряжённость электрического поля – характеристика силового действия электрического поля на заряд. Напряжённость электриче-ского поля, создаваемого зарядом q1 , есть векторная величина, обо-
значаемая символом E(q1 ) и определяемая соотношением:
F | , |
E(q ) | |
1 | q2 |
где | – сила, действующая на заряд q2 . |
F |
Силовые линии или линии напряжённости – линии, в любой точке которых вектор напряжённости электрического поля направлен по касательной к ним.
Электрическое поле подчиняется принципу суперпозиции: на-пряжённость электрического поля нескольких источников является суммой векторов напряжённости поля, создаваемого независимо каж-дым источником:
E Ei .
i
Потоком электрического поля называется интеграл по некото-рой поверхности S от скалярного произведения напряжённости элек-трического поля на элемент поверхности:
ФЕ EdS ,
S
где вектор dS направлен по нормали к поверхности.
13
Дипольный (электрический) момент есть произведение
Закон Гаусса для электрического поля: поток электрического поля через замкнутую поверхность S0 пропорционален суммарному
заряду, расположенному внутри объёма, ограниченного поверхно-стью интегрирования потока V (S0 ) :
Линии напряжённости электрического поля точечного заряда представляют собой прямые линии, идущие от заряда (положительно-го) или к заряду.
Потенциалом данной точки r электрического поля называется скалярная величина, численно равная работе сил поля по перемеще-нию единичного положительного заряда из данной точки в другую
фиксированную точку r0 , в которой потенциал принят за 0 (напри-мер, в бесконечность):
(r ) Edr .
r
Уравнение, выражающее напряжённость через потенциал:
E grad( ) , где оператор градиента grad | ; | ; | . |
x | y | ||
z |
Диполь есть два одинаковых по величине, но противоположных по знаку точечных заряда q , расположенных на расстоянии L ( L –
| pe | qL .
Вектор дипольного момента направлен от отрицательного к положи-тельному заряду.
На линии, проходящей через центр диполя, перпендикулярно электрическому моменту диполя и на большом расстоянии r от его центра напряжённость равна:
Методика и порядок измерений
Рассмотрите рисунок 2.1 и зарисуйте необходимое в конспект.
14
Рис. 2.1. Взаимодействие зарядов
Эксперимент 1. Исследование поля точечного заряда
1. Запустите эксперимент «Взаимодействие электрических заря-
дов».
2. Зацепив мышью, перемещайте заряд q1 и зафиксируйте его
вблизи левой границы экспериментального поля. Зацепив мышью, перемещайте движок регулятора величины первого заряда и устано-вите величину заряда q1 , указанную в таблице 2.1, для вашей брига-
ды. Заряд q3 поместите под первым, а его величину установите рав-ной 0. Заряд q2 установите равным 10-8 Кл.
3. Перемещайте, нажав левую кнопку мыши, заряд q2 вправо, устанавливая расстояния r12 до первого заряда, указанные в табли-
це 2.1. Измеренные в данных точках значения E1 | F12 / q2 занесите в | |||
соответствующую строку таблицы 2.2. | ||||
Таблица 2.1 | ||||
Значения величины заряда q 10 8 | Кл (не перерисовывать) | |||
1 | ||||
Бригада | q1, Кл | |||
1 и 5 | 4 | 6 | 8 | 10 |
2 и 6 | 4 | 5 | 9 | 10 |
3 и 7 | -4 | -5 | -7 | -9 |
4 и 8 | -4 | -6 | -8 | -10 |
15 |
Источник
При работе с электронными компонентами, чипами,
собранными электронными – вычислительными устройствами часто возникает вопрос –
насколько опасно статическое электричество для них и как с ним бороться?
Здесь я расскажу о статическом электричестве и защите от него.
Электростатика
Электростатика — раздел учения об электричестве, изучающий взаимодействие
неподвижных электрических зарядов.
Между одноимённо заряженными телами возникает электростатическое (или
кулоновское) отталкивание, а между разноимённо заряженными — электростатическое
притяжение. Явление отталкивания одноименных зарядов лежит в основе создания
электроскопа — прибора для обнаружения электрических зарядов.
Рисунок 1
Наглядное действие закона Кулона
В основе электростатики лежит закон Кулона. Этот закон описывает взаимодействие
точечных электрических зарядов.
Закон Кулона имеет вид:
F = 1/4πε0•[(|q1|•|q2|)/r2]
здесь ε0
= 8,85×10-12Ф/м – электрическая постоянная.
Простой пример действия закона Кулона и наглядно наблюдаемый – перенос
электростатического заряда на кисть из тонких эластичных волосков.
Свойства электрического заряда
Заряд бывает двух видов, называемых положительным и отрицательным:
заряды одного вида отталкиваются друг от друга, заряды разных видов –
притягиваются, причем сила отталкивания равна по модулю силе притягивания;
число положительных и отрицательных зарядов в веществе одинаковое.
Полный электрический заряд изолированной системы сохраняется.
Величина заряда может принимать только дискретные значения:
минимальный заряд частицы e = 1.60·10-19 Кл;
любой заряд q кратен минимальному, т.е. q=Ne, где N – целое число;
минимальные положительный и отрицательный заряды равны по абсолютной величине.
Электрическое поле
Заряд изменяет свойства окружающего его пространства, т.е. он создает вокруг
себя нечто материальное, посредством чего осуществляется взаимодействие между
зарядами. Это нечто и называется электрическим полем.
Поле характеризуется величиной напряженности, которая численно равна силе,
действующей на единичный заряд:
E = F/q
Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы, действующей на
заряд.
Величина φ
φ = Wp/q
называется потенциалом.
Потенциал (φ) численно равен потенциальной энергии
(Wp), которой
обладал бы в данной точке поля положительный единичный заряд
(q). Работа по переносу
заряда q из точки 1 в точку 2 может быть записана как:
A12 = q(φ1
+ φ2) = qU
Тогда, так как потенциал на бесконечности считаем равным нулю то можно сказать,
что потенциал равен работе, которую совершают силы поля над единичным
положительным зарядом при удалении его из данной точки на бесконечность.
Единицей потенциала является Вольт.
1В – это потенциал в такой точке, для
перемещения в которую из бесконечности заряда в 1Кл нужно затратить работу в
1Дж.
Потенциал поля, создаваемого системой зарядов равен
алгебраической сумме потенциалов, создаваемых каждым из зарядов в отдельности:
φ = 1/4πε0
• q/r
Напряженность электрического поля
U = φ1 – φ2
Возникновение электростатических зарядов
Электрические заряды на поверхности материалов могут возникать при разрыве их
контакта между ними, деформации материалов, при трении материалов друг о друга.
В результате соприкосновения двух материалов на их поверхности может
возникать двойной электрический слой после обмена зарядами между контактирующими
поверхностями. Этот обмен вызван разными энергетическими состояниями
контактирующих поверхностей. Определяет обмен зарядами – работа выхода
электронов в контактирующих металлах. Контактирующий материал, работа выхода у
которого меньше теряет электроны, значит его поверхность заряжается
положительно. Материал же с большей работой выхода принимает электроны и
заряжается отрицательно. При этом чем больше разница работы выхода, тем сильнее
заряжается граница раздела. Если молекулы на поверхности одного из материалов
поляризованы, то в месте контакта они поляризуют молекулы другого материала и
при этом на поверхностях после разрыва контакта остаются заряды за счет
поляризации.
Рисунок 2
Накопление статического заряда при ходьбе
Образование электрических зарядов на поверхностях происходит и при трении их
друг о друга. Это происходит по причине многократного последовательного контакта
неровностей их поверхностей сопровождающейся электризацией их поверхностей.
Количество контактирующих участков при трении больше чем при соприкосновении,
поэтому поверхностный заряд много больше.
Рисунок 3
Графическое представление накопления электростатического заряда при ходьбе
или трении
При деформации диэлектриков, за счет механических напряжений происходит
электризация их поверхности.
Возникновение разноименных зарядов при отрыве пленки с поверхности
диэлектриков которые могут быть настолько большими, что можно наблюдать искрение
, например при резком отрыве скотча от диэлектрической поверхности.
Накопление зарядов в материалах
При определенных условиях заряд в может сохраняться длительное время или даже
накапливаться. Непроводящие или плохо проводящие материалы обладают способностью
накапливать электростатический заряд имеют объемное сопротивление не менее 1012
ом х м и удельное поверхностное сопротивление не менее 1012 ом х
квадрат.
Заряд может переноситься на электропроводящие объекты и накапливаться на них. Например на человеке.
Это происходит если сопротивление стекания заряда на землю великою.
Способность накапливать заряд телом описывается его емкостью С.
C=q/U
Чем больше емкость, накапливающего заряд тела, относительно окружающих
предметов тем больше заряд накопленный на теле, тем больше потенциал тела и
энергия накопленная в результирующем заряде.
Энергия W накопленная на емкости С равна:
W = 1/2 CE2
При достижении некоторой величины рост накопленного заряда и напряжения
на носителе заряда прекращается. Они ограничены пробивным напряжением воздуха,
который ионизируясь в электрическом поле заряда создает проводимость для
стекания заряда.
Если имеется два тела с разными потенциалами (если разность их потенциалов
больше нуля) между ними имеется электрическое поле напряженностью
U = φ1 -φ2
, то при создании проводимости между этими
двумя телами (rпр) между ними начинает течь ток
iс,
максимальная величина которого определяется сопротивлением проводимости.
iс = U/rпр
Форма этого тока:
Рисунок 4
Импульс статического разряда стандарт IEC61000-4-2
В случае если соприкасаются два тела одно из которых имеет на поверхности
изолирующую пленку (покрытие), то к этому покрытию прикладывается все
электрическое поле. Если электрическая прочность покрытия меньше приложенного
электрического поля то ионизация атомов покрытия в приложенном электрическом
поле приводит к развитию электрического пробоя покрытия и стекание заряда с
одного объекта на другой до достижения их равенства.
Человек может нести на своем теле заряд, создающий напряжение относительно
окружающих предметов величиной 10 кВ, а иногда и более 20 кВ. Накопление заряда
происходит когда тело изолировано.
| Характеристики тела человека | |
| Сопротивление, кОм | 1-100 |
| Контакт пальцем, кОм | 1-5 |
| Емкость по отношению к земле, пФ | 100-400 |
Воздействие электростатического разряда на элементы электронной техники
принято подразделять как непосредственное (прямое) и косвенное.
Основная опасность прямого воздействия электростатического разряда на
электронную технику заключается в поражении ее элементов. Для этого достаточно
относительно небольшой энергии в разряде – порядка десятков – сотен микро
джоулей. Ориентировочная величина напряжения (потенциала) достаточного для
пробоя изоляции и p-n или n-p
переходов полупроводниковых приборов приведена в табл. 1.
Предельные электрические напряжения
| Тип полупроводникового прибора | Напряжение, кВ |
| Полевые линейные транзисторы | 8 -4 |
| Диоды Шотки | 0,3-2,5 |
| ТТЛ интегральная логика | 1-2,5 |
| ТТЛ Шотки | 0,3 – 2,5 |
| Биполярные транзисторы | 0,38 – 7 |
| Транзисторы | 0,68-2,5 |
| Пленочные резисторы | 0,3-3 |
| СБИС | 1-3 |
| КМОП логика | 0,25-3 |
| Мощные биполярные транзисторы | 7-25 |
| Электрическая программируемая память | 0,1 |
Таблица 1
Как правило при энергии электростатического разряда десятки микро джоулей и
напряжением несколько киловольт с рук человека он не ощущает их.
Мы не должны забывать, что электростатический разряд может
происходить не только с заряженного оператора – человека, но и с
заряженного образца электронной техники на заземленного оператора, так и
когда оператор – прибор заряжены до разной величины напряжения или
зарядами противоположного знака.
Результатом воздействия электростатических разрядов могут быть:
– разрыв соединительных проводников,
– короткое замыкание металлизации,
– разрушение диэлектриков,
– уход параметров электронных компонентов.
Дефекты вызванные электростатическими разрядами с
разными параметрами
| Заряд, Кл | Энергия, Дж | Виды дефектов |
| 10-10 – 10-8 | 10-6 – 10-5 | Снижение коэффициента усиления по току, увеличение коэффициента шума, увеличение тока утечки. Нестабильность рабочих характеристик |
| 10-8 – 10-7 | 10-5 – 10-4 | Короткое замыкание переходов, снижение устойчивости к перенапряжениям, ухудшение рабочих характеристик |
| 10-7 – 10-5 | 10-4 – 10-3 | Расплавление, короткое замыкание и пробой оксидных пленок, электродов и выводов |
| более 10-5 | более 10-3 | Деформация и расплавление металлических элементов, разрушение сплавных элементов, … |
Косвенным воздействием является электростатический разряд как источник
электромагнитных помех.
Они могут быть кондуктивными (наводящимися на шины питания, заземления) и
излучаемыми. Излучаемые помехи возникают когда разряд происходит вблизи системы
и помехи попадают на входы через емкость связи для электрического поля или через
индуктивную связь для магнитного поля. Излучаемые электромагнитные помехи от
электростатических разрядов обычно не вызывают повреждений. Преобладающим
воздействием их на объекты электронной техники является кратковременные сбои.
Методы снижения электростатических зарядов
Улучшение антистатических характеристик материалов за счет
создания объемной проводимости
К конструкционным и отделочным материалам помещений где работают с
компьютерной и электронной техникой предъявляются взаимно исключающие
требования.
- Это хорошие изоляционные свойства для предотвращения поражения
электрическим током, - Для удаления электростатических зарядов с их носителей необходима
некоторая электропроводность у них.
Для создания некоторой проводимости отделочных и конструкционных материалов
применяются антистатические присадки. Например для электропроводящей резины
используют в качестве антистатической присадки – сажу. Если обычный
вулканизированный каучук имеет проводимость порядка 1013 Ом м и после
добавки углерода в виде сажи она падает до 105 Ом м
Влажность и ее влияние
Важную роль при электростатических явлениях имеет относительная влажность
воздуха.
Эти проблемы редко возникают при относительной влажности воздуха более
50-60%. И не смотря на то что влажный воздух имеет более низкую проводимость,
работает не проводимость воздуха, а тонкая пленка влаги адсорбируемая на
поверхностях диэлектриков, за счет содержания в этой влаге ионов создающих
повышенную проводимость.
Причем для разных материалов оптимальной будет разная влажность.
При влажности 60% и выше электростатические разряды не образуются. Но при
этом могут возникнуть технологические и гигиенические проблемы в помещениях с
таким уровнем влажности.
Подробнее см. ссылку 2 в конце.
Для повышения поверхностной проводимости применяют обработку поверхности
поверхностно активными веществами, которые улучшают адсорбирование влаги на
поверхности.
Нейтрализаторы электрического заряда
К нейтрализаторам относятся устройства создающее поток или облако
положительных или отрицательных ионов, которые оседая на электризованную
поверхность нейтрализуют заряды на их поверхности.
Кроме того ионы создают повышенную проводимость воздуха.
Защита радиоаппаратуры от воздействия электростатического электричества
Антистатическое заземление
Заземление не является защитой о статических зарядов, но оно необходимо для
ограничения зарядов, скапливающихся на изоляционных материалах и могущих попасть
на проводящие конструкции установок.
Для статического электричества, объект считается
заземленным если сопротивление заземления имеет величину порядка !07
Ом при относительной влажности 60%.
Для предупреждения вывода из строя электронной аппаратуры применяются
следующие методы.
Схемотехнический
- Применение элементной базы с максимальной устойчивостью к воздействию
ЭСР - Использование схемотехнической защиты от перенавряжений во входных –
выходных цепях.
Конструкторский
- Создание рационального заземления,
- Экранирование узлов и блоков.
- Ограничение доступа к цепям и блокам,
- Выбор материалов и покрытий
Технологический
- Устранение разности потенциалов на материалах,
- Использование специальной тары и транспорта,
- Применение средств снятия эл. статических зарядов с тела операторов,
- Нейтрализация зарядов
- Заземление объектов
Эксплуатация
- Повышение поверхностной проводимости материалов за счет обработки
материалов и создания оптимальной влажности, - Нейтрализация эл. статических зарядов,
- Антистатическая отделка помещения,
- Индивидуальная антистатическая защита персонала.
Простое средство для снятия статического электрического заряда
с теле человека – оператора.
Для снятия электрического заряда с тела человека – оператора на производства,
в мастерских да и в домашней лаборатории применяется антистатический браслет.
Его внешний вид показан на рис.5.
Рисунок 5
Антистатический браслет
Ремешок такого браслета выполнен из слабо проводящего материала,
электрический контакт с которым выполнен с помощью специальной конструкции
позволяющей подключить к браслету специальный провод со штеккером.
В него должен быть встроен резистор 1 мОм, который
позволяет заряду стекать с тела человека без ощущения этого процесса (как
происходит при непосредственном касании пальцем “земли”).
Внимание!
Предупреждение самодельшикам!
Все кто сами пытаются изготовить антистатический
браслет должны помнить, что его нельзя подключать обычным проводом к
“земле” или клемме заземления!
В антистатическом браслете подключение к “земле” должно осуществляться
через сопротивление 1 мОм!
Иначе Вы можете потерять руку или погибнуть от поражения электрическим
током!
Ссылки:
- Конспект лекций по
электростатике ИАТЭ НИЯУ МИФИ кафедра ОиСФ - Защита электронных средств от воздействия статического электричества,
Кучиев Л.Н, Пожидаев Е.Д., ИД “Технологии”, М, 2005 - Схемотехнические методы защиты рассмотрены
здесь.
Собрал А.Сорокин,
2013 г.
<<назад>> <<в начало>>
<<на главную>>
Источник