Вред статического электричества для человека кратко и понятно

Обновлено: 30.06.2024

Понятие о статическом электричестве знакомо всем из школьного курса физики. Статическое электричество возникает в процессе появления зарядов на проводниках, поверхностях различных предметов. Появляются они в результате трения, возникающего при соприкосновении предметов.

Что это такое — статическое электричество

Все вещества состоят из атомов. В атоме находится ядро, вокруг которого расположены в одинаковом количестве электроны и протоны. Они способны перемещаться из одного атома в другой. При движении формируются отрицательные и положительные ионы. Их дисбаланс приводит к тому, что возникает статика. Статический заряд протонов и электронов в атоме одинаков, но имеет разную полярность.

Статика появляется в быту. Статический разряд может происходить при низких токах, но высоких напряжениях. Опасности для людей в этом случае нет, но разряд опасен для электроприборов. Во время разряда страдают микропроцессоры, транзисторы и другие элементы схемы.

Причины возникновения статистического электричества

Возникает статика при следующих состояниях:

контакте или удалении друг от друга двух разных материалов;
резких перепадах температуры;
радиации, УФ-излучении, рентгеновских лучах;
работе бумагорезательной машины и раскроечных станков.

Статика часто возникает во время грозы или перед ней. Грозовые облака при движении по воздуху, насыщенному влагой, образуют статическое электричество. Разряд происходит между облаком и землей, между отдельными облаками. Устройство молниеотводов помогает провести заряд в землю. Грозовые облака создают электрический потенциал на металлических предметах, вызывающих легкие удары при прикосновении к ним. Для человека удар не опасен, но мощная искра способна вызвать возгорание некоторых предметов.

Каждый житель неоднократно слышал треск, который раздается при снятии одежды, удар от прикосновения к автомобилю. Это является следствием появления статики. Электроразряд чувствуется при нарезании бумаги, расчесывании волос, при переливании бензина. Свободные заряды сопровождают человека везде. Использование различных электрических устройств увеличивает их появление. Они возникают при пересыпании и измельчении твердых продуктов, перекачивании или переливании горючих жидкостей, при перевозке их в цистернах, при сматывании бумаги, тканей и пленки.

Заряд появляется в результате электрической индукции. На металлических корпусах автомобилей в сухое время года создаются большие электрические заряды. Экран телевизора или монитор компьютера способен заряжаться от воздействия луча, создаваемого в электронно-лучевой трубке.

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.

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.

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.

Как снять статическое электричество с человека

Самое простейшее средство защиты от него — заземление оборудования. В условиях производства используются для этой цели экраны и иные приспособления. В жидких веществах применяются специальные растворители и присадки. Активно используются антистатические растворы. Это вещества с низкой молекулярной массой. Молекулы в антистатике легко перемещаются и вступают в реакцию с влагой, содержащейся в воздухе. За счет этой характеристики с человека снимается статика.

Если обувь оператора на токонепроводящей подошве, он должен обязательно прикоснуться к заземлению. Тогда уход статического тока в землю нельзя будет остановить, но человек получит сильный или слабый удар. Действие статического тока мы чувствуем после ходьбы по коврам и паласам. Удары током получают водители, выходящие из машины. От этой проблемы избавиться легко: достаточно прикоснуться к двери рукой, сидя на месте. Заряд стечет в землю.

Хорошо помогает проведение ионизации. Делается это с помощью антистатической планки. Она имеет много иголок из специальных сплавов. Под действием тока в 4-7кВ воздух вокруг разлагается на ионы. Используются и воздушные ножи. Они представляют собой антистатическую планку, через которую вдувается воздух и очищает поверхность. Заряды статики активно образуются при разбрызгивании жидкостей, обладающих диэлектрическими свойствами. Поэтому для снижения действия электронов нельзя допускать падающей струи.

Желательно использовать антистатический линолеум на полу и чаще проводить уборку с помощью средств бытовой химии. На предприятиях, связанных с обработкой тканей или бумаги, проблему избавления от статики решают смачиванием материалов. Повышение влажности не дает накапливаться вредному электричеству.

Чтобы снять статику, необходимо:

увлажнять воздух в помещении;
обрабатывать ковры и паласы антистатиками;
протирать сиденья в машине и в комнатах антистатическими салфетками;
чаще увлажнять кожу на себе;
отказаться от синтетической одежды;
носить обувь на кожаной подошве;
предотвращать появление статики на белье после стирки.

Хорошо увлажняют атмосферу комнатные цветы, кипящий чайник, специальные приспособления. Антистатические составы продаются в магазинах бытовой химии. Они распыляются над ковровой поверхностью. Можно изготовить антистатик самостоятельно. Для этого берут смягчитель ткани (1 колпачок), выливают в бутылку. Затем емкость наполняется чистой водой, которую разбрызгивают над поверхностью ковра. Салфетки, смоченные антистатиком, нейтрализуют заряды на обивке сидений.

Увлажнение кожи производится лосьоном после душа. Руки протираются несколько раз в день. Следует поменять одежду на натуральную. Если она заряжается, обработать антистатиками. Рекомендуется носить обувь с кожаной подошвой или ходить по дому босиком. Перед стиркой желательно насыпать на одежду ¼ стакана соды (пищевой). Она снимает разряды электричества и смягчает ткань. При полоскании белья можно добавить в машину уксус (¼ стакана). Сушить белье лучше на свежем воздухе.

Каждый человек знаком со статическим электричеством, но в основном на бытовом уровне. Это явление называется электризацией – когда одежда как будто прилипает к телу, волосы при расчесывании слабо потрескивают и тянутся за пластиковой щеткой. В отличие от удара током, однократное воздействие электростатики не принесет особого вреда здоровью. Но длительное действие на протяжении нескольких месяцев или лет – вполне возможно. Поэтому нужно разобраться в том, чем вредно статическое электричество для человека и как его можно снять.

Оглавление

Что такое статическое электричество: особенности и причины возникновения

С точки зрения физики, статическое электричество – это явление, которое возникает в результате процесса переноса заряженных электронов с одной поверхности на другую. Это верно не для всех материалов, а только для диэлектриков. К таковым относятся, например, бумага, ПВХ и другие виды пластика, синтетические ткани и т.д.

В норме в диэлектриках количество положительно и отрицательно заряженных частиц совпадает, но при определенных условиях, при взаимодействии с другими предметами, происходит перенос электронов, баланс нарушается и начинает накапливаться электрический заряд.

Определение статического электричества с точки зрения физики есть. Осталось разобраться в причинах его возникновения.

непосредственному контакту между предметами, чаще всего – трению;
разделение диэлектриков;
перепадам температуры (неслучайно основные симптомы воздействия статики – ощущение легкого удара электричеством и потрескивания – чаще всего наблюдаются в зимнее время, причем в сухую морозную погоду);
ультрафиолетовое излучение.

После выяснения причин стоит остановиться подробнее на воздействии статики на человеческий организм, причем в краткосрочной и долгосрочной перспективе.

Опасность статики для здоровья

Рассмотрим, чем опасно статическое электричество для человека в условиях производства. В отличие от тока высокого напряжения, оно не имеет таких серьезных последствий при первом же воздействии. Человек ощущает только легкие уколы при работе с незаземленным оборудованием или различными диэлектриками. Но через какое-то время это начинает сказываться на состоянии нервной системы. Человек становится раздражительным, испытывает приступы тревожности.

При работе на взрывоопасном производстве воздействие статики чревато высоким риском появления искрового разряда. И тогда нужно будет уже бояться не только за здоровье, но и за жизнь сотрудников, потому что от искры начнется возгорание.

Некоторые люди обладают повышенной чувствительностью, для них контакты со статикой чреваты:

болевыми ощущениями, иногда довольно сильными;
головными болями;
развитием неврозов, появлением тревожности;
покалываниями в области сердца;
нарушениями сна.

Регулярное прохождение статического электричества через тело могут привести к развитию неблагоприятных изменений, которые со временем могут привести к развитию профессиональных заболеваний. Систематическое воздействие электрического тока, пусть даже такое незначительное, могут вызвать большие изменения в состоянии сердечно-сосудистой системы.

Какие средства защиты используются

В этой сфере действуют достаточно жесткие правила. Методы снятия статики регламентируются различными документами, в том числе различными ГОСТами. Средства защиты от статики перечислены в ГОСТ 12.4.124 83. Там, в частности, отмечено, что все защитные средства могут быть групповыми и индивидуальными. Руководство предприятия должно обеспечить своих сотрудников всеми средствами защиты, предусмотренными в нормативных документах.

Групповые средства защиты – это:

заземление;
нейтрализаторы;
увлажняющие устройства;
антиэлектростатические вещества;
защитные экраны.

Заземление выполняется для всех видов оборудования, также на предприятии организуют зоны заземления и рабочие площадки соответствующего типа. Заземление должно быть и у других предметов, включая ручки дверей или лестничные поручни. Экранизирующие устройства также должны быть заземлены.

Нейтрализаторы бывают разного типа – индукционного, высоковольтного, лучевого и т.д. Набольшей популярностью пользуются ионизирующие устройства типа воздушных пистолетов и блоков питания. Их характеристики подбираются для каждого конкретного случая. Увлажняющие устройства препятствуют пересушиванию воздуха, то есть в этом случае просто не создается условий для возникновения заряда.

Антиэлектростатические вещества обычно выпускают в виде жидкостей для обработки поверхности материалов. Тем же ГОСТом установлены требования к предельной концентрации таких веществ на производстве.

К индивидуальным средствам защиты относятся спецодежда и обувь с токопроводящей подошвой, которые будут рассмотрены ниже.

Методы защиты от воздействия электростатического заряда

Для защиты сотрудников используются методы, перечисленные в соответствующих ГОСТах. Особенно важно обеспечить надежную защиту на производствах, где используются взрывоопасные материалы. Ведь статическое электричество может стать причиной возникновения искрового разряда, и вскоре после этого погасить огонь уже будет сложно.

Поэтому особое внимание уделяется нейтрализации электростатических зарядов на теле человека. Используемые при этом одежда и материалы служат защитой, и при этом их подбирают так, чтобы они соответствовали ГОСТу, в котором, в частности сказано, что рабочие халаты из синтетической ткани могут быстро заряжаться до потенциала в 15 кВ, а через тело человека, одетого в такой халат, будет проходить 3 мкА. Поэтому чаще для одежды используются натуральные или смесовые ткани. На некоторых производствах используются дополнительные средства защиты – это специальные заземленные кольца и браслеты, другие устройства для защиты рук. Их сопротивление указано в документации – оно должно соответствовать нормативному.

Статическое напряжение приносит пользу, а иногда и неприятности. Попробуем разобраться почему. На дружеской вечеринке смешайте в чашке ложку соли и щепотку перца. Попросите друзей разделить смесь на составляющие. После бесполезных попыток продемонстрируйте им небольшой эксперимент. Расчешите волосы пластиковой расческой, а затем дотроньтесь ею до содержимого чашки. Частицы перца сами выскочат из емкости. В основе этого забавного опыта лежит интересное явление статического электричества.

Просто о сложном

Как открыли статическое электричество

Примерно восемь тысяч лет назад наши предки приручили диких коз и овец. Они заметили, что изделия из шерсти обладают необычной способностью накапливать заряд. Впервые понятие о статическом электричестве пытался сформулировать древнегреческий математик Фалес. Для своих опытов он использовал янтарь. Камень притягивает мелкие легкие частицы, если натереть его шерстяной тканью. Тогда из этого явления не смогли извлечь пользу. Электрон по-гречески янтарь. В честь него гораздо позже назвали элементарную частицу с отрицательным зарядом.

Спустя две тысячи лет придворный врач английской королевы Уильям Гилберт описывает, что такое статическое электричество. В своём научном труде по физике он подчеркивает родственную природу электричества и явления магнетизма. Исследования британца стали началом для подробного изучения темы среди коллег в Европе. Более четкое понятие о статическом электричестве дал опыт Отто фон Герике. Немец собрал первый электростатический механизм. Это был шар из серы на железном стержне. В результате ученый узнал, что предметы под воздействием электричества могут не только притягиваться, но и отталкиваться друг от друга.

Немного науки

Сегодня причины возникновения статического электричества хорошо изучены. Это явление наблюдается на поверхностях некоторых предметов в результате взаимодействия с другими материалами. Сила заряда и его способность сохраняться зависят от их свойств и состава. Самый простой пример взаимодействия тел – трение. Чем интенсивнее и быстрее девушка расчёсывает волосы, тем сильнее образуется заряд. Статическое электричество окружает людей повсюду, но они замечают его не всегда. Электростатические заряды образуются в солнечную погоду при передвижении на автомобиле. Они накапливаются от напряжения, которое возникает между асфальтом и кузовом. Если водитель не использует антистатик, это приведет к искре.

На языке физиков такой процесс называется электролизация. Она возникает при трении двух разных материалов – диэлектриков, которые слабо проводят электрический ток. Если у диэлектриков одинаковые характеристики, то заряд не образуется. Другой вариант как получить статическое электричество – взаимодействие диэлектрика и заизолированного проводника. То есть при условии, что проводник не может поделиться полученной электростатической энергией с другим предметом.

Опасность статического электричества

Большинство явлений статического электричества в повседневной жизни человек просто не замечает. Незначительные неприятности могут возникнуть при использовании одежды из шерсти или синтетики. Величины токов в этом случае очень небольшие и не оставляют травм. На бытовом уровне это вполне безопасно. Сложности появляются, когда речь заходит о промышленном производстве, предприятиях перерабатывающей отрасли или машиностроения. В больших количествах электростатические заряды присутствуют на производстве. Станки, сепараторы, ленты транспортера могут обладать значительным потенциалом.

Если таких факторов много, образуется электрическое поле с высокими показателями напряженности. В этой обстановке находится не только некомфортно, но и опасно для здоровья. Главная причина для беспокойства в условиях опасного производства — пожарная опасность статического напряжения. На поверхности оборудования или одежды может накопиться большой заряд. Речь идет о работе с легковоспламеняющимися жидкостями, горючими газами и взрывоопасными смесями. Искра может стать причиной серьезной аварии.

Защита от статического электричества

Чтобы избежать неблагоприятного воздействия этого явления, разработан государственный стандарт показателя напряженности электростатических полей. Его максимально допустимый уровень 60 кВ/м в час. Они могут изменяться от времени нахождения рабочего в опасном помещении. Измерить уровень заряда статического электричества – задача для профессионала. Ключевым показателем является зависимость сопротивления поля (его способность препятствовать прохождению тока) и его напряженности (отношение силы поля к величине заряда). На этом основывается работа измерительных приборов.

Влияние статического электричества на организм человека может быть губительным и вызывает различные заболевания, в том числе психические. Если говорить о производственной безопасности в целом, основных способов борьбы два:

Снижение возможности образования электростатических зарядов.
Устранение накопления электростатических зарядов.

Чтобы уменьшить трение – детали оборудования шлифуют и смазывают. Для изготовления механизмов применяются одинаковые материалы. Избавиться от зарядов можно с помощью заземления станков.

Статическое электричество может сыграть злую шутку при распылении или разбрызгивании жидкостей с низкими показателями проводимости тока. Это чревато их воспламенением.

Проблема решается использование специальной тары и условиями обработки. К индивидуальным средствам защиты от статического напряжения можно отнести несколько наименований:

Специальная одежда (штаны и куртка).
Обувь с подошвой, обеспечивающей изоляцию.
Перчатки.
Браслеты для снятия диэлектрического напряжения.

Нет худа без добра

Статическое электричество приносит не только вред, но и пользу. С развитием технологий, люди приручили статическое напряжение и научились извлекать из него выгоду. Так явление успешно используется при ламининации пиломатериалов, в бумажной промышленности. Накопленный заряд помогает при изготовлении и нанесении этикеток и при качественной порошковой покраске автомобилей.

Наверняка вы хорошо знакомы с различными проявлениями статического электричества — бывают ситуации, когда, прикасаясь к чему-то, вы чувствуете легкий (а то и не очень) удар током. Это обыденное и, на первый взгляд, безобидное явление таит в себе большую опасность.

Не так давно в городе Бобруйске, что в соседней Беларуси, три человека получили серьезные травмы в результате возгорания, случившегося из-за искры статического электричества. При заправке автомобиля бензином из пластмассовой канистры произошло самовоспламенение паров топлива. И виной тут не столько случайность, сколько собственная халатность.

Магнитное притяжение/отталкивание

С этим побочным эффектом статического электричества сталкивался каждый. Сухие волосы при расчесывании начинают летать, тонкие бумажные и полиэтиленовые листики прилипают к рукам и друг другу. Но самая серьезная проблема, с которой вы сталкиваетесь ежедневно, — из-за статического электричества вещи притягивают на себя пыль.

Не ленитесь проводить влажную уборку. Протрете мебель сухой тряпкой — пыль тут же вернется, протрете влажной — надолго сохраните свое жилище в чистоте. Влажная уборка снимает заряд электричества с поверхности, а значит, предмет перестанет быть магнитом хоть на некоторое время.

Электроприборы

В условиях современной жизни вы постоянно имеете дело с приборами, в которых есть микроэлектронные компоненты. А все эти приборы очень боятся принять на себя незапланированный заряд электричества. Во избежание этой проблемы корпус прибора защищает его от случайного воздействия тока или же снимает заряд (например, системный блок компьютера во многом из-за этого изготавливают из металла).

Но в любом случае не удивляйтесь, если вы, стоя в резиновых сапогах и синтетическом костюме, держали в руках радиоприемник или плеер, а он начал барахлить или вовсе вышел из строя. К слову, на производстве этому вопросу уделяется большое внимание, так как заряды статики могут породить существенный процент брака.

Пожарная безопасность

Конечно, маловероятно, что от статического электричества воспламенятся предметы из твердых материалов. А вот с горючими жидкостями дела обстоят иначе. Мощности искры, которая образуется от разряда, возникающего на синтетической одежде или обуви, вполне хватит, чтобы воспламенить смесь воздуха и паров таких общедоступных бытовых легковоспламеняющихся жидкостей, как бензин, керосин, растворители.

Запомните: пользоваться этими жидкостями в плохо проветриваемом, сухом помещении, находясь при этом в синтетической одежде и обуви с резиновой подошвой, крайне небезопасно. Все эти факторы увеличивают возможность образования статического заряда. Любые вращающиеся детали машин, которые не заземлены, тоже являются генераторами статического заряда. Помимо этого генерировать заряд запросто могут сами жидкости, находящиеся в изолированной среде — например в пластиковой канистре. Как только вы попытаетесь вылить из токонепроводящей канистры топливо в заземленную среду — возникнет воспламенение. Именно по этой причине все бензовозы оснащены с металлическими цистернами и свисающей цепочкой, скользящей во время движения по асфальту.

И советуем вам не играть с огнем и использовать только металлические канистры для топлива. Есть в продаже и канистры, которые производитель предназначает для хранения легковоспламеняющихся жидкостей, но учтите, что такие аксессуары для вашего авто не проходят обязательную сертификацию в МЧС. Следовательно, на свой страх и риск каждый вправе верить, что канистра будет для этого пригодна. Все претензии потом к производителю. Что касается правил пожарной безопасности, то они ЗАПРЕЩАЮТ хранение легковоспламеняющихся жидкостей в пластмассовой таре. Только металлическая канистра — гарант того, что внутри не скопится заряд.

Поражение электрическим током

Разряд статического электричества для человека в принципе не представляет особой опасности. Но не стоит забывать о возможных вторичных последствиях. Разряд неприятен и часто вызывает непроизвольную резкую реакцию и сокращение мышц. Иногда такое сокращение может вызвать травму — например при работе с оборудованием.

Запомните: если вы находишься в электрическом поле и в руках держите заряженный объект, то велика вероятность того, что тело тоже зарядится. Заряд электричества остается в теле, если на вас надета не проводящая ток обувь (например, на резиновой подошве). И заряд будет в вас, пока вы не дотронетесь до заземленного предмета.

Если шагаете по синтетическим коврам — рождается статический заряд от контакта обуви с ковром. Выходя из своей машины, получаете удар, спровоцированный зарядом, возникшим между сиденьем и одеждой в момент подъема. Решение проблемы: держитесь за металлическую часть авто до момента отрыва от сиденья.

Можно пользоваться антистатиками, можно заземлить все вокруг. Но до конца убрать статическое электричество из жизни не удастся. Поэтому всегда помните о том, что оно рядом, и о том, что оно может быть опасным. Берегите себя! Законы физики действуют для всех.

Читайте также: