Τι είναι ο στατικός ηλεκτρισμός και ποια είναι η αρχή του;
Όταν ένα αντικείμενο έχει ορισμένο καθαρό θετικό ή καθαρό αρνητικό φορτίο, μπορεί να λεχθεί ότι φέρει στατικό ηλεκτρισμό. Ο στατικός ηλεκτρισμός είναι ένας σχετικός όρος, επειδή σε πολλές περιπτώσεις, ο στατικός ηλεκτρισμός μειώνεται με αργό ρυθμό. Το μήκος αυτής της περιόδου σχετίζεται με την αντίσταση του αντικειμένου. Δύο ακραία παραδείγματα πρακτικών εφαρμογών είναι τα πλαστικά και τα μέταλλα.
Γενικά, τα πλαστικά έχουν πολύ υψηλή ηλεκτρική αντίσταση, επομένως τα πλαστικά μπορούν να παραμείνουν στατικά για μεγάλες χρονικές περιόδους. Η αντίσταση του μετάλλου είναι πολύ χαμηλή και το γειωμένο μέταλλο έχει μια πολύ σύντομη περίοδο στατικού ηλεκτρισμού. Ο στατικός ηλεκτρισμός εκφράζεται συνήθως σε βολτ. Παρόλο που η τάση εναλλασσόμενου ρεύματος 220 V είναι επικίνδυνη, ο στατικός ηλεκτρισμός των 100 kV είναι πολύ κοινός. Η τάση σε ένα αντικείμενο καθορίζεται από δύο παράγοντες: το φορτίο του αντικειμένου και την χωρητικότητα του αντικειμένου. Μπορεί να εκφραστεί σε μία απλή σχέση, δηλαδή Q = CV, όπου το Q αντιπροσωπεύει την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, το V αντιπροσωπεύει την τάση και το C αντιπροσωπεύει την χωρητικότητα του αντικειμένου.
Αν δοθεί η ισχύς ενός αντικειμένου, όσο χαμηλότερη είναι η χωρητικότητα, τόσο υψηλότερη είναι η τάση και αντίστροφα. Τα πλαστικά γενικά έχουν πολύ χαμηλή χωρητικότητα, οπότε πολύ μικρή ισχύς μπορεί να παράγει πολύ υψηλές τάσεις. Αντίθετα, η χωρητικότητα του μετάλλου είναι πολύ υψηλή, οπότε περισσότερο ηλεκτρισμό παράγει μόνο χαμηλότερη τάση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το πρόβλημα του στατικού ηλεκτρισμού που παράγεται από τη χρήση πλαστικών είναι σημαντικότερο στις πρακτικές εφαρμογές. Οι υψηλές τάσεις μπορούν να προσελκύσουν σκόνη, να προκαλέσουν σοκ σε έναν χειριστή ή να προκαλέσουν αλλαγές στις ιδιότητες του αντικειμένου.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι στατικού ηλεκτρισμού: στατικό σώμα και στατική επιφάνεια. Το στατικό σώμα αναφέρεται στο φορτίο που διανέμεται μέσα στο αντικείμενο. Η επιφανειακή φόρτιση αναφέρεται στο φορτίο στην εξωτερική επιφάνεια του αντικειμένου.
Σε πρακτικές εφαρμογές, το πρόβλημα του στατικού ηλεκτρισμού σχετίζεται βασικά με τον επιφανειακό στατικό ηλεκτρισμό. Αν και δεν υπάρχει τρόπος να εξουδετερωθεί ο στατικός ηλεκτρισμός, οι στατικές χύδην σπάνια προκαλούν προβλήματα. Γενικά, η επίδραση του στατικού σώματος είναι μικρή σε σύγκριση με την στατική επιφάνεια.
Ποιος είναι ο κίνδυνος της στατικής ηλεκτρικής ενέργειας για την υγεία;
Οι ειδικοί υπενθύμισαν ότι δεν νομίζω ότι ο στατικός ηλεκτρισμός είναι απλώς ένα άβολο πράγμα, έχει αρνητικό αντίκτυπο στην υγεία των ανθρώπων. Έχει επιβεβαιωθεί από ιατρικούς εμπειρογνώμονες ότι η ηλεκτροστατική παρεμβολή του δέρματος μπορεί να αλλάξει την κανονική διαφορά δυναμικού της ανθρώπινης επιφάνειας του σώματος και να επηρεάσει την κανονική ηλεκτροφυσιολογική διαδικασία του μυοκαρδίου. Αυτό το είδος στατικού ηλεκτρισμού μπορεί να κάνει τον ασθενή να επιδεινώσει την κατάσταση. Ο μακράς διαρκείας στατικός ηλεκτρισμός θα αυξήσει επίσης την αλκαλικότητα του αίματος, προκαλώντας φαγούρα και χρωματισμό του δέρματος, επηρεάζοντας τη φυσιολογική ισορροπία του ανθρώπινου σώματος και ενοχλώντας τα συναισθήματα των ανθρώπων.
Ο Xiao Yu, αναπληρωτής καθηγητής δερματολογίας στο δεύτερο νοσοκομείο Xiangya του Κεντρικού Νοτίου Πανεπιστημίου, δήλωσε ότι η συχνότητα εμφάνισης ασθενειών του προσώπου, όπως είναι το ερύθημα και η υπερχρωματοποίηση σε εργαζόμενους σε υπολογιστές γραφείου, είναι πολύ υψηλότερος από εκείνους εκείνων που δεν χρησιμοποιούν υπολογιστές . Αυτό οφείλεται στο στατικό ηλεκτρισμό που παράγεται από οθόνες ηλεκτρονικών υπολογιστών. Μια μεγάλη ποσότητα αιωρούμενης σκόνης αναγκάζει το πρόσωπο να διεγερθεί.
Οι ηλικιωμένοι είναι πιο επιρρεπείς στον στατικό ηλεκτρισμό λόγω της ξηρότητας του δέρματος των ηλικιωμένων και της γήρανσης του καρδιαγγειακού συστήματος και της αποδυνάμωσης της ικανότητας αντι-παρεμβολής των ηλικιωμένων. Το καρδιαγγειακό σύστημα έχει αρχικά ένα ηλικιωμένο άτομο με διάφορες βλάβες, και ο στατικός ηλεκτρισμός θα καταστήσει την κατάσταση χειρότερη. Το υπερβολικό στατικό ηλεκτρισμό προκαλεί συχνά άγχος, κεφαλαλγία, σφίξιμο στο στήθος, δυσκολία στην αναπνοή και βήχα.