Có thể nói tĩnh điện là một hiện trượng phổ biến, thường xuyên xảy ra trong đời sống hàng ngày, vậy nếu như trong công nghiệp sản xuất, tự động hóa thì hiện tượng này liệu có mang lại lợi ích hay gây ra những hư hại cần phòng tránh, bài viết này BKAII sẽ cùng các bạn tìm hiểu những thông tin cơ bản liên quan đến tĩnh điện nhé!
Tĩnh điện là hiện tượng mất cân bằng điện tích trên bề mặt của một vật liệu, trong đó điện tích được lưu giữ ở đó cho đến khi có thể truyền đi qua một dòng điện hoặc sự phóng điện. Hiện tượng tĩnh điện xuất hiện khi hai bề mặt tiếp xúc với nhau rồi tách ra, trong đó ít nhất một trong các bề mặt này có điện trở suất cao, gây ra hiện tượng cách điện hoặc cản trở dòng điện.
Nguyên nhân gây ra tĩnh điện
Nguyên nhân gây ra tĩnh điện liên quan đến cấu trúc của nguyên tử trong vật chất. Mỗi nguyên tử bao gồm proton mang điện tích dương và điện tử mang điện tích âm, và số lượng proton và điện tử trong nguyên tử là bằng nhau, khiến nguyên tử trở nên trung hòa về điện tích.
Khi hai vật liệu tiếp xúc nhau, sự tiếp xúc này tạo điều kiện cho các điện tử di chuyển từ vật này sang vật kia. Quá trình này gây ra sự dư thừa điện tích dương trên một vật liệu và sự thừa điện tích âm trên vật liệu kia. Khi các vật liệu được tách ra, sự mất cân bằng điện tích này vẫn được duy trì, tạo thành hiện tượng tĩnh điện.
Hiện tượng tĩnh điện có thể xảy ra trong nhiều tình huống khác nhau, chẳng hạn như khi chà xát hai vật liệu lại với nhau hoặc khi hai vật liệu tiếp xúc nhau. Điện tử di chuyển từ vật này sang vật kia, gây ra mất cân bằng điện tích và tạo ra sự tích tụ điện tích trên bề mặt vật liệu. Điều này có thể dẫn đến các hiện tượng như tia lửa điện, hút bụi, hoặc làm rối các thiết bị điện tử.
Tác hại của tĩnh điện
Đối với con người
Các vật thể bị nhiễm tĩnh điện lớn sẽ sinh ra điện từ trường cực mạnh cho môi trường xung quanh chúng. Khi ở trong môi trường bị nhiễm điện từ trường quá lâu, sức khỏe của con người có thể bị ảnh hưởng, các cơ quan, hệ thần kinh cũng có thể bị tác động. Ngoài ra, các vật thể này còn có thể phóng ra tĩnh điện lớn khiến con người bị giật và thậm chí là gây mất mạng.
Đối với sản xuất công nghiệp
Khi tĩnh điện trên bề mặt của một vật thể đạt đến mức độ khoảng 3000 volt thì sẽ tạo ra một từ trường tĩnh điện. Từ trường này chính là nguyên nhân gây ra sự phân cực của các vật thể khi chúng lọt vào trường tĩnh điện. Việc phân cực này sẽ tạo ra lực hút Culong lớn và hút cưỡng bức các vật thể này vào bề mặt của vật mang tĩnh điện.
Do đó, tiện tượng tĩnh điện này sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng của các quá trình sản xuất cần sạch bề mặt như trong lĩnh vực lắp đặt, in ấn, đóng gói thực phẩm, dược phẩm, tráng sơn, xi mạ và các quy trình sản xuất các linh kiện điện tử…
Ngoài ra, hiện tượng tĩnh điện còn gây nhiều bất tiện trong phòng thí nghiệm, sản xuất như:
- Khiến bụi bám lên linh kiện điện tử, dụng cụ và từ đó làm giảm chất lượng của vật phẩm
- Gây ra các tia lửa điện và dẫn đến tình trạng dễ cháy nổ
- Khiến con người bị điện giật
- Các sản phẩm đẩy nhau dẫn đến việc nằm không đúng vị trí
- Vật phẩm đóng gói bị dính bụi, túi bao bì bị hở
Ứng dụng của tĩnh điện
Tuy gây ra nhiều tác hại nhưng tĩnh điện vẫn được ứng dụng nhiều trong cuộc sống nhờ sở hữu một vài ưu điểm nổi bật.
- Có lợi với sức căng cơ học: Ở các vật liệu áp điện, hiện tượng tĩnh điện có khả năng ép các electron ra khỏi chỗ và buộc chúng phải di chuyển ra khỏi vùng đó dưới sức căng cơ học.
- Ứng dụng cho microphone tinh thể: Sóng âm trong không khí có thể làm uốn cong một màng chắn nối với một bộ phận áp điện biến đổi sóng âm thành tín hiệu điện.
- Những nhà máy chạy bằng than sử dụng các chất kết tủa tĩnh điện để thu gom các hạt mịn trong ống khói. Chất kết tủa tính điện sẽ khiến các hạt bụi mịn thành dạng chất thải rắn để con người dễ dàng thu gom
- Ứng dụng trong sơn tĩnh điện: Nhờ vào hiện tượng tĩnh điện mà nước sơn sẽ bị hút và bám chắc hơn lên vật cần sơn.
- Tĩnh điện được ứng dụng vào sản xuất trang bị bảo hộ lao động phòng sạch như đồ bảo hộ, quần áo chống tĩnh điện; giày chống tĩnh điện; găng tay phòng sạch chống tĩnh điện.
Giải pháp chống tĩnh điện hiệu quả
- Hệ thống tiếp địa chống tĩnh điện: Tiếp địa là phương pháp cơ bản nhất để dẫn điện tích dư thừa xuống đất, giúp hạn chế hiện tượng phóng tĩnh điện. Trong nhà máy, hệ thống tiếp địa cần được thiết kế đúng tiêu chuẩn, đảm bảo mọi thiết bị và bề mặt làm việc đều có kết nối với mặt đất thông qua dây tiếp địa.
- Sử dụng vật liệu chống tĩnh điện: Các vật liệu chống tĩnh điện được thiết kế để hạn chế sự tích tụ điện tích, giúp kiểm soát môi trường làm việc an toàn hơn. Ví dụ như sơn tĩnh điện, không chỉ giúp bảo vệ bề mặt kim loại khỏi ăn mòn mà còn tăng tính thẩm mỹ, kéo dài tuổi thọ của thiết bị và công trình. Nhờ đặc tính bám dính tốt, bền màu và thân thiện với môi trường, sơn tĩnh điện ngày càng được ưa chuộng.
- Thiết bị khử tĩnh điện – Ionizer: Ionizer (bộ trung hòa ion) giúp giảm thiểu điện tích trong không khí bằng cách giải phóng các ion dương và âm để trung hòa điện tích trên bề mặt vật thể.
- Trang bị bảo hộ cá nhân chống tĩnh điện: Nhân sự làm việc trong môi trường nhạy cảm với tĩnh điện cần được trang bị đầy đủ các thiết bị bảo hộ để giảm nguy cơ phóng tĩnh điện từ cơ thể.
- Kiểm soát độ ẩm không khí: Tĩnh điện có xu hướng tích tụ mạnh trong điều kiện không khí khô. Do đó, duy trì độ ẩm từ 40-60% có thể giảm đáng kể sự hình thành tĩnh điện trong nhà máy.
- Thiết lập EPA – ESD Protected Area: Khu vực kiểm soát tĩnh điện ESD (EPA – ESD Protected Area) là nơi được thiết kế để kiểm soát tĩnh điện triệt để, chỉ cho phép sử dụng các thiết bị và vật liệu chống ESD.
- Giám sát và kiểm tra mức tĩnh điện thường xuyên: Để đảm bảo các biện pháp chống tĩnh điện hoạt động hiệu quả, doanh nghiệp cần đo lường và giám sát mức điện tích định kỳ.
Như vậy BKAII đã cùng các bạn có những tìm hiểu về hiện tượng tĩnh điện, hy vọng bài viết mang lại cho các bạn những thông tin hữu ích. Có thắc mắc hay cần thêm thông tin các bạn liên hệ BKAII nhé!
Xem thêm:
- Sơn tĩnh điện là gì? Khái niệm, nguyên lý, phân loại và ứng dụng
- Hệ thống tự động hóa lưới điện phân phối
- Tìm hiểu chung về điện công nghiệp
"BKAII - Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!"