Tĩnh điện trong đời sống và sản xuất

Giống như tên gọi: tĩnh điện là điện tích ở trạng thái tĩnh. Tĩnh điện sinh ra do ma sát, áp lực, tiếp xúc giữa 2 vật thể với nhau hay tách rời từ một vật vốn đã bị nhiễm tĩnh điện từ trước. là những nguyên nhân chính gây ra tĩnh điện va chạm, ma sát trượt hoặc bị tách rời từ các vật chất vốn đã bị nhiễm tĩnh điện từ trước. Dễ nhận thấy là hiện tượng thân bút bi bằng nhựa sau khi ma sát có thể hút được các mẩu giấy nhỏ.

BÔ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

Bài Tiểu Luận:

Tĩnh Điện Trong Sản Xuất và Đời Sống

Nhóm 20:

4 Giải quyết vấn đề tĩnh điện

5 Phân loại khả năng truyền dẫn tĩnh điện căn cứ theo chất liệu

1.Tĩnh điện là gì

 Giống như tên gọi: tĩnh điện là điện tích ở trạng thái

tĩnh Tĩnh điện sinh ra do ma sát, áp lực, tiếp xúc giữa

2 vật thể với nhau hay tách rời từ một vật vốn đã bị nhiễm tĩnh điện từ trước là những nguyên nhân

chính gây ra tĩnh điện va chạm, ma sát trượt hoặc bị tách rời từ các vật chất vốn đã bị nhiễm tĩnh điện từ trước Dễ nhận thấy là hiện tượng thân bút bi bằng nhựa sau khi ma sát có thể hút được các mẩu giấy nhỏ.

Có 3 yếu tố chính ảnh hưởng đến độ lớn của tĩnh điện:

Các loại vật liệu khác nhau khi ma sát

tạo ra lượng tĩnh điện khác nhau Những

vật liệu có khả năng sinh lượng tĩnh điện

lớn khi ma sát là: nhựa, giấy, lông thỏ

hoặc các chất cách điện khác Đặc biệt

là trên các vật liệu cách điện như các

tấm nhựa, điện tích sinh ra có xu hướng

nằm nguyên tại vị trí tiếp xúc; sau đó

chúng sẽ được giải phóng khi tấm nhựa

tiếp xúc với vật khác như thân thể con

người hoặc các bảng mạch điện.

Độ lớn của tĩnh điện phụ thuộc vào lực ma sát Lực ma sát càng lớn thì lượng tĩnh điện càng lớn và ngược lại.

Lượng tĩnh điện tỷ lệ nghịch với độ ẩm trong không khí Do đó, cùng một hiện tượng tĩnh điện của cùng vật thể với lực giống nhau lượng tĩnh điện phát sinh ở mùa khô sẽ lớn hơn mùa mưa.

2.Nguyên nhân

 Do tồn tại xung quanh chúng ta với cường độ khác nhau mà chúng ta ít khi nhận ra được ,thông thường tĩnh điện không ảnh hưởng nhiều và cũng không

đáng lo ngại ,nhưng nếu xét về phương diện an toàn

và kinh tế thì cần phải có sự hiểu biết về tĩnh điện để

có biện pháp phòng chống hợp lý

Một nguyên nhân gây nhiễm điện thường gặp là sự tiếp xúc giữa các vật liệu rắn Khi hai vật cọ xát vào nhau tạo ra tĩnh điện, một vật nhường đi electron và trở nên mang điện dương còn vật kia nhận electron và trở nên mang điện âm Đây là vì một vật liệu có các electron liên kết yếu, còn vật liệu kia có nhiều khoảng trống trong lớp vỏ electron ngoài cùng của nó, cho nên các electron có thể di chuyển từ vật này sang vật kia, tạo ra sự mất cân bằng điện tích sau khi tách hai vật ra Các vật liệu có thể cho hoặc nhận electron theo kiểu này được gọi là vật liệu điện ma sát. 

-Khi con người vô tình ma sát vào các vật thì cũng có thể bị nhiễm điện 

Sự cố gây ra bởi tĩnh điện

Sự phóng tĩnh điện (ESD – Electrostatic

Discharge):

Sự phóng tĩnh điện cũng tương tự như hiện tượng

sét trong tự nhiên: điện tích bị phóng khi qua trục

máy tạo ra tia lửa điện Tia lửa điện đủ lớn và gặp

các vật dễ gây cháy nổ (dung môi gas, xăng dầu,

mùn cưa, vv…) sẽ làm phát sinh ngọn lửa gây

3 Tác hại

3.1) Trong đời sống

Do đó cần cấn trọng với các trường hợp có thể sản sinh tĩnh điện có lưu lượng lớn Ngoài ra với một lượng điện tích rất lớn trên bề mặt vật thể, tạo ra một từ trường cực mạnh ở môi

trường xung quanh Từ trường này có tác hại về lâu dài với sức khỏe con người Trong đó, ảnh hưởng nhiều nhất là hệ thần

kinh, hệ sinh dục, hệ tuần hoàn.

3.2) Trong Sản Xuất

 Tĩnh điện trên bề mặt của vật thể, khi lớn đến mức độ thích hợp (khoảng 3000 volt) sẽ tạo ra một từ trường tĩnh điện, từ trường này sẽ tác động gây ra sự phân cực của các vật thể khi các vật thể này lọt vào trường tĩnh điện, việc phân cực này tạo ra lực hút Culon đủ lớn để hút cưỡng bức các vật thể này vào bề mặt của vật mang tĩnh điện.

 Hiện tượng hút bụi này ảnh

hưởng tới chất lượng của các qúa trình sản xuất cần sạch bề mặt như: in ấn, lắp đặt, đóng gói thực phẩm, dược phẩm,

tráng phủ, sơn, xi mạ và các qui trình sản xuất điện tử, vv…

Bởi vậy, trong sản xuất chúng ta thường gặp phải các vấn đề khó chịu:

- Màng film, chai lọ bị bám dính bụi, tích điện làm giảm chất lượng sản phẩm

- Các bao bì làm ra không thể xếp ngay hàng

Các sản phẩm nằm không đúng vị trí vì đẩy nhau do nhiễm tĩnh điện gây phế phẩm.

- Kẹt màng vào các trục cuốn của máy

Ngoài ra còn những ví dụ khác:

Tĩnh điện cao gây ra tia lửa điện dẫn đến cháy nổ Hỏa hoạn từ những nơi dễ cháy như dung môi in

Mực in bị lem (vết chân chim, kéo râu…)

Công nhân bị điện giật gây tai nạn lao động.

 Phế phẩm tăng do người công nhân không muốn lại gần màng film…

 Quy trình đóng rót bị hút bụi, miệng túi bị hở.

4 Gi i quy t v n ả ế ấ đề ĩ t nh i n đ ệ

Các chất liệu khác nhau sẽ có những giải pháp khác nhau Đối với các chất liệu đẫn điện thì phương pháp thường gặp nhất là nối đất trực tiếp.Đối với những chất liệu không dẫn tĩnh điện như vật liệu tự nhiên, hỗn hợp thì chỉ có một giải pháp duy nhất là dùng ionizer Đây là phương pháp tạo ra các ion trung hoà những vùng bị tĩnh điện, nếu không được trung hòa bởi những điện tích tự do, tĩnh điện mất đi rất chậm

Sự ion hóa là phương tiện duy nhất để loại bỏ tĩnh điện ở những vật liệu cách

điện Sự  ion hoá các điện tử tự do trong không khí bằng phương pháp phân cực điện áp cao tạo ra liên tục luồng điện tích âm và điện tích dương Những điện tích này sẽ kết hợp với những điện tích trái dấu trên bề mặt của vật liệu do đó triệt tiêu được tĩnh điện trên bề mặt cách điện.Các thiết bị chống tĩnh điện có thể khử được các ion bằng cách trung hoà chúng  

Những vật liệu cách điện cho phép những nhóm điện tích âm và điện tích dương hình thành Khi những điện tích không thể di chuyển trên bề mặt của vật liệu này, việc nối đất không thể loại bỏ những điện tích này

5 Phân loại khả năng truyền dẫn tĩnh điện căn cứ theo chất liệu

Gồm 3 phân mục chính dưới đây:

A Không dẫn truyền B Ít dẫn truyền C Dẫn truyền tốt

- Độ kháng trở ở mức 10^9 ~

10^12 Ohm.

- Lưu giữ tĩnh điện trên bề mặt

ngay tại nơi sản sinh tĩnh điện

- Thường là các tấm nhựa

nguyên chất hoặc chất liệu

composite cách điện

- Độ kháng trở ở mức 10^6 ~ 10^9 Ohm

- Tĩnh điện có thể được giải phóng từ từ nhưng rất chậm

- Độ kháng trở ở mức 10^3 ~ 10^6 Ohm.

- Truyền dẫn điện tích tốt, tạo đường dẫn giải phóng tĩnh điện

- Thông thường là các tấm nhựa Carbon hoặc kim loại

    Ngoài những tác hại mà tĩnh điên gây ra ở trên thì việc nghiên cứu bản chất của nó để ứng dụng vào đời sống cũng rất được quan tâm :

Các nhà máy điện chạy than sử dụng các chất kết tủa tĩnh điện để thu gom các hạt mịn trong ống khói để chúng có thể được gom lại dưới dạng chất thải rắn thay vì phóng thích vào trong không khí

Sự nhiễm điện được áp dụng cho thuốc diệt cỏ để phun tơi trên

đồng dưới dạng sương mịn ,ứng dụng vào công nghệ sơn tĩnh điện

Ứng Dụng Của Tĩnh Điện