الكتريسيته ساكن چيست و چگونه مي توانيم آن را كنترل كنيم ؟
شما مدتي روي يك قاليچه راه رفته ايد، به دستگيره در مي رسيد و به محض نزديك كردن دست خود به دستگيره در بـهشما شوك الكتريكي وارد مي شود. و يا در زمستان وقتي كلاه پشمي تان را از سر خود برمي داريد موهاي سـرتان در هـواراست مي شوند. چه اتفاقي افتاده و چرا اين اتفاقها در زمستان بيشتر مي افتد؟ پاسخ الكتريسته ساكن است. براي اين كهبدانيم الكتريسيته ساكن چيست و چگونه ايجاد مي شود بايستي در مورد طبيعت مواد قدري بيشتر بـدانيم. الكتريـسيتهساكن چنانچه از اسمش پيداست وجه ايستايي از الكتريسيته در مواد است كه حركت نمي كند. همه مواد به عبارتي هرآنچه در اطراف ماست از اتم ساخته شده اند و اتم كوچكترين ذره يك ماده است كه هنوز هم حاوي خواص آن ماده مي باشد. دانشمندان تا به امروز تنها 115 نوع اتم مختلف را كشف كرده اند .

اجزاي اتم :
در مركز هر اتمي هسته قرار دارد كه شامل دو نوع ذره متفاوت است. پروتون با بار الكتريكي مثبت، نوترون بدون بار الكتريكي( خنثي) و در اطراف هسته يك يا چند الكترون با بار الكتريكي منفي حركت مي كنند. در يـكاتم زماني كه بار مثبت هسته برابر باشد با مجموع بار منفي الكترون هاي در حال حركت به دور هسته آن حالت غير فعـالپديدار شده و به اين حالت اصطلاحا" خنثي اتلاق مي گردد. ( شكل 1) هرگاه هسته اتم، الكترون از دست بدهد و يا الكترون بگيرد در اين حالت عدم تعادل ايجاد مي شود. ( شكل 2) به اتمي كه الكترون از دست بدهد بار مثبت و اتمي كه الكترون به خود بگيرد بار منفي اتلاق مي گردد و در حالت كلي اتمي كه بار دارد، ( چه بار مثبت و چه بار منفي ) يون ناميده مي شود.تصويري كه از اتم تا به اينجا ساختيم خيلي دقيق نيست، با اين حال مي توانيم از آن استفاده كنيم تا درباره الكتريسيته ساكن بيشتر بدانيم.

جاذبه بارهاي مخالف
حالا خواهيم ديد كه بارهاي مثبت و منفي رفتارهاي جالبي از خودشان نشان مي دهند. دو جسم با بارهاي مخالف ( يك جسم با بار مثبت و ديگري با بار منفي) همديگر را جذب مي كنند و برعكس دو جسم با بارهاي همنام همديگر را دفع ميكنند. يك جسم باردار حتي مي تواند اجسام خنثي را هم جذب كند. تا به حال درباره اين كه چگونه يك بادكنك به ديـوارمي چسبد فكر كرده ايد؟ اگر بادكنكي را با ساييدن به موهاي خود باردار كنيد، الكترون اضافه به دست مي آورد و بار منفي خواهد داشت . نزديك كردن بادكنك باردار به يك جسم خنثي( مثل ديوار) باعث حركت الكترون هاي آن جسم مي شود. اگر جسم خنثي رسانا باشد، الكترون هاي زيادي به راحتي به سمت ديگر آن حركت مي كنند و تا جاي ممكـن از بادكنـك ( كه بار منفي دارد) دور مي شوند. اما اگر جسم خنثي نارسانا باشد الكترون ها در اتم ها و مولكول ها كمي خود را به سمت ديگر جابجا مي كنند و تا جايي كه اتم اجازه مي دهد از بادكنك دور مي شوند. در هر دو صورت ( جسم خنثي رسانا باشد يا نارسانا) بارهاي مثبت در مجاورت بادكنك بيشتر از بارهاي منفي است . مي دانيم كه بارهاي مخالف همديگر را جذب مـيكنند. پس بادكنك باردار به جسم خنثي( مثلا" ديوار) مي چسبد. حال ببنيم كه اين اطلاعات چه ارتباطي بـا جرقـه بـيندست ما و دستگيره در دارد و چطور راست شدن موهاي ما را هنگام برداشتن كلاه پشمي توضيح مي دهد. پاسخ اين است زماني كه روي فرش راه مي رويم الكترون ها از فرش به بدن ما منتقل مي شوند. حالا بدن ما بار الكتريكـياضافه در خود جمع كرده است و به محض لمس كردن دستگيره در كه يك رسانا مي باشد الكترون هاي اضافي بدن مـا بـهراحتي به آن منتقل مي شوند و اين انتقال الكترون ها باعث ايجاد جرقه بين دست ما و دستگيره در مي شود. در خـصوصكلاه پشمي نيز وقتي كلاه را از سرمان برمي داريم، كلاه به موهاي سرمان ماليده مي شود. الكترون ها از موهاي ما به كـلاهمنتقل مي شود. حالا هر تار موي ما بار مثبت دارد. و با توجه به اصل دافعه بارهاي مثبت موها تلاش مي كنند تا جاي ممكناز هم دور شوند، پس راست مي ايستند.

چگونه الكتريسيته ساكن توليد مي شود:
با استناد و يادآوري مطالب عنوان شده الكتريسيته ساكن پديده اي است در سطح، زماني كـه دو سـطح و يـا بيـشتر بـايكديگر در تماس بوده و دوباره از هم جدا شوند ايجاد مي گردد. در حقيقت در تماس و دوباره از هم جدا شـدن دو سـطحنوعي تقسيم و انتقال الكترون هاي منفي از يك اتم به اتم ديگر رخ مي دهد. شدت شارژ الكتريسيته در سطح به عوامل متعددي بستگي دارد، من جمله مواد و خواص فيزيكي و الكتريكي مربوط به آن، دما، رطوبت، فشار و سرعت جدائي دو سطح از همديگر. هر چقدر فشار و سرعت سايش دو سطح بيشتر باشد شارژ الكتريسيته ( استاتيك ) بيشتري پديد خواهد آمد. ( شكل 3 ) ما اكثرا " در زمستان با پديده هايي كه به الكتريسيته ساكن مربوط مي شوند به دليل پائين بودن رطوبت نسبي هوا بيـشترمواجه مي شويم. در تا بستان وقتي هوا مرطوب تر است و از آنجائيكه آب رسانا مي باشد، برخي از مواد با جذب رطوبـت در سطح تبديل به سطحي نيمه هادي شده و بار خود را به هوا تخليه مي كنند. در نتيجه بار الكتريكي زيادي در آن ها تجمـعنمي كند.

سري تريبو الكتريكي مواد
دانشمندان با توجه به توانايي مواد در از دست دادن و يا به دستآوردن الك ترون آن ها را رده بنـدي كـرده انـد. وقتـي دو مـادهمختلف را به هم مي ساييم، كدام يك بار مثبت پيدا مـي كنـد وكدام يك بار منفي؟ اين رده بندي را سري ((Tribo Electric)) مي نامند . دامنه و قطبيت بار الكتريكـي مـواد بـستگي دارد بـهموقعيت مواد در مجموعه تريبو الكتريك . ( شكل 4 ) مواد رسانا و نارسانا مواد در حالت كلي به دو دسته رسانا( هـادي) و نارسـانا( غيـرهادي) تقسيم مي شوند. از آنجائيكه در يك هادي الكترونها ميتوانند آزادانه حركت كنند، شارژ استاتيك ايجاد شده در جـسمهادي به راحتي مي تواند با اتـصال آن بـه زمـين حـذف شـود. ( شكل 5 ) اما در مواد نارسانا چنين نخواهد بود. چون الكترون ها نمي توانند آزادانه حركت كنند. بنـابراين مـواد غيـر هـادي شـارژاستاتيك را مي توانند براي مدت زمان طولاني در خود حفظ كنند و اتصال اين مواد به زمـين نيـز نخواهـد توانـست بـارالكتريكي شارژ شده در ماده را تخليه كند .( شكل 6 ) راه حل تخليه مواد غير هادي از استاتيك شارژ شده در آن ها يونيزاسيون فعال مي باشد. حال ببينيم اثرات منفي استاتيك و كاربردهاي مفيد آن در پروسه هاي توليد چگونه است.

مشكلاتي كه شارژ استاتيك ايجاد مي كند
در فرآيندهاي توليد صنعتي استاتيك اغلب مي تواند باعث مختل شدن پروسه توليد گردد . در اثر اين پديـده اپراتورهـايماشين آلات در اثر تماس با مواد با شوك الكتريكي مواجه مي شوند كه اصلا" خوش آيند نبوده و اگـر ايـن تمـاس هـا درصنايعي كه با رنگ هاي پايه حلالي سر و كار دارند رخ بدهد، د شارژهاي الكتريكي( جرقه) مي تواند خطر انفجـار و آتـشسوزي را در پي داشته باشد. مواد زائد و گرد و غبار در اثر اين پديده مي تواند جذب اجسام شو ند و تأثير جذب اين ذرات ريز بر روي مـواد در دسـتگاههاي چاپ، رنگ آميزي، پزشكي و داروئي مي تواند باعث مختل شدن پروسه توليد و ايجاد ضايعات مضاعف در خط توليـدگردد. و مهمتر از همه اين ها جذب مواد زائد و گرد و غبار بر روي اجسام و استفاده آن ها در زمينه صنايع غذائي مي تواندعامل بروز مشكلات بهداشتي و سلامتي در جامعه گردد. كه اين وضعيت نه براي توليد كننده و نه مصرف كننده خوش آيندنخواهد بود. در حال حاضر صنايعي را كه در آن نياز استفاده از تجهيزات آنتي استاتيك جهت بهبود فرآيند توليد از اهميت بسزائي برخوردار مي باشد را مي توان به شرح زير برشمرد : صنايع بسته بندي و چاپ، صنعت پلاستيك، كاغذ، صنايع غذائي و داروئي، صنعت اتومبيل، صنايع شيميائي، الكترونيـك،پارچه و بسياري از موارد خاص كاربردي ديگر...

چگونه مي توان الكتريسيته ساكن ( شارژ استاتيك ) را كنترل كرد ؟
خنثي نمودن اسـتاتيك شـارژ شـده بـر روي مـواد نارسـانا از طريـق يونيزاسـيون فعـال انجـام مـي پـذيرد. شـركت Puls Electronic به عنوان توليد كننده تجهيزات يونيزاسيون در جهان شناخته شده مي باشد. عمل يونيزاسيون با ايجاد ولتاژ بالا توسط اين تجهيزات انجام مي شود و مولكول هاي هوا در اثر عمل يونيزاسيون به يون هاي مثبت و منفي تقـسيممي شوند . استاتيك شارژ شده در مواد، يون هايي از قطب هاي مخالف خود را از هوا به خود جذب مي كنند؛ بنابراين عمـلخنثي سازي صورت مي پذيرد. شركتPulse تجهيزات گسترده اي را بسته به نوع فرآيندهاي توليد و كاربردهـاي خـاصارائه مي دهد. الكتريسيته ساكن در بعضي از كاربردها مي تواند مفيد هم واقع شود. با استفاده از ولتاژ بالا واصل شارژ استاتيك مي توانمواد را به طور موقت بهم چسباند. مولدهاي شارژDC به كمك نازلهاي مربوطه مي توانند در برخي از صنايع ماننـد توليـدورقMDF ، رنگ آميزي شيشه، خطوط اكستروژن و دستگاه هاي توليد ظروفIML جهت جاگذاري ليبـل داخـل قالـبنقش بسزائي را در افزايش راندمان توليد و بهبود كيفيت داشته باشند.


Subscribe

Be the first to know about the new templates.