Staatiline elekter (0)

Staatiline elekter
Staatiline elekter tekib kahe materjali hõõrdumisel. Nende teineteisest eraldamisel saab
üks neist positiivse ja teine negatiivse laengu. Laengu polaarsuse määrab nende ainete
omavaheline asukoht nn. triboelektrilises reas. Staatiline laeng võib tekkida ka siis, kui
kaks isoleermaterjali teineteisest eraldada.
 Et staatilist elektrit tunda, on vaja 3000-voldist laengut
 Et kuulda, on vaja 4000-voldist laengut
 Et näha, on vaja üle 5000-voldist laengut
Tihti moodustab laeng nullpotentsiaaliga esemel ka induktsioonülekande teel teiselt
laengut omavalt materjalilt. Näiteks arvuti- või telerikraani ees olevatele esemetele või
operaatorile võib üle kanduda potentsiaal pingega umbes 10 000 V. Mõõtmised näitavad
arvutiekraani potentsiaaliks 18 000-20 000 V. Selle laengu “maandussurinat” kuuleme siis,
kui sõrmega ekraani puudutame või sealt tolmu pühime. Tolmu koguneb ekraanile rohkem
kui kõrval olevatele esemetele. Põhjuseks on staatiline elekter. Naistele on kindlasti tuttav
olukord, kui kleit või seelik tõmbub ümber säärte, eriti talvel, kui mantel seljast võtta.
Taas üks staatilise elektri ebameeldiv külg. Laengute suurus meie kehal võib ulatuda 5000
voldini, nende suurus sõltub ka õhu suhtelisest niiskusest. Külma talve korral on
keskküttega korteri õhuniiskus umbes 30-35 %. Mida väiksem on õhuniiskus, seda suurem
potentsiaal koguneb meie kehale. Kõige ohtlikumad kuud on talvekuud novembrist
veebruarini, vähemohtlikud juunist septembrini. Staatilist laengut tunnevad inimesed
erinevalt. Mõni on väga tundlik, teine ei tunne midagi, see oleneb naha elektrijuhtivusest.
Tööstuses põhjustab staatiline elekter, õigemini staatilise elektrilaengu “maandumine” või
potentsiaalide ühtlustumine märgatavaid probleeme ja kahju ning selle nähtuse
ärahoidmiseks ja ennetaiseks tehakse suuri kulutusi. Üks põhiline tööstusharu, kus
puututakse kokku ESD-ga (lühend inglise keelest - Electrostatic Discharge) on
elektroonikatööstus. ESD võib põhjustada praaki elektroonikakomponentide veol,
ladustamisel, tootmisprotsessis, seadme häälestamise ja hooldusremondi ajal. Tootja jaoks
on kõige kahjulikum, kui viga ilmneb pärast seda, kui toodet on juba mõnda aega
kasutatud. Sel juhul on staatilise elektri laeng oma töö teinud tootmistsüklis, tuleb ilmsiks
aga alles mõne aja pärast tarbija käes. Elektroonikaseadet kahjustab just staatilise laengu
potentsiaalide kiire ühtlustamine eri komponentide vahel. Et tänapäeval on ühes kiibis ligi
100 miljonit transistori ja ühendusrajad nende vahel on 0,0005-0,0007 mm laiused, on
arusaadav, et isegi 100-voldise staatilise potentsiaali kiire ühtlustumine on neile ohtlik.
Inimene oma nahaga ei tunneta, elektroonikaseade on aga juba rivist väljas. Siin tuli juurde
mõiste “kiirus”. Määrav on just nimelt potentsiaalide ühtlustumise kiirus. Kui ESD siirdub
juhtivasse materjali, saab just see viga . Kui laengu siirdumine ei ole kontrollitud, tekib
väga tugev vooluimpulss – 40 000 V potentsiaali korra kuni 70 A, seda väga lühikese aja
(10-20 nanosekundi) jooksul.
ESD-standardite nõudeid tuleb arvesse võtta arvutiruumides, lennujuhtimiskeskustes,
haiglates, elektroonikatööstuses, remondi- ja hoolduskeskustes. Standardites on
elektriohutusnõudeid silmas pidades määratud materjalide juhtivuse ülem- ja alampiirid,
nii et staatiline laeng maandaks ning inimene oleks võrgupinge alla sattumise korral
kaitstud. Välja on töötatud ESD-materjalide pindjuhtivuse ja maa suhtes juhtivuse
standardid. Standardiseeritud on ka ESD-materjalide ja ESD-kaitsesüsteemide mõõtmis- ja
kontrollimismeetodid. ESD-kaitsesüsteemidega varustatud tööpiirkonnad peavad olema
eraldatud ja märgistatud standardikohaste siltide ja viidetega. ESD-kaitsesüsteemide hulka
kuuluvad põrandakatted (just ESD-, mitte antistaatilised katted), töökohamatid,
randmevõrud, kontroll- ja mõõteseadmed, signalisaatorid, ionisaatorid, ESD-
pakkematerjalid jpm.
Kaitse staatilise elektri kuhjumise vastu:
 Maandamine
 Õhuniiskuse tõstmine (üle 70%)
 Antistaatiliste segude kasutamine
 Õhu ioniseerimine
 Kaitsegaaside kasutamine
 Elektriseeruvate pindade niisutamine
 Gaaside, vedelike puhastamine saastunud hõljuvosakestest
 Riietuse valimine. (Mitte kanda sünteetilisest materjalist rõivaid)