Номер 10, страница 187, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Электрический заряд. Электрическое поле. Параграф 47. Исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 10, страница 187.

Условие.

• Способы защиты от статического электричества.

Решение.

Статическое электричество — это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме диэлектриков или на изолированных проводниках. Накопление статического заряда может привести к различным негативным последствиям: от неприятных ощущений у человека до возникновения искровых разрядов, способных вызвать воспламенение горючих смесей или повредить чувствительные электронные компоненты. Для предотвращения этих явлений применяются различные способы защиты, которые часто комбинируют для достижения максимальной эффективности.

1. Заземление

Это основной и наиболее надежный способ отвода статических зарядов. Суть метода заключается в преднамеренном электрическом соединении оборудования, конструкций, транспортных средств и людей с заземляющим устройством (землей). Земля рассматривается как огромный проводник, способный принять практически неограниченное количество заряда, не изменяя своего потенциала. Заземление обеспечивает непрерывный путь для стекания статического заряда, предотвращая его накопление до опасных значений. Заземлению подлежат металлические и электропроводные части оборудования, резервуары, трубопроводы, а также специальные устройства, такие как антистатические браслеты для персонала. Эффективность заземления зависит от его сопротивления, которое для защиты от статического электричества не должно превышать $100 \text{ Ом}$.

2. Увеличение относительной влажности воздуха

Сухой воздух является хорошим изолятором и способствует накоплению статических зарядов. При повышении относительной влажности воздуха на поверхностях материалов образуется тончайшая пленка влаги, которая обладает электропроводностью. Эта пленка создает путь для утечки зарядов, тем самым снижая электрическое сопротивление материалов и способствуя рассеиванию статического электричества. Оптимальной считается относительная влажность 65-70% и выше. Однако этот метод не всегда применим, так как высокая влажность может вызывать коррозию оборудования или быть недопустимой по технологическим требованиям.

3. Ионизация воздуха

Этот метод используется для нейтрализации зарядов на диэлектрических (непроводящих) материалах, которые невозможно заземлить. Ионизация заключается в насыщении воздуха в рабочей зоне положительными и отрицательными ионами (аэроионами). Когда заряженная поверхность вступает в контакт с ионизированным воздухом, она притягивает ионы противоположного знака, что приводит к нейтрализации ее заряда. Для ионизации воздуха применяются специальные устройства — ионизаторы (нейтрализаторы) статического электричества, которые могут быть индукционными, высоковольтными (коронного разряда) или радиоизотопными.

4. Использование антистатических (рассеивающих) материалов

Применение материалов, которые по своей природе не накапливают значительный статический заряд или способствуют его быстрому и безопасному рассеиванию. Такие материалы обладают удельным поверхностным сопротивлением в диапазоне от $10^5$ до $10^{11} \text{ Ом/квадрат}$. К ним относятся:

• Антистатические полимеры, в которые при производстве добавляют специальные проводящие присадки (например, углерод).
• Антистатические напольные покрытия, коврики, тара и упаковка.
• Антистатические жидкости и спреи, которыми обрабатывают поверхности для придания им электропроводящих свойств.

5. Применение средств индивидуальной защиты (СИЗ)

Человек является одним из основных источников статического электричества. Для защиты от зарядов, генерируемых человеком, и для защиты чувствительных компонентов от разрядов с тела человека применяются специальные СИЗ:

• Антистатические браслеты, которые соединяют запястье работника с точкой заземления.
• Антистатическая обувь и ремешки на обувь, обеспечивающие стекание заряда с тела на антистатический (заземленный) пол.
• Антистатическая одежда (халаты, перчатки), изготовленная из тканей со вплетенными проводящими волокнами. Она предотвращает накопление заряда на одежде и экранирует заряды, возникающие на нижних слоях одежды.

Ответ: Основными способами защиты от статического электричества являются: заземление проводящих объектов, увеличение относительной влажности воздуха, ионизация воздуха для нейтрализации зарядов на диэлектриках, использование антистатических материалов (покрытий, тары, одежды) и применение средств индивидуальной защиты (антистатических браслетов, обуви, халатов).