Номер 2, страница 121 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Электрические явления. Параграф 29. Электрические явления в природе и технике. Темы докладов - номер 2, страница 121.

Условие.

2. 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. Для защиты от его негативных последствий, таких как искровые разряды, способные вызвать воспламенение, взрыв или повредить электронные компоненты, применяются следующие основные способы:

Заземление

Это основной и наиболее надежный способ защиты от статического электричества для проводящих и полупроводящих объектов. Суть метода заключается в создании непрерывного электрического пути между защищаемым объектом и заземляющим устройством (землей). Это обеспечивает стекание возникающих зарядов в землю, потенциал которой условно принимается равным нулю. Заземлению подлежат корпуса технологического оборудования, машин и аппаратов; металлические и электропроводные неметаллические трубопроводы и емкости; строительные конструкции; транспортные средства (например, автоцистерны при сливе/наливе горючих жидкостей). Также заземляется и тело человека: персонал использует антистатические браслеты, специальную обувь и электропроводящие полы. Сопротивление заземляющего устройства для защиты от статического электричества не должно превышать $100$ Ом.

Ответ: Заземление является ключевым методом защиты, обеспечивающим отвод статических зарядов от оборудования и персонала в землю.

Увеличение поверхностной и объемной проводимости материалов

Если материалы, склонные к электризации, сделать более электропроводными, то заряды не будут на них накапливаться, а будут стекать на заземленные части оборудования. Это достигается, во-первых, применением антистатических материалов, то есть материалов, удельное объемное сопротивление которых находится в диапазоне от $10^5$ до $10^{10}$ Ом·м. Из них изготавливают полы, тару, одежду, обувь. Во-вторых, введением в состав диэлектрических материалов (пластмасс, резин, тканей) специальных антистатических добавок, например, технического углерода, графита или металлических порошков. В-третьих, нанесением на поверхность материалов электропроводящих покрытий, таких как лаки и краски.

Ответ: Повышение электропроводности материалов путем использования антистатических версий или введения специальных добавок предотвращает накопление зарядов.

Увлажнение воздуха

Этот метод основан на том, что при повышении относительной влажности воздуха на поверхности материалов образуется тонкая пленка влаги, которая увеличивает их поверхностную проводимость и способствует стеканию заряда. Эффективность метода зависит от гигроскопичности материала. Как правило, относительную влажность воздуха поддерживают на уровне 65-75%. Однако этот метод имеет ограничения: он неприменим, если повышение влажности недопустимо по условиям технологического процесса или хранения продукции; может вызывать коррозию оборудования; малоэффективен для гидрофобных материалов (например, полиэтилена).

Ответ: Увеличение относительной влажности воздуха до 65-75% способствует стеканию зарядов с поверхностей гигроскопичных материалов.

Ионизация воздуха

Ионизация применяется для нейтрализации зарядов на поверхностях диэлектрических материалов, которые невозможно заземлить. В рабочую зону вводятся ионы обоих знаков (положительные и отрицательные). Поверхность, заряженная статическим электричеством, притягивает из воздуха ионы противоположного знака и нейтрализуется. Для ионизации воздуха применяются нейтрализаторы статического электричества, которые бывают индукционные, высоковольтные (коронного разряда) и радиоизотопные (используются редко из-за радиационной опасности).

Ответ: Ионизация воздуха используется для нейтрализации зарядов на диэлектрических материалах путем насыщения воздуха положительными и отрицательными ионами.

Использование средств индивидуальной защиты (СИЗ)

Для предотвращения накопления зарядов на теле человека и защиты от электростатических разрядов персонал, работающий во взрывоопасных зонах или с чувствительной электроникой, должен использовать антистатическую спецодежду (халаты, комбинезоны), антистатическую обувь на электропроводящей подошве, а также антистатические наручные браслеты, соединенные с контуром заземления.

Ответ: Применение антистатической одежды, обуви и браслетов обеспечивает заземление персонала и предотвращает генерацию и накопление статического заряда на теле человека.

Снижение интенсивности генерации зарядов

Организационные и технологические меры, направленные на уменьшение скорости и площади контакта трущихся поверхностей, также являются эффективным способом защиты. К ним относятся: снижение скоростей транспортировки материалов (например, скорости движения лент транспортеров, скорости перекачки жидкостей по трубопроводам); подбор контактирующих материалов с близкими значениями в трибоэлектрическом ряду, что минимизирует перенос заряда при трении; а также очистка жидкостей от примесей, которые могут способствовать электризации.

Ответ: Уменьшение скорости движения и правильный подбор контактирующих материалов позволяют снизить интенсивность процесса электризации.