ไฟฟ้าสถิต

เราจะอธิบายเรื่องการลดความชื้นซึ่งเป็นหัวข้อที่ได้ยินบ่อยครั้งโดยเริ่มตั้งแต่พื้นฐานของอากาศ และอธิบายจุดประสงค์และเหตุผลของการลดความชื้น การใช้งานในกระบวนการผลิต และวิธีการลดความชื้นโดยทั่วไป
สารบัญ [ซ่อน]
ไฟฟ้าสถิตคืออะไร?
ไฟฟ้าสถิต หมายถึง สภาวะที่วัตถุมีประจุไฟฟ้า หรือ ประจุไฟฟ้า (ประจุ) เอง ไฟฟ้าสถิตเกิดขึ้นกับวัตถุที่นำไฟฟ้าได้ยาก และเรียกว่า ไฟฟ้าสถิต เนื่องจากยังคงสถิตอยู่แม้ในขณะที่มีประจุไฟฟ้า
หลายคนคงเคยมีประสบการณ์สัมผัสลูกบิดประตูในวันที่อากาศแห้งในฤดูหนาว แล้วเกิดประกายไฟสีน้ำเงิน! (โอ๊ย!) หรือสมัยเด็กๆ เคยเล่นโดยการถูแผ่นกระดาษใต้รักแร้เพื่อให้ผมลุกตั้งขึ้น เป็นที่ทราบกันดีว่าปรากฏการณ์เหล่านี้เกิดจากไฟฟ้าสถิต

ศักย์ไฟฟ้าสถิตย์มีค่าเท่าใด?
ไฟฟ้าสถิตที่ร่างกายได้รับแรงกระแทกเรียกว่า ไฟฟ้าช็อต โดยสามารถแสดงความรุนแรงของไฟฟ้าช็อตที่ร่างกายรู้สึกได้และศักย์ไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้า) ของไฟฟ้าช็อตได้ดังนี้
ประกายไฟฟ้าสถิตย์สีขาวอมฟ้าที่คุณสัมผัสเมื่อสัมผัสลูกบิดประตูในฤดูหนาวมีประจุไฟฟ้าประมาณ 10 กิโลโวลต์แอมแปร์ ฟ้าผ่าก็ใช้หลักการเดียวกันกับการคายประจุไฟฟ้าสถิตย์ แต่ในกรณีของฟ้าผ่า ประจุไฟฟ้าจะอยู่ที่ 10,000,000 ถึง 1,000,000 กิโลโวลต์แอมแปร์ และกระแสไฟฟ้าอาจสูงถึงหลายหมื่นแอมแปร์
| ของร่างกายมนุษย์ ศักย์ไฟฟ้าช็อต (kVA) | ความแรงของไฟฟ้าช็อตที่รู้สึกได้บนร่างกาย | ปรากฏการณ์ | การสะสมไฟฟ้าสถิตบนเสื้อผ้า |
|---|---|---|---|
| 1.0 | ฉันไม่รู้สึกอะไรเลย | เสียงระบายออกเบาๆ | เดินบนพรมไนลอน |
| 2.0 | ฉันรู้สึกมันที่ด้านนอกนิ้วของฉัน แต่มันไม่เจ็บ | ||
| 3.0 | ความเจ็บปวดอย่างรุนแรงเหมือนถูกเข็มทิ่ม | ||
| 4.0 | ปวดนิ้วเล็กน้อยเหมือนมีเข็มทิ่มลึกๆ | สามารถมองเห็นการปล่อยแสงระหว่างการคายประจุได้ | ถอดเสื้อผ้าโพลีเอสเตอร์ของคุณออก ถอดเสื้อสเวตเตอร์อะคริลิกออก การพับผ้าห่มอะคริลิก |
| 5.0 | อาการปวดจากฝ่ามือถึงปลายแขน | แสงปล่อยประจุออกมาจากปลายนิ้ว | |
| 6.0 | อาการปวดอย่างรุนแรงที่นิ้วมือและรู้สึกหนักที่หลังแขน | ||
| 7.0 | อาการปวดอย่างรุนแรงและชาบริเวณนิ้วมือและฝ่ามือ | ||
| 8.0 | อาการชาตั้งแต่ฝ่ามือถึงปลายแขน | ||
| 9.0 | อาการปวดข้อมืออย่างรุนแรงและอาการชาที่มือ | ||
| 10.0 | อาการปวดและรู้สึกไฟฟ้าทั่วมือ | แสงจางๆ สามารถมองเห็นได้ในความมืด | |
| 11.0 | นิ้วของฉันชามาก และฉันรู้สึกเหมือนมีไฟฟ้าช็อตแรงๆ ทั่วทั้งมือ | ||
| 12.0 | ทั้งมือเหมือนโดนตีเลย |
“แนวทางความปลอดภัยด้านไฟฟ้าสถิต” จัดทำโดยสถาบันความปลอดภัยอุตสาหกรรม
ไฟฟ้าสถิตเกิดขึ้นได้อย่างไร
ประการแรก วัตถุมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าเนื่องจากประกอบด้วยอะตอม และอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอน
โปรตอนในนิวเคลียสมีประจุบวก และอิเล็กตรอนมีประจุลบ โดยปกติแล้ว จำนวนประจุบวกและประจุลบจะเท่ากัน ทำให้เกิดสภาวะสมดุลทางไฟฟ้าและเป็นกลาง นี่คือเหตุผลที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลเมื่อคุณสัมผัสพวกมัน
อย่างไรก็ตาม เมื่อเกิดการสัมผัสหรือแรงเสียดทาน และอิเล็กตรอนที่มีประจุลบเคลื่อนที่จากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง สมดุลประจุจะถูกทำลาย และวัตถุแต่ละชิ้นจะไม่สมดุลทางไฟฟ้า
สิ่งใดก็ตามที่ถูกเอาประจุลบออกไป ก็จะกลายเป็นสิ่งบวกมากขึ้น และสิ่งใดก็ตามที่ถูกเอาประจุลบออกไป ก็จะกลายเป็นสิ่งลบมากขึ้น
สถานะนี้เรียกว่าไฟฟ้าสถิต และการถูกประจุไฟฟ้าสถิตบวกหรือลบเรียกว่าการถูกทำให้เป็นไฟฟ้า เมื่อโลหะ (ตัวนำไฟฟ้า) สัมผัสกับวัตถุในสถานะประจุนี้ กระแสไฟฟ้าจะถูกคายประจุทันที (ESD)

อนุกรมไตรโบอิเล็กทริกและความน่าจะเป็นของการเกิดไฟฟ้าสถิต
ไฟฟ้าสถิตมีทั้งประจุบวกและประจุลบ แต่สารบางชนิดมักจะมีประจุบวกและบางชนิดมักจะมีประจุลบ ลำดับที่สารมีแนวโน้มที่จะมีประจุได้ง่ายเรียกว่าอนุกรมไตรโบอิเล็กทริก
เมื่อนำวัตถุสองชิ้นมาถูกัน วัตถุด้านบวกจะมีประจุบวก และวัตถุด้านลบจะมีประจุลบ
ยิ่งระยะห่างระหว่างวัตถุทั้งสองในคอลัมน์ไฟฟ้าสถิตมากขึ้น ไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นก็จะมากขึ้นตามไปด้วย

ประเภทของไฟฟ้าสถิต
แม้ว่าไฟฟ้าสถิตย์ทั้งหมดจะมีลักษณะเหมือนกัน แต่สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ขึ้นอยู่กับวิธีการสร้างไฟฟ้าสถิตย์ ได้แก่ การชาร์จแบบสัมผัส การชาร์จแบบแรงเสียดทาน และการชาร์จแบบลอก
| ชนิด | สาเหตุของการเกิดขึ้น | กรณีการเกิดขึ้น |
|---|---|---|
| การชาร์จแบบสัมผัส | เกิดขึ้นเมื่อวัตถุสัมผัสกัน | เมื่อทำการดูดฝุ่น ฝุ่นจะเข้าไปติดที่ปลายท่อ |
| ลวดเสียดสี | เกิดจากการเสียดสีหรือการสัมผัสระหว่างวัตถุสองชิ้น | เวลาผมถูหัวด้วยที่ทับกระดาษ ผมผมจะติดกับมัน การถอดเสื้อกันหนาวในฤดูหนาว |
| การลอกไฟฟ้า | เกิดขึ้นเมื่อวัตถุสองชิ้นที่ทับซ้อนกันแยกออกจากกัน | ลอกฟิล์มห่อออก ลอกฟิล์มป้องกันออกจากสมาร์ทโฟนของคุณ |
ผลกระทบที่เป็นอันตรายจากไฟฟ้าสถิตในสถานที่ผลิต
ในอุตสาหกรรมที่มีวัสดุไวไฟจำนวนมาก เช่น อุตสาหกรรมเคมี มีแนวโน้มว่าจะเกิดการระเบิดและไฟไหม้อันเนื่องมาจากการปล่อยไฟฟ้าสถิตประมาณ 100 ครั้งต่อปี
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โรงงานที่จัดการกับฝุ่นระเบิด เช่น ผงหมึกและคาร์บอน ล้วนเคยประสบกับการระเบิดของฝุ่นขนาดใหญ่จำนวนมากอันเนื่องมาจากไฟฟ้าสถิตในอดีต นอกจากนี้ยังมีกรณีมากมายที่ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ระบบ เช่น เซมิคอนดักเตอร์ ถูกทำลายจากการปล่อยไฟฟ้าสถิต
ผลกระทบที่เป็นอันตรายจากไฟฟ้าสถิตในสถานที่ผลิตมีดังต่อไปนี้:
| ผลกระทบที่เป็นอันตรายจากไฟฟ้าสถิต | เนื้อหา |
|---|---|
| การยึดเกาะของสิ่งสกปรก | ไฟฟ้าสถิตทำให้ฝุ่นละอองและสิ่งสกปรกเกาะติดกับผลิตภัณฑ์ |
| การคายประจุไฟฟ้าสถิต | การทำลายผลิตภัณฑ์เนื่องจากการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต |
| ข้อบกพร่องในการพิมพ์สี | ไฟฟ้าสถิตทำให้การลงสีและการพิมพ์ไม่สม่ำเสมอ |
| ประสิทธิภาพการผลิตลดลง | ฟิล์มติดอุปกรณ์และอุดตันตัวป้อน ผงเกาะติดหรืออุดตันถังบรรจุหรือสายพานลำเลียง |
| เสียงไฟฟ้าสถิต | เสียงรบกวนที่เกิดจากการปล่อยไฟฟ้าสถิตอาจทำให้เครื่องมือทำงานผิดปกติได้ |
| การจุดระเบิดและการระเบิด | การปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตอาจทำให้เกิดไฟไหม้และการระเบิดได้ |
| ภัยพิบัติไฟฟ้าช็อตรอง | ไฟฟ้าช็อตอาจทำให้คุณทำของหล่นหรือลื่นล้มได้ |
มาตรการป้องกันไฟฟ้าสถิตย์โดยทั่วไป
ต่อสายดิน (ground)
ในกรณีของตัวนำเช่นโลหะ ไฟฟ้าสถิตสามารถถูกส่งไปที่พื้นดินได้โดยการเชื่อมต่อกับสายดิน
อย่างไรก็ตาม หากวัสดุนั้นเป็นฉนวน เช่น ยางหรือแก้ว การเชื่อมต่อกับดินจะไม่มีผลใดๆ
สายรัดข้อมือ, เสื่อดิน
เนื่องจากคนงานมักมีประจุไฟฟ้า จึงสามารถปล่อยไฟฟ้าสถิตได้โดยการสวมสายรัดข้อมือที่ต่อสายดินหรือปูเสื่อที่ต่อสายดินในขณะทำงาน
วัสดุป้องกันไฟฟ้าสถิตย์
ในกรณีของวัสดุฉนวน ไฟฟ้าสถิตสามารถถูกระงับได้โดยการเคลือบพื้นผิวด้วยวัสดุป้องกันไฟฟ้าสถิต
วัสดุนำไฟฟ้า
การนำวัสดุที่มีสภาพนำไฟฟ้ามาใช้กับพื้นผิวทำให้ไฟฟ้าสถิตสามารถระบายออกได้ง่ายขึ้น จึงลดการสะสมของไฟฟ้าสถิต
นอกจากนี้ การนวดวัสดุที่มีสภาพนำไฟฟ้าให้เป็นเรซิน ฯลฯ ยังทำให้สามารถปล่อยไฟฟ้าสถิตได้ง่ายขึ้น ทำให้มีโอกาสเกิดประจุไฟฟ้าน้อยลง
เครื่องกำจัดไฟฟ้าสถิต/เครื่องสร้างไอออน
ไฟฟ้าสถิตสามารถกำจัดได้โดยการฉีดประจุตรงข้ามเข้าไปในวัตถุที่มีประจุ ซึ่งจะทำให้วัตถุเป็นกลางทางไฟฟ้า
การควบคุมความชื้น (humidification)
ตามที่แสดงในตารางด้านล่าง ไฟฟ้าสถิตมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นน้อยลงเมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น
โดยทั่วไป เมื่อความชื้นสัมพัทธ์เกิน 60% แรงดันไฟฟ้าสถิตจะลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น การควบคุมความชื้นด้วยการเพิ่มความชื้นที่เหมาะสมจึงเป็นมาตรการป้องกันไฟฟ้าสถิตที่มีประสิทธิภาพมากเช่นกัน
| แหล่งกำเนิดไฟฟ้าสถิต (วัตถุที่มีประจุ) | ความชื้นสัมพัทธ์ 10-20% | ความชื้นสัมพัทธ์ 65-90% | |
|---|---|---|---|
| ร่างกายมนุษย์เดินบนพรม | 35,000V | → | 1,500V |
| ร่างกายมนุษย์เดินบนพื้นไวนิล | 12,000V | → | 250V |
| คนงานโต๊ะ | 6,000V | → | 100V |
| วัสดุบรรจุภัณฑ์ไวนิล | 7,000V | → | 600V |
| หยิบถุงพลาสติกธรรมดาจากโต๊ะทำงาน | 20,000V | → | 1,200V |
| เก้าอี้บุด้วยยูรีเทน | 18,000V | → | 1,500V |
(จาก MIL-HDBK-773A)
นอกจากนี้ ตามที่แสดงในภาพด้านขวาล่าง เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ความต้านทานไฟฟ้าจะลดลง ส่งผลให้ระยะเวลาที่ไฟฟ้าสถิตย์จะระเหยออกไปสั้นลง

สร้างสภาพแวดล้อมที่มีโอกาสเกิดไฟฟ้าสถิตน้อยลงด้วยซีรีส์ Apiste PAU
เครื่องปรับอากาศความแม่นยำสูง ซีรีส์ PAU ของ Apiste ใช้เป็นมาตรการป้องกันไฟฟ้าสถิตในกระบวนการผลิตที่หลากหลาย รวมถึงกระบวนการผลิตจอ LCD และแผงแบน กระบวนการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และกระบวนการผลิตฟิล์มประสิทธิภาพสูงและผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์
โดยเฉพาะอย่างยิ่งซีรีส์ PAU-GR-HC โดดเด่นด้วยความสามารถในการปรับอุณหภูมิและความชื้นให้เหมาะสมกับสภาวะที่เหมาะสมที่สุด


