Στατικός ηλεκτρισμός - Του Κωνσταντίνου Δ. Καρπούζα, Καθηγητού Φυσικής-Χημείας

Ο στατικός ηλεκτρισμός μπορεί να θεωρηθεί ως μια ανισοκατανομή ηλεκτρικού φορτίου που συμβαίνει σε ένα άτομο ή μόριο αν πάρει ή χάσει ηλεκτρόνια. Στο σχολείο μάθαμε ότι το άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο γιατί το πλήθος των αρνητικών ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα ισούται με το πλήθος των θετικών πρωτονίων μέσα στον πυρήνα. Να θυμηθούμε ότι κάθε ηλεκτρόνιο έχει ίσο φορτίο με το πρωτόνιο, αλλά με αντίθετο πρόσημο. Τα ηλεκτρόνια εύκολα μπορούν να μετακινηθούν από ένα άτομο σε άλλο, φορτίζοντας το πρώτο θετικά και το δεύτερο αρνητικά. Σε αυτή τη μετακίνηση δημιουργείται το φαινόμενο του στατικού ηλεκτρισμού.

Πότε δημιουργείται ο στατικός ηλεκτρισμός;

Οι βασικές αιτίες δημιουργίας στατικού ηλεκτρισμού είναι οι ακόλουθες:

1. Επαφή και απομάκρυνση δύο υλικών, όπως τριβή γυάλινου αντικείμενου με ύφασμα.

2. Γρήγορη μεταφορά θερμότητας πχ υλικό σε κλίβανο.

3. Ακτινοβολία υψηλής ενέργειας όπως στις ακτίνες Χ.

4. Διαδικασίες κοπής πχ κοπή φύλλων μετάλλου.

5. Επαγωγή δηλαδή επίδραση από μακριά ενός φορτισμένου σώματος σε αφόρτιστο.

Ποια προβλήματα δημιουργεί ο στατικός ηλεκτρισμός;

Τι μπορούμε να πάθουμε; Η απάντηση είναι σχετική. Εξαρτάται από το είδος της δραστηριότητας.

Στη βιομηχανία και σε χώρους με επικίνδυνα υλικά όπως καύσιμα, εύφλεκτα αέρια κλπ μπορεί να υπάρξουν σοβαρά ατυχήματα ή και πυρκαγιές ακόμα και από έναν σπινθήρα. Στους χώρους αυτούς λαμβάνονται πολύ αυστηρά μέτρα προφύλαξης.

Στην καθημερινή ζωή το φαινόμενο είναι ενοχλητικό και όχι ιδιαίτερα επικίνδυνο γιατί η πιθανότητα πρόκλησης φωτιάς και ηλεκτροπληξίας είναι μηδαμινή. Θα νιώσουμε ένα ελαφρύ τσίμπημα σαν να μας χτύπησε το ρεύμα.

Οι ηλεκτρονικές συσκευές που χρησιμοποιούμε καθημερινά υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα, tablets είναι καλά μονωμένες και δεν υπάρχει πρόβλημα.

Πρόβλημα υπάρχει με τα εσωτερικά κυκλώματα μιας συσκευής και περισσότερο με την αναβάθμιση της μνήμης RAM ενός υπολογιστή. Η τάση που αναπτύσσεται με τον στατικό ηλεκτρισμό μπορεί να φτάσει σε υψηλές τιμές, για τον λόγο αυτό τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά μέρη θέλουν προσοχή.

Ο ηλεκτρισμός δεν μπορεί να περάσει μέσα από τον αέρα γιατί είναι μονωτής. Αντίθετα το νερό που εξατμίζεται στην ατμόσφαιρα λειτουργεί ως αγωγός και επιτρέπει κάθε φορτίο που έχει δημιουργηθεί στο σώμα μας να εκφορτιστεί στον αέρα. Τους χειμερινούς μήνες, επειδή ο κρύος αέρας κρατά μέσα του λιγότερους υδρατμούς από τον καλοκαιρινό ζεστό αέρα, τα ηλεκτρικά φορτία, παραμένουν μέσα μας μέχρι να έρθουν σε επαφή με κάποιον αγωγό. Τον χειμώνα τυλιγόμαστε με στρώσεις μαλλιού, ακόμα και με συνθετικές ίνες. Αυτά τα υλικά προκαλούν φαινόμενα στατικού ηλεκτρισμού!

Τι μπορούμε να κάνουμε;

Δεν μπορούμε να κάνουμε και πολλά πράγματα για να αντιμετωπίσουμε τον στατικό ηλεκτρισμό. Μια λύση είναι να φοράμε ρούχα και παπούτσια από φυσικά υλικά, δηλαδή βαμβακερά με δερμάτινες και όχι συνθετικές σόλες που είναι μονωτές. Να αποφεύγουμε ξηρές ατμόσφαιρες γιατί ευνοούν τον στατικό ηλεκτρισμό. Να χρησιμοποιούμε υγραντήρα. Τα κλιματιστικά οι σόμπες τα τζάκια κλπ ξηραίνουν την ατμόσφαιρα. Να μην τρίβουμε τα πόδια μας στο χαλί……..

Όταν δουλεύουμε με ηλεκτρονικά κυκλώματα πρέπει να είμαστε γειωμένοι να κρατάμε δηλαδή μεταλλικό αντικείμενο που να καταλήγει στο έδαφος ή να χρησιμοποιούμε τα ειδικά αντιστατικά βραχιόλια που συνδέουν τον καρπό μας με ένα μεταλλικό αντικείμενο.

Όταν βγαίνουμε από το αυτοκίνητο σχετικά απότομα και πηγαίνουμε να κλείσουμε την πόρτα του αισθανόμαστε ένα χτύπημα στο χέρι. Καλό είναι τα καλύμματα από τις θέσεις να είναι από δέρμα ή βαμβάκι και να βγαίνουμε προσεκτικά δηλαδή να ακουμπήσουμε σε ένα μεταλλικό μέρος πριν πατήσουμε στο έδαφος. Έτσι θα γειωθούμε.

Ωστόσο ο στατικός ηλεκτρισμός μπορεί να είναι και χρήσιμος κάποιες φορές. Χρησιμοποιώντας υψηλή τάση, μπορεί να δημιουργηθεί στατικός ηλεκτρισμός στις επιφάνειες των υλικών ώστε να κολλήσουν παροδικά μεταξύ τους (Static Bonding), απλοποιώντας έτσι τη διαδικασία παραγωγής π.χ. τοποθέτηση ετικετών, συγκόλληση φιλμ κλπ.

ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ Δ. ΚΑΡΠΟΥΖΑΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ - ΧΗΜΕΙΑΣ