Tĩnh điện là gì? Cách chống tĩnh điện hiệu quả hiện nay

Trên hành trình phát triển và ứng dụng của điện, hiện tượng tĩnh điện đã trở thành một vấn đề quan trọng và không thể bỏ qua trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về tĩnh điện và tác hại của nó. Vậy tĩnh điện là gì? Và làm thế nào để chống tĩnh điện, cùng tìm hiểu qua bài viết này nhé!    

Tĩnh điện là gì?

Tĩnh điện là hiện tượng mất cân bằng điện tích trên bề mặt của một vật liệu, trong đó điện tích được lưu giữ ở đó cho đến khi có thể truyền đi qua một dòng điện hoặc sự phóng điện. Hiện tượng tĩnh điện xuất hiện khi hai bề mặt tiếp xúc với nhau rồi tách ra, trong đó ít nhất một trong các bề mặt này có điện trở suất cao, gây ra hiện tượng cách điện hoặc cản trở dòng điện.
Tĩnh điện có những ảnh hưởng phổ biến trong cuộc sống hàng ngày, chẳng hạn như khi chúng ta cảm nhận được tia lửa điện hay nhìn thấy các hiện tượng phóng điện khi một điện tích thừa bị trung hòa gần một vật dẫn lớn như dây nối đất.
Hiện tượng tĩnh điện cũng có thể gây ra những tác động không mong muốn, như hút bụi và lông động vật vào bề mặt tời điện tích, gây rối và gây cản trở trong quá trình làm việc của các thiết bị điện tử. Để giảm thiểu tác động của tĩnh điện, người ta thường sử dụng các biện pháp tiêu điện, như sử dụng các vật liệu chống tĩnh điện hoặc định tuyến dòng điện đi qua đất để trung hòa điện tích thừa.

Nguyên nhân gây ra tĩnh điện

Nguyên nhân gây ra tĩnh điện liên quan đến cấu trúc của nguyên tử trong vật chất. Mỗi nguyên tử bao gồm proton mang điện tích dương và điện tử mang điện tích âm, và số lượng proton và điện tử trong nguyên tử là bằng nhau, khiến nguyên tử trở nên trung hòa về điện tích.
Khi hai vật liệu tiếp xúc nhau, sự tiếp xúc này tạo điều kiện cho các điện tử di chuyển từ vật này sang vật kia. Quá trình này gây ra sự dư thừa điện tích dương trên một vật liệu và sự thừa điện tích âm trên vật liệu kia. Khi các vật liệu được tách ra, sự mất cân bằng điện tích này vẫn được duy trì, tạo thành hiện tượng tĩnh điện.
Hiện tượng tĩnh điện có thể xảy ra trong nhiều tình huống khác nhau, chẳng hạn như khi chà xát hai vật liệu lại với nhau hoặc khi hai vật liệu tiếp xúc nhau. Điện tử di chuyển từ vật này sang vật kia, gây ra mất cân bằng điện tích và tạo ra sự tích tụ điện tích trên bề mặt vật liệu. Điều này có thể dẫn đến các hiện tượng như tia lửa điện, hút bụi, hoặc làm rối các thiết bị điện tử.

Những tác hại của tĩnh điện

Hiện tượng tĩnh điện có cả mặt lợi và hại, nếu nắm bắt được những tác hại chúng ta có thể tìm cách tận dụng đúng cho sản xuất công nghiệp, tránh ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Tác hại của tĩnh điện với con người

Khi các vật thể nhiễm tĩnh điện lớn, chúng tạo ra một điện trường cực mạnh xung quanh mình. Tiếp xúc lâu dài với điện trường mạnh có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe như mệt mỏi, đau đầu, chóng mặt và khó thở. Trong môi trường công nghiệp, tĩnh điện có thể gây ra các tai nạn lao động. Nếu người lao động không được đào tạo và trang bị đúng các biện pháp phòng ngừa tĩnh điện, họ có nguy cơ bị giật điện hoặc gây ra các tai nạn liên quan đến tĩnh điện.
Tĩnh điện làm cho các vật thể dính vào nhau hoặc bám vào da, gây ra cảm giác khó chịu và phiền toái trong cuộc sống hàng ngày. Gây ra các tia lửa điện và làm hư hỏng các thiết bị điện tử như máy tính, điện thoại, máy photocopy và máy in. Trong môi trường có chất dễ bay hơi, tĩnh điện có thể gây ra các hiện tượng cháy nổ do tạo ra các điện tích dương và âm, làm tăng nguy cơ cháy nổ. Có thể tạo thành các cụm bụi do hấp thụ các hạt bụi, ảnh hưởng đến môi trường và khó khăn trong việc xử lý và vận chuyển các hạt bụi này.

Trong sản xuất công nghiệp

Trong sản xuất công nghiệp, tĩnh điện gây ra hai dạng tác hại phổ biến là Phóng tĩnh điện (ESD) và Bám hút tĩnh điện (ESA).
Phóng tĩnh điện (ESD): Tĩnh điện có thể gây ra các hiện tượng phóng tĩnh điện, làm hỏng và trục trặc các phần tử điện tử, bản mạch, hoặc cả các thiết bị điện tử hoàn chỉnh. Hiện tượng này xảy ra thông qua dòng điện hoặc sóng điện từ trường được sinh ra trong quá trình phóng tĩnh. ESD có thể gây hại nghiêm trọng và suy giảm chất lượng các sản phẩm công nghiệp như vi mạch, linh kiện điện tử, máy móc, thiết bị công nghiệp.
Bám hút tĩnh điện (ESA): Trong không khí có rất nhiều hạt bụi nhỏ mà mắt thường không thể nhìn thấy được. Những hạt bụi này có khả năng bám vào các bề mặt nhiễm tĩnh điện. Một hạt bụi có kích thước chỉ 1 micro-met đã đủ sức gây chập hỏng các mạch bán dẫn có node-pitch chỉ tính bằng vài chục nano-met. Bám hút tĩnh điện ESA ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng và hiệu suất sản phẩm trong các ngành công nghiệp như in ấn, lắp ráp quang học, đóng gói thực phẩm, dược phẩm, tráng phủ, sơn, xi mạ, bán dẫn và nhiều lĩnh vực khác.

Ảnh hưởng của tĩnh điện đối với các ngành công nghiệp khác nhau

Tĩnh điện có ảnh hưởng đáng kể và tiềm ẩn nhiều rủi ro trong nhiều ngành công nghiệp và trong cuộc sống hàng ngày. Dưới đây là những tác hại của tĩnh điện trong các ngành khác nhau:
1. Ngành in ấn: Tĩnh điện có thể làm cho các tờ giấy dính vào nhau và khó tách rời, gây khó khăn trong quá trình in ấn.
2. Ngành dược phẩm: Lực hút tĩnh điện của bụi trong không khí có thể làm giảm độ sạch và chất lượng thuốc theo tiêu chuẩn.
3. Công nghiệp điện tử: Tĩnh điện có thể cản trở hoạt động của các thiết bị điện tử và làm hỏng các linh kiện nhạy cảm.
4. Tivi và máy tính: Người có nhiều tĩnh điện có thể gây nhiễu hình ảnh và âm thanh của TV và gây trục trặc cho máy tính.
5. Hiện tượng phóng tia lửa điện: Tích tụ tĩnh điện ở một mức độ nhất định có thể gây hiện tượng phóng tia lửa điện, dẫn đến nguy cơ cháy nổ.
6. Xăng và dầu diesel: Tĩnh điện trong quá trình đổ xăng và vận chuyển có thể gây ra tia lửa điện và nguy cơ cháy nổ khi tĩnh điện tích tụ đủ mức.
Ứng dụng của tĩnh điện trong cách ngành công nghiệp
Có rất nhiều ứng dụng của tĩnh điện trong công nghiệp và cuộc sống hàng ngày. Dưới đây là một số ví dụ về việc sử dụng tĩnh điện:
1. Lọc bụi tĩnh điện: Trong các nhà máy, trạm phát điện sử dụng than làm chất đốt, bộ lọc bụi tĩnh điện có thể loại bỏ than nghiền thành bột trong khói lò và giúp giảm ô nhiễm môi trường.
2. Phun sơn tĩnh điện: Tĩnh điện được sử dụng trong phun sơn tĩnh điện, đổ tĩnh điện và sao chép tĩnh điện. Các hạt sơn được tích điện và sau đó bay đến phôi làm điện cực và lắng đọng trên bề mặt phôi, hoàn thành quá trình sơn.
3. Đàn tĩnh điện: Tĩnh điện được sử dụng để trồng lông tơ trên hàng dệt và phủ một lớp chất kết dính để tạo thành một loại vải dệt như thêu.

Cách chống tĩnh điện

Nguyên lý của việc chống tĩnh điện

Tĩnh điện là hiện tượng mất cân bằng điện tích trên bề mặt của vật liệu, tạo ra điện trường xung quanh. Nguyên lý cơ bản để chống tĩnh điện là loại bỏ tĩnh điện được tạo ra càng sớm càng tốt để tránh tích tụ. Việc loại bỏ hoặc giảm thiểu tĩnh điện dựa trên nguyên tắc tạo điều kiện để các điện tích tối đa phối hợp với nhau, tránh sự cô lập và tích tụ.

Sử dụng thiết bị chống tĩnh điện

Điện địa và dây nối đất: Sử dụng điện địa và dây nối đất để dẫn tĩnh điện đi và giải tỏa nhanh chóng. Các phương tiện như xe bồn, máy bay thường được trang bị dây nối đất để đảm bảo an toàn trong quá trình tiếp xúc với mặt đất.
Vật liệu dẫn điện: Sử dụng vật liệu dẫn điện, như cao su dẫn điện, để làm lốp bánh xe và các bộ phận trong máy bay. Vật liệu dẫn điện giúp đưa tĩnh điện từ thân máy bay xuống đất trong quá trình hạ cánh.
Sợi dây dẫn điện: Sợi dây dẫn điện bằng thép không gỉ được trộn vào các thảm để chống tĩnh điện hiệu quả và giảm thiểu tích tụ tĩnh điện.

Chống tĩnh điện trong các ngành công nghiệp

Xưởng in và xưởng nhuộm: Giữ độ ẩm thích hợp trong không khí để làm tĩnh điện biến mất nhanh chóng và tránh tình trạng dính giấy và khó khăn trong quá trình in ấn.
Sản xuất dược phẩm: Đảm bảo môi trường làm việc ẩm ướt và sử dụng vật liệu chống tĩnh điện để tránh tĩnh điện ảnh hưởng đến chất lượng thuốc.
Các ngành sản xuất hiện đại: Đối với các thiết bị điện tử nhạy cảm và độ chính xác cao, sử dụng các biện pháp chống tĩnh điện để đảm bảo bền vững và hoạt động ổn định.
Sơn, tráng phủ, xi mạ: Sử dụng phương pháp phun sơn tĩnh điện, đổ tĩnh điện để đảm bảo việc bám dính đồng đều và chất lượng sơn cao.

>>> Xem thêm : Phân biệt mạ kẽm nhúng nóng và mạ kẽm điện phân