स्थिर वीज - ती काय आहे, ती कशी निर्माण होते आणि त्याच्याशी संबंधित समस्या
स्थिर वीज म्हणजे काय
इलेक्ट्रॉनच्या नफ्यामुळे किंवा तोट्यामुळे इंट्राएटॉमिक किंवा इंट्रामोलेक्युलर समतोल बिघडल्यास स्थिर वीज उद्भवते. सामान्यतः, एक अणू समतोल स्थितीत असतो कारण समान संख्येने सकारात्मक आणि नकारात्मक कण असतात - प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉन. इलेक्ट्रॉन्स एका अणूपासून दुसऱ्या अणूमध्ये सहज जाऊ शकतात. त्याच वेळी, ते सकारात्मक (जेथे इलेक्ट्रॉन नसतात) किंवा नकारात्मक (एकल इलेक्ट्रॉन किंवा अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन असलेला अणू) आयन तयार करतात. जेव्हा हा असंतुलन होतो तेव्हा स्थिर वीज निर्माण होते.
अधिक तपशीलांसाठी येथे पहा: चित्रांमध्ये स्थिर वीज बद्दल
इलेक्ट्रॉनवर इलेक्ट्रिक चार्ज — (-) 1.6 x 10-19 पेंडेंट. समान चार्ज असलेल्या प्रोटॉनमध्ये सकारात्मक ध्रुवता असते. कूलॉम्ब्समधील स्थिर शुल्क हे इलेक्ट्रॉनच्या जादा किंवा कमतरतेच्या थेट प्रमाणात असते, उदा. अस्थिर आयनांची संख्या.
लटकन हे स्थिर शुल्काचे मूलभूत एकक आहे, जे 1 अँपिअरवर 1 सेकंदात वायरच्या क्रॉस-सेक्शनमधून जाणाऱ्या विजेचे प्रमाण परिभाषित करते.
पॉझिटिव्ह आयनमध्ये एक इलेक्ट्रॉन नसतो, म्हणून, तो नकारात्मक चार्ज केलेल्या कणातून सहजपणे इलेक्ट्रॉन स्वीकारू शकतो. नकारात्मक आयन, यामधून, एकतर एकल इलेक्ट्रॉन किंवा मोठ्या संख्येने इलेक्ट्रॉन असलेले अणू/रेणू असू शकते. दोन्ही प्रकरणांमध्ये, एक इलेक्ट्रॉन आहे जो सकारात्मक चार्ज निष्प्रभावी करू शकतो.
स्थिर वीज कशी निर्माण होते
स्थिर विजेची मुख्य कारणे:
- दोन सामग्रीमधील संपर्क आणि त्यांचे एकमेकांपासून वेगळे होणे (रबिंग, रोलिंग / अनवाइंडिंग इत्यादीसह).
- तापमानात एक जलद घट (उदाहरणार्थ, जेव्हा सामग्री ओव्हनमध्ये ठेवली जाते).
- उच्च ऊर्जा विकिरण, अतिनील किरणे, क्ष-किरण, मजबूत विद्युत क्षेत्र (औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये सामान्य नाही).
- कटिंग ऑपरेशन्स (उदा. कटिंग मशीन किंवा पेपर कटिंग मशीनवर).
- मॅन्युअल (व्युत्पन्न स्थिर वीज).
रोल फिल्म आणि प्लॅस्टिक शीट उद्योगात पृष्ठभागाशी संपर्क आणि सामग्रीचे पृथक्करण हे कदाचित स्थिर विजेचे सर्वात सामान्य कारण आहेत. सामग्रीच्या अनवाइंडिंग / रिवाइंडिंग दरम्यान किंवा एकमेकांच्या सापेक्ष सामग्रीच्या विविध स्तरांच्या हालचाली दरम्यान स्थिर चार्ज तयार होतो.
ही प्रक्रिया पूर्णपणे स्पष्ट नाही, परंतु या प्रकरणात स्थिर वीज दिसण्याचे खरे स्पष्टीकरण सपाट कॅपेसिटरच्या सादृश्याद्वारे मिळू शकते, ज्यामध्ये प्लेट्स विभक्त झाल्यावर यांत्रिक ऊर्जा विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतरित होते:
परिणामी ताण = प्रारंभिक ताण x (अंतिम प्लेट अंतर / प्रारंभिक प्लेट अंतर).
जेव्हा सिंथेटिक फिल्म फीड/टेक-अप रोलरला स्पर्श करते तेव्हा मटेरियलमधून रोलरकडे वाहणाऱ्या किंचित चार्जमुळे असंतुलन निर्माण होते. मटेरियल शाफ्टच्या संपर्क क्षेत्रावर मात करत असताना, व्होल्टेज त्याच प्रकारे वाढते. कॅपेसिटर प्लेट्स त्यांच्या विभक्त होण्याच्या क्षणी.
सराव दर्शवितो की समीप सामग्री, पृष्ठभागाची चालकता आणि इतर घटकांमधील अंतरामध्ये उद्भवलेल्या विद्युतीय ब्रेकडाउनमुळे परिणामी व्होल्टेजचे मोठेपणा मर्यादित आहे. संपर्क क्षेत्रातून चित्रपटाच्या बाहेर पडताना, आपण बर्याचदा किंचित कर्कश आवाज ऐकू शकता किंवा ठिणग्यांचे निरीक्षण करू शकता. हे त्या क्षणी घडते जेव्हा स्थिर शुल्क आसपासच्या हवेला तोडण्यासाठी पुरेसे मूल्य गाठते.
रोलशी संपर्क साधण्यापूर्वी, सिंथेटिक फिल्म विद्युतदृष्ट्या तटस्थ असते, परंतु हालचालींच्या प्रक्रियेत आणि फीडिंग पृष्ठभागांशी संपर्क साधण्याच्या प्रक्रियेत, इलेक्ट्रॉनचा प्रवाह चित्रपटाकडे निर्देशित केला जातो आणि त्यास नकारात्मक चार्जसह चार्ज केला जातो. शाफ्ट मेटल आणि ग्राउंड असल्यास, त्याचा सकारात्मक चार्ज त्वरीत निचरा होईल.
बर्याच उपकरणांमध्ये अनेक शाफ्ट असतात, त्यामुळे शुल्काचे प्रमाण आणि त्याची ध्रुवीयता वारंवार बदलू शकते. स्थिर शुल्क नियंत्रित करण्याचा सर्वोत्तम मार्ग म्हणजे समस्या क्षेत्राच्या अगदी समोर असलेल्या भागात अचूकपणे मोजणे. जर चार्ज खूप लवकर तटस्थ केला गेला तर, चित्रपट या समस्या क्षेत्रापर्यंत पोहोचण्यापूर्वी ते पुनर्प्राप्त होऊ शकते.
जर वस्तूमध्ये लक्षणीय चार्ज साठवण्याची क्षमता असेल आणि उच्च व्होल्टेज असेल तर, स्थिर वीजेमुळे कर्मचार्यांना आर्किंग, इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रतिकर्षण / आकर्षण किंवा इलेक्ट्रिक शॉक यासारख्या गंभीर समस्या उद्भवतील.
ध्रुवीयता चार्ज करा
स्थिर शुल्क सकारात्मक किंवा नकारात्मक असू शकते.डायरेक्ट करंट (AC) आणि पॅसिव्ह लिमिटर्स (ब्रश) साठी, चार्ज पोलॅरिटी सहसा महत्वाची नसते.
स्थिर वीज समस्या
इलेक्ट्रॉनिक्स मध्ये स्थिर डिस्चार्ज
या समस्येकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे, कारण आधुनिक नियंत्रण आणि मापन उपकरणांमध्ये वापरल्या जाणार्या इलेक्ट्रॉनिक ब्लॉक्स आणि घटकांसह काम करताना हे बर्याचदा घडते.
इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये, स्थिर वीजेशी संबंधित मुख्य धोका हा प्रभार वाहून नेणाऱ्या व्यक्तीकडून येतो आणि त्याकडे दुर्लक्ष केले जाऊ नये. डिस्चार्ज करंट उष्णता निर्माण करतो, ज्यामुळे तुटलेले कनेक्शन, तुटलेले संपर्क आणि तुटलेले मायक्रो सर्किट ट्रेस होतात. उच्च व्होल्टेजमुळे फील्ड इफेक्ट ट्रान्झिस्टर आणि इतर लेपित घटकांवरील पातळ ऑक्साईड फिल्म देखील नष्ट होते.
बहुतेकदा, घटक पूर्णपणे अयशस्वी होत नाहीत, जे आणखी धोकादायक मानले जाऊ शकतात, कारण खराबी त्वरित दिसून येत नाही, परंतु डिव्हाइसच्या ऑपरेशन दरम्यान अप्रत्याशित क्षणी.
सामान्य नियमानुसार, स्थिर-संवेदनशील भाग आणि उपकरणांसह कार्य करताना, आपण नेहमी आपल्या शरीरावरील बिल्ट-अप चार्ज तटस्थ करण्यासाठी पावले उचलली पाहिजेत.
इलेक्ट्रोस्टॅटिक आकर्षण / प्रतिकर्षण
प्लास्टिक, कागद, कापड आणि संबंधित उद्योगांमध्ये ही कदाचित सर्वात सामान्य समस्या आहे. हे स्वतःच प्रकट होते की सामग्री स्वतंत्रपणे त्यांचे वर्तन बदलते - ते एकत्र चिकटून राहतात किंवा, उलट, दूर ठेवतात, उपकरणांना चिकटतात, धूळ आकर्षित करतात, प्राप्त यंत्रावरील अनियमित वारा इ.
आकर्षण/प्रतिकर्षण हे कुलॉम्बच्या नियमानुसार घडते, जे वर्गाच्या विरुद्धच्या तत्त्वावर आधारित आहे. त्याच्या सर्वात सोप्या स्वरूपात, ते खालीलप्रमाणे व्यक्त केले आहे:
आकर्षण किंवा प्रतिकर्षण शक्ती (न्यूटनमध्ये) = चार्ज (ए) x चार्ज (बी) / (वस्तूंमधील अंतर 2 (मीटरमध्ये)).
म्हणून, या प्रभावाची तीव्रता थेट स्थिर शुल्काच्या मोठेपणाशी आणि आकर्षक किंवा तिरस्करणीय वस्तूंमधील अंतराशी संबंधित आहे. विद्युत क्षेत्र रेषांच्या दिशेने आकर्षण आणि प्रतिकर्षण होते.
जर दोन शुल्कांमध्ये समान ध्रुवीयता असेल तर ते मागे टाकतात; जर उलट असेल तर ते एकमेकांना आकर्षित करतात. जर एखाद्या वस्तूवर शुल्क आकारले गेले तर ते आकर्षण निर्माण करेल, तटस्थ वस्तूंवर शुल्काची आरशाची प्रतिमा तयार करेल.
आग लागण्याचा धोका
आगीचा धोका सर्व उद्योगांसाठी एक सामान्य समस्या नाही. परंतु ज्वलनशील सॉल्व्हेंट्स वापरणाऱ्या छपाई आणि इतर व्यवसायांमध्ये आग लागण्याची शक्यता खूप जास्त आहे.
धोकादायक भागात, इग्निशनचे सर्वात सामान्य स्त्रोत म्हणजे बेस नसलेली उपकरणे आणि फिरणारे वायर. धोकादायक क्षेत्रातील ऑपरेटरने स्पोर्ट्स शूज किंवा नॉन-कंडक्टिव्ह सोल असलेले शूज घातल्यास, त्याच्या शरीरात एक चार्ज निर्माण होण्याचा धोका असतो ज्यामुळे सॉल्व्हेंट्स पेटू शकतात. मशीनचे अग्राउंड नसलेले प्रवाहकीय भाग देखील धोकादायक आहेत. धोक्याच्या क्षेत्रातील प्रत्येक गोष्ट योग्यरित्या ग्राउंड केलेली असणे आवश्यक आहे.
खालील माहिती ज्वलनशील वातावरणात स्थिर विजेच्या प्रज्वलन क्षमतेचे थोडक्यात स्पष्टीकरण देते. अशा परिस्थितीत वापरण्यासाठी डिव्हाइसेसच्या निवडीमध्ये चुका टाळण्यासाठी अननुभवी व्यापाऱ्यांना उपकरणांच्या प्रकारांची आगाऊ माहिती असणे महत्वाचे आहे.
आग लावण्यासाठी डिस्चार्जची क्षमता अनेक चलांवर अवलंबून असते:
- विल्हेवाटीचा प्रकार;
- डिस्चार्ज शक्ती;
- डिस्चार्ज स्त्रोत;
- डिस्चार्ज ऊर्जा;
- ज्वलनशील वातावरणाची उपस्थिती (गॅस टप्प्यात सॉल्व्हेंट्स, धूळ किंवा ज्वलनशील द्रव);
- ज्वलनशील माध्यमाची किमान प्रज्वलन ऊर्जा (MEW).
डिस्चार्जचे प्रकार
तीन मुख्य प्रकार आहेत - स्पार्क, ब्रश आणि स्लाइड ब्रश. या प्रकरणात, कोरोनरी डिस्चार्ज विचारात घेतला जात नाही, कारण तो खूप उत्साही नसतो आणि हळू हळू होतो. कोरोना डिस्चार्ज सामान्यत: निरुपद्रवी असतो आणि केवळ आग आणि स्फोटाचा धोका जास्त असलेल्या भागातच विचारात घ्यावा.
एक प्रामाणिक डिस्चार्ज
हे प्रामुख्याने मध्यम प्रवाहकीय, विद्युत रोधक वस्तूपासून येते. हे मानवी शरीर, यंत्राचा भाग किंवा साधन असू शकते. असे गृहीत धरले जाते की स्पार्किंगच्या क्षणी चार्जची सर्व ऊर्जा नष्ट होते. दिवाळखोर वाफेच्या MEW पेक्षा उर्जा जास्त असल्यास, प्रज्वलन होऊ शकते.
स्पार्क ऊर्जेची गणना खालीलप्रमाणे केली जाते: E (ज्युल्समध्ये) = ½ C U2.
हातातून डिस्चार्ज
ब्रश डिस्चार्ज तेव्हा होते जेव्हा उपकरणांचे तीक्ष्ण तुकडे चार्ज एका डायलेक्ट्रिक सामग्रीच्या पृष्ठभागावर केंद्रित करतात ज्यांच्या इन्सुलेट गुणधर्मांमुळे ते जमा होते. ब्रश डिस्चार्जमध्ये स्पार्क डिस्चार्जपेक्षा कमी ऊर्जा असते आणि त्यामुळे इग्निशनचा धोका कमी असतो.
स्लाइडिंग ब्रशसह पसरवा
स्लाइडिंग ब्रश फवारणी शीट्सवर किंवा उच्च प्रतिरोधक सिंथेटिक मटेरियलच्या रोलवर वाढलेली चार्ज घनता आणि वेबच्या प्रत्येक बाजूला भिन्न चार्ज ध्रुवीयतेसह होते. ही घटना पावडर लेप घासणे किंवा फवारणीमुळे होऊ शकते. परिणाम फ्लॅट कॅपेसिटरच्या डिस्चार्जशी तुलना करता येतो आणि स्पार्क डिस्चार्जइतकाच धोकादायक असू शकतो.
शक्ती आणि ऊर्जा स्त्रोत
शुल्क वितरणाचा आकार आणि भूमिती हे महत्त्वाचे घटक आहेत. शरीराची मात्रा जितकी मोठी असेल तितकी जास्त ऊर्जा त्यात असते. तीक्ष्ण कोपरे फील्ड ताकद वाढवतात आणि डिस्चार्ज टिकवून ठेवतात.
डिस्चार्ज शक्ती
जर उर्जा असलेली वस्तू चांगली वागली नाही वीजउदा. मानवी शरीरात, वस्तूची प्रतिकारशक्ती बाहेर पडणे कमकुवत करेल आणि धोका कमी करेल. मानवी शरीरासाठी, एक मूलभूत नियम आहे: असे गृहीत धरा की 100 mJ पेक्षा कमी अंतर्गत किमान प्रज्वलन ऊर्जा असलेले सर्व सॉल्व्हेंट्स प्रज्वलित करू शकतात, शरीरात असलेली ऊर्जा 2 ते 3 पट जास्त असू शकते.
किमान प्रज्वलन ऊर्जा MEW
सॉल्व्हेंट्सची किमान प्रज्वलन ऊर्जा आणि धोकादायक भागात त्यांची एकाग्रता हे अतिशय महत्त्वाचे घटक आहेत. जर किमान प्रज्वलन ऊर्जा डिस्चार्ज एनर्जीपेक्षा कमी असेल तर आग लागण्याचा धोका असतो.
विजेचा धक्का
औद्योगिक उपक्रमात स्थिर शॉकच्या जोखमीच्या प्रश्नावर अधिकाधिक लक्ष दिले जाते. हे व्यावसायिक आरोग्य आणि सुरक्षा आवश्यकतांमध्ये लक्षणीय वाढ झाल्यामुळे आहे.
स्थिर विजेमुळे होणारा विद्युत शॉक सामान्यतः विशेषतः धोकादायक नसतो. हे फक्त अप्रिय आहे आणि बर्याचदा तीव्र प्रतिक्रियांचे कारण बनते.
स्थिर शॉकची दोन सामान्य कारणे आहेत:
प्रेरित शुल्क
जर एखादी व्यक्ती विद्युत क्षेत्रात असेल आणि तिच्याकडे चार्ज केलेली वस्तू, जसे की फिल्मची रील असेल, तर त्यांच्या शरीरावर चार्ज होणे शक्य आहे.
जर तो जमिनीवर बसलेल्या उपकरणांना स्पर्श करत नाही तोपर्यंत तो इन्सुलेट सोल्स असलेले शूज परिधान करत असल्यास प्रचालकाच्या शरीरात शुल्क राहील. चार्ज खाली जमिनीवर वाहतो आणि व्यक्तीला आदळतो. जेव्हा ऑपरेटर चार्ज केलेल्या वस्तू किंवा सामग्रीला स्पर्श करतो तेव्हा देखील हे घडते — इन्सुलेट शूजमुळे, चार्ज शरीरात जमा होतो. जेव्हा ऑपरेटर उपकरणाच्या धातूच्या भागांना स्पर्श करतो तेव्हा चार्ज डिस्चार्ज होऊ शकतो आणि इलेक्ट्रिक शॉक होऊ शकतो.
जेव्हा लोक सिंथेटिक कार्पेटवर चालतात तेव्हा कार्पेट आणि शूज यांच्यातील संपर्कामुळे स्थिर वीज तयार होते. वाहनचालकांना त्यांच्या कारमधून बाहेर पडताना विजेचे शॉक बसतात तेव्हा ते उठल्यावर सीट आणि त्यांच्या कपड्यांमध्ये तयार झालेल्या चार्जमुळे ट्रिगर होतात. या समस्येवर उपाय म्हणजे सीटवरून उचलण्यापूर्वी कारच्या दाराच्या चौकटीसारख्या धातूच्या भागाला स्पर्श करणे. हे वाहनाच्या शरीरातून आणि टायरमधून चार्ज सुरक्षितपणे जमिनीवर वाहून जाऊ देते.
उपकरणे प्रेरित विद्युत शॉक
असा इलेक्ट्रिक शॉक शक्य आहे, जरी तो सामग्रीद्वारे उत्तेजित झालेल्या नुकसानापेक्षा खूपच कमी वेळा होतो.
जर टेक-अप रीलमध्ये महत्त्वपूर्ण चार्ज असेल, तर असे होते की ऑपरेटरची बोटे चार्ज इतक्या प्रमाणात केंद्रित करतात की ते ब्रेकिंग पॉइंटपर्यंत पोहोचते आणि डिस्चार्ज होतो. तसेच, जर ग्राउंड नसलेली धातूची वस्तू विद्युत क्षेत्रात असेल तर ती प्रेरित शुल्काने चार्ज होऊ शकते. धातूची वस्तू प्रवाहकीय असल्याने, त्या वस्तूला स्पर्श करणाऱ्या व्यक्तीमध्ये मोबाईल चार्ज होतो.