Почему электризуются шерсть, вискоза, шелк и синтетика? Статическое электричество — как с ним бороться?
Мы все знаем, как это неприятно, когда платье липнет к телу. Нас раздражают мелкие ворсинки, прилипающие к одежде или текстилю. Причина всего этого — статическое электричество.
Какие материалы электризуются больше, а какие меньше? Как нивелировать эти неприятные явления?
В какой степени текстильные волокна – натуральные и синтетические, предметы и материалы, использующиеся в быту, способны накапливать статическое электричество, видно на цветовой шкале (научное название – трибоэлектрическая шкала) . Красный цвет – это положительный заряд. Синий – отрицательный.
Чем насыщеннее оттенки того и другого, тем сильнее электризуется материал. И чем дальше они отстоят друг от друга на этой шкале, тем больше они электризуются при соприкосновении.
Зеленым цветом выделены инертные материалы. Это хлопок, лен и дерево. Однако необходимо учитывать, что все предметы мебели из дерева обычно покрыты лаком или воском, и в этом случае характеристики диаметрально меняются.
Конечно, в первую очередь нас интересует, насколько домашний текстиль – пледы, постельное белье, полотенца, способны накапливать статическое электричество. Ведь от этого зависит, достаточно ли комфортно нам будет этими предметами пользоваться.
Почему одно текстильное волокно электризуется больше, а другое меньше?
Правило простое: чем гидрофильнее волокно, тем меньше оно электризуется. Поэтому хорошо впитывающие влагу хлопок и лен практически не накапливают статическое электричество.
Это значит, что постельное белье, покрывала и полотенца из этих материалов не притягивают пыль, не раздражают кожу и не вызываюет неприятных ощущений от разрядов электричества в виде пощипываний. В тоже время шелк, хоть и в очень слабой степени, но при соприкосновении со своими электроантиподами, способен электризоваться, не говоря уже о натуральной шерсти.
Статическое электричество и влажность воздуха
Чем суше воздух в помещении, тем сильнее будет наэлектризованы предметы. Обычно это бывает зимой, когда мы редко открываем форточки, а батареи шпарят во всю мочь, выжигая влажность.
Но при одинаковых условиях одни материалы будут накапливать меньше статического электричества (натуральная шерсть), а другие в 2-3 раза больше (синтетика).
Что нужно делать, чтобы текстиль не электризовался?
Остерегайтесь соседства разнозаряженных материалов. Чем больше между ними расстояние по трибоэлектрической шкале, тем сильнее они будут заряжаться, соприкасаясь друг с другом. Не допускайте соприкосновения натуральной шерсти с полиэтиленом или пластиком.
Повысьте влажность в помещении. Любой из перечисленных способов: увлажнитель воздуха, проветривание помещения, влажные уборки, сосуды с водой (например, вазы с цветами), вода в открытом аквариуме — повышают влажность воздуха, а значит, уменьшают накопление статического электричества.
Совершенно снимают статическое электричество радикальное средство –антистатик. А если его запах вам не нравится, проведите влажной салфеткой по поверхности пледа, или предмету мебели — этой простой процедурой вы понизите наэлектризованность вещи практически до нуля.
Помогите нашему каналу развиваться: ПОДПИШИТЕСЬ НА КАНАЛ и ПОСТАВЬТЕ ЛАЙК . Спасибо!
В чём отличие проводников от диэлектриков, их свойства и сфера применения
Проводники и диэлектрики — физические вещества, имеющие различную степень электропроводимости и по-разному реагирующие на воздействие электрического поля. Противоположные свойства материалов широко используются во всех сферах электротехники.
Что такое проводники и диэлектрики
Проводники — вещества, со свободными электрическими зарядами, способными направленно перемещаться под воздействием внешнего электрического поля. Такими особенностями обладают:
- металлы и их расплавы;
- природный углерод (каменный уголь, графит);
- электролиты — растворы солей, кислот и щелочей;
- ионизированный газ (плазма).
Главное свойство материалов : свободные заряды — электроны у твёрдых проводников и ионы у растворов и расплавов, перемещаясь по всему объёму проводника проводят электрический ток. Под воздействием приложенного к проводнику электрического напряжения создаётся ток проводимости. Удельное сопротивление и электропроводимость — основные показатели материала.
Свойства диэлектрических материалов противоположны проводникам электричества. Диэлектрики (изоляторы) — состоят из нейтральных атомов и молекул. Они не имеют способности к перемещению заряженных частиц под воздействием электрического поля. Диэлектрики в электрическом поле накапливают на поверхности нескомпенсированные заряды. Они образуют электрическое поле, направленное внутрь изолятора, происходит поляризация диэлектрика.
Читайте также: Маркеры по ткани кариока
В результате поляризации, заряды на поверхности диэлектрика стремятся уменьшить электрическое поле. Это свойство электроизоляционных материалов называется диэлектрической проницаемостью диэлектрика.
Характеристики и физические свойства материалов
Параметры проводников определяют область их применения. Основные физические характеристики:
- удельное электрическое сопротивление — характеризует способность вещества препятствовать прохождению электрического тока;
- температурный коэффициент сопротивления — величина, характеризующая изменение показателя в зависимости от температуры;
- теплопроводность — количество тепла, проходящее в единицу времени через слой материала;
- контактная разность потенциалов — происходит при соприкосновении двух разнородных металлов, применяется в термопарах для измерения температуры;
- временное сопротивление разрыву и относительное удлинение при растяжении — зависит от вида металла.
При охлаждении до критических температур удельное сопротивление проводника стремится к нулю. Это явление называется сверхпроводимостью.
Свойства, характеризующие проводник:
- электрические — сопротивление и электропроводимость;
- химические — взаимодействие с окружающей средой, антикоррозийность, способность соединения при помощи сварки или пайки;
- физические — плотность, температура плавления.
Особенность диэлектриков — противостоять воздействию электротока. Физические свойства электроизоляционных материалов:
- диэлектрическая проницаемость — способность изоляторов поляризоваться в электрическом поле;
- удельное объёмное сопротивление;
- электрическая прочность;
- тангенс угла диэлектрических потерь.
Изоляционные материалы характеризуются по следующим параметрам:
- электрические — величина пробивного напряжения, электрическая прочность;
- физические — термостойкость;
- химические — растворимость в агрессивных средствах, влагостойкость.
Виды и классификация диэлектрических материалов
Изоляторы подразделяются на группы по нескольким критериям.
Классификация по агрегатному состоянию вещества:
- твёрдые — стекло, керамика, асбест;
- жидкие — растительные и синтетические масла, парафин, сжиженный газ, синтетические диэлектрики (кремний- и фторорганические соединения хладон, фреон);
- газообразные — воздух, азот, водород.
Диэлектрики могут иметь природное или искусственное происхождение, иметь органическую или синтетическую природу.
К органическим природным изоляционным материалам относят растительные масла, целлюлоза, каучук. Они отличаются низкой термо и влагостойкостью, быстрым старением. Синтетические органические материалы — различные виды пластика.
К неорганическим диэлектрикам естественного происхождения относятся: слюда, асбест, мусковит, флогопит. Вещества устойчивы к химическому воздействию, выдерживают высокие температуры. Искусственные неорганические диэлектрические материалы — стекло, фарфор, керамика.
Почему диэлектрики не проводят электрический ток
Низкая проводимость обусловлена строением молекул диэлектрика. Частицы вещества тесно связаны друг с другом, не могут покинуть пределы атома и перемещаться по всему объёму материала. Под воздействием электрического поля частицы атома способны слегка расшатываться — поляризоваться.
В зависимости от механизма поляризации, диэлектрические материалы подразделяются на:
- неполярные — вещества в различном агрегатном состоянии с электронной поляризацией (инертные газы, водород, полистирол, бензол);
- полярные — обладают дипольно-релаксационной и электронной поляризацией (различные смолы, целлюлоза, вода);
- ионные — твёрдые диэлектрики неорганического происхождения (стекло, керамика).
Диэлектрические свойства вещества непостоянны. Под воздействием высокой температуры или повышенной влажности электроны отрываются от ядра и приобретают свойства свободных электрических зарядов. Изоляционные качества диэлектрика в этом случае понижаются.
Надёжный диэлектрик — материал с малым током утечки, не превышающим критическую величину и не нарушающим работу системы.
Где применяются диэлектрики и проводники
Материалы применяются во всех сферах деятельности человека, где используется электрический ток: в промышленности, сельском хозяйстве, приборостроении, электрических сетях и бытовых электроприборах.
Выбор проводника обусловлен его техническими характеристиками. Наименьшим удельным сопротивлением обладают изделия из серебра, золота, платины. Использование их ограничено космическими и военными целями из-за высокой себестоимости. Медь и алюминий проводят ток несколько хуже, но сравнительная дешевизна привела к их повсеместному применению в качестве проводов и кабельной продукции.
Чистые металлы без примесей лучше проводят ток, но в ряде случаев требуется использовать проводники с высоким удельным сопротивлением — для производства реостатов, электрических печей, электронагревательных приборов. Для этих целей используются сплавы никеля, меди, марганца (манганин, константан). Электропроводность вольфрама и молибдена в 3 раза ниже, чем у меди, но их свойства широко используются в производстве электроламп и радиоприборов.
Читайте также: Фасции это соединительная ткань или мышечная
Твёрдые диэлектрики — материалы, обеспечивающие безопасность и бесперебойную работу токопроводящих элементов. Они используются в качестве электроизоляционного материала, не допуская утечки тока, изолируют проводники между собой, от корпуса прибора, от земли. Примером такого изделия являются диэлектрические перчатки, про которые написано в нашей статье.
Жидкие диэлектрики используют в конденсаторах, силовых кабелях , циркулирующих системах охлаждения турбогенераторов и высоковольтных масляных выключателей. Материалы применяют в качестве заливки и пропитки.
Газообразные изоляционные материалы. Воздух — естественный изолятор, одновременно обеспечивающий отвод тепла. Азот применяется в местах, где недопустимы окислительные процессы. Водород применяется в мощных генераторах с высокой теплоёмкостью.
Слаженная работа проводников и диэлектриков обеспечивает безопасную и стабильную работу оборудования и сетей электроснабжения. Выбор конкретного элемента для поставленной задачи зависит от физических свойств и технических параметров вещества.
Какая проводка лучше — сравнение медной и алюминиевой электропроводки
Как работает пьезоэлемент и что это такое пьезоэффект
Что такое электрический ток простыми словами
Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение
Что такое электрическая ёмкость, в чём измеряется и от чего зависит
Какие существуют виды источников электрического тока?
Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 5
Продолжение руководства по материалам электротехники. В этой части продолжаем разбирать диэлектрики, часть посвящена органическим полусинтетическим диэлектрикам: бумаге, шелку, парафину, маслу, дереву.
Добро пожаловать под кат (ТРАФИК)
Бумага, картон
Различные сорта бумаги (Например: Бумага конденсаторная, Бумага кабельная, Бумага телефонная, Бумага крепированная, различных марок.) широко использовались в электротехнике, начиная от тонкой конденсаторной бумаги (толщина такой бумаги может быть 1 мкм, ГОСТ 1908-88), в качестве диэлектрика обкладок конденсаторов, заканчивая толстым электрокартоном, из которого изготавливались корпуса катушек у трансформаторов. Появление дешевых полимерных пленок практически полностью вытесняет бумагу из основных применений.
Металло-бумажные конденсаторы и их содержимое — толстый цилиндр из туго свитой бумаги с металлизацией.
Бумага обладает большим недостатком — гигроскопичностью, втягивая из воздуха воду, электроизоляционные свойства снижаются, поэтому чаще всего её пропитывают воском, трансформаторным маслом и т.п. На текущий момент вытеснена из множества применений пластиковыми пленками и листами.
Содержимое другого бумажного конденсатора. Видна парафиново-масляная пропитка. Сам конденсатор изолирован от стенок толстым электрокартоном.
Бумага за счет своей волокнистой структуры хорошо поддается пропитке и хорошо удерживает жидкие диэлектрики. Относительным преимуществом бумаги является термостойкость, с ростом температуры бумага не расплавится и не потечет, а только обуглится.
Трансформатор от микроволновой печи, изоляция обмоток от сердечника сделана из бумаги с последующей пропиткой.
Под шёлком обычно подразумевается синтетическое волокно. Чаще всего применяется как
дополнительная к основной изоляция.
Провод марки МГШВ (МГШВ — Монтажный Гибкий (многопроволочная жила) Шёлковая изоляция, Виниловая изоляция.) имеет две изоляции — из полиэфирной нити и из ПВХ.
Катушка обмоточного провода марки ПЭЛШО (ПЭЛШО — Провод с Эмалевым Лакостойким покрытием и Однослойной Шёлковой обмоткой.)
Также в декоративных целях провод может иметь наружную оплетку из искусственной нити
— из нейлона, капрона.
Воск, парафин
Используется для пропитки трансформаторов, особенно с бумажной изоляцией. Такой трансформатор при перегрузке начинает «плакать» парафином — это верный знак что его стоит выключить, так как дальше будет хуже.
Общая тенденция по уменьшению габаритов техники и ростом рабочей температуры заставляет производителей заменять легкоплавкий парафин на синтетические компаунды.
При отсутствии доступа к полимерным заливочным составам, пропитка изделия парафином
— самый доступный способ повышения стойкости изделия к влаге среди самодельшиков. Тепловая и механическая стойкость близки к нулю. Чтобы при пропитке внутри не осталось
пузырей воздуха, по возможности это лучше делать в вакууме.
Трансформаторное масло
Жидкий диэлектрик. Трансформаторное масло — это масло высокой степени чистоты и низкой
вязкости. Используется как диэлектрик и теплоноситель в электрических машинах, транс-
форматорах.
Читайте также: Соотнесите проводящую ткань с ее строением проводящая ткань строение
Внимание! Трансформаторное масло может содержать достаточно токсичные присадки (В том числе в виде загрязнений, достаточно плохо промытой тары.), в т.ч. крайне токсичный полихлорбифенил. Поэтому самое глупое, что может прийти в голову — это использование трансформаторного масла не по назначению — в качестве топлива, смазочного масла и т.д. Старый трансформатор может содержать чистый полихлорированный бифенил (выпускался, например, под названием «совол» или «совтол» ). В настоящее время применение полихлорированных бифенилов в новых трансформаторах запрещено, но старые трансформаторы и масляные конденсаторы встречаются повсеместно.
«Утопить» в трансформаторном масле трансформаторы и прочие компоненты — самый простой способ наладить охлаждение и повысить электрическую прочность при самостоятельной сборке высоковольтных устройств (для питания трансформатора Теслы, рентгеновских трубок и т.д.) Основное преимущество этого способа — масло заполняет все промежутки, даже сложной формы, и избавиться от пузырей воздуха значительно легче, чем при заливке парафином или эпоксидной смолой.
Прозрачность масла, его лучшая, по сравнению с воздухом теплопроводность, используется иногда при моддинге ПК — все компоненты компьютера — материнская плата, процессор, блок питания и т.д. кроме HDD и носителей информацией, устанавливаются в аквариуме и заливаются прозрачным маслом (гуглить картинки на «Моддинг в масле»).
Фанера, ДСП
Широко используемый материал, правда почти не применяемый в электронной технике. Представляет собой шпон дерева (фанера) или опилки (ДСП — древесно-стружечная плита) склеенные фенолформальдегидной смолой, и спрессованные в плиты. Фанера — более прочный материал, чем ДСП. Благодаря взаимо перпендикулярной ориентации направления волокон в слоях, фанера обладает равной прочностью во всех направлениях, что делает фанеру достаточно прочным материалом. Раньше из фанеры изготавливали корпуса приборов (старые ламповые телевизоры имели корпус из фанеры/ДСП). Но горючесть, набухание от влаги сыграли свою роль и данный материал более массово не используется. Фанера, МДФ (древесное волокно проклеенное карбамидформальдегидными смолами) до сих пор используются для изготовления корпусов аудио аппаратуры — колонок, усилителей, где важны акустические свойства материала, а также, вместе со шпоном ценных пород дерева, для украшения дорогостоящей техники.
Тем не менее фанера — удобный материал в прототипировании низковольтных устройств, и многие коммерчески успешные на рынке устройства когда-то были кучкой железок, собранных на фанерке. С появлением лазерных резаков фанеру стали широко использовать любители для изготовления корпусов устройств и несложных механических конструкций, так как достаточно просто сделать на компьютере чертеж, по которому резак вырежет все детали автоматически.
В продаже встречается фанера тополя, бука и березы разных сортов. Сорт фанеры обозначается двумя цифрами через дробь, например 2/4, что значит, что лист фанеры 2-го сорта с одной стороны и 4-го сорта с другой. Высшие сорта — гладкие и без сучков, пригодны для изготовления мебели, наклейки шпона. 3-й сорт может иметь крупные сучки, а 4-й — вообще дырки от выпавших сучков, что делает его пригодным разве что для заборов. Однако из большого листа плохой фанеры можно попытаться выбрать хороший кусок. Для лазерной резки и выпиливания лобзиком используют в основном тополь, мягкий и дающий очень гладкую поверхность при шлифовании. Более твердая и дорогая береза годится для прочных рам, толстых корпусов, мебели. Листы такой фанеры бывают до 40 мм толщиной и представляют собой по сути готовую столешницу для верстака, надо только скруглить кромки. Существует водоупорная фанера (обычно ламинирована в коричневый цвет и с одной стороны часто с рифлением, чтобы стоящие на ней предметы не скользили), гибкая фанера и фанера, покрытая прямо на заводе шпоном ценных пород дерева. Купить все это можно на специализированных фирмах, в обычных магазинах такое продают крайне редко.
В следующей части полностью синтетические органические диэлектрики (пластмассы).
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом