Tĩnh điện trong đời sống và sản xuất

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (930.72 KB, 25 trang )

BÔ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

Bài Tiểu Luận:
Tĩnh Điện Trong Sản Xuất và Đời Sống
Nhóm 20:

Danh Sách Thành Viên Nhóm

Trần Hoàng Vinh

• Huỳnh Thiệu Vinh
Đỗ Hoàng Việt

• Lê Ngọc Huy

Tĩnh Điện
1.Tĩnh điện là gì
2.Nguyên nhân
3.Tác hại
a) Trong Sx
b) Trong đời sống
4. Giải quyết vấn đề tĩnh điện
5. Phân loại khả năng truyền dẫn tĩnh điện căn cứ theo chất liệu

1.Tĩnh điện là gì

Giống như tên gọi: tĩnh điện là điện tích ở trạng thái

Có 3 yếu tố chính ảnh hưởng đến độ lớn của tĩnh điện:

Các loại vật liệu khác nhau khi ma sát

Độ lớn của tĩnh điện phụ thuộc vào

Lượng tĩnh điện tỷ lệ nghịch với độ ẩm

tạo ra lượng tĩnh điện khác nhau. Những

lực ma sát. Lực ma sát càng lớn thì

trong không khí. Do đó, cùng một

vật liệu có khả năng sinh lượng tĩnh điện

lượng tĩnh điện càng lớn và ngược

hiện tượng tĩnh điện của cùng vật thể

lớn khi ma sát là: nhựa, giấy, lông thỏ

lại.

với lực giống nhau lượng tĩnh điện

hoặc các chất cách điện khác. Đặc biệt

phát sinh ở mùa khô sẽ lớn hơn mùa

là trên các vật liệu cách điện như các

mưa.

tấm nhựa, điện tích sinh ra có xu hướng
nằm nguyên tại vị trí tiếp xúc; sau đó
chúng sẽ được giải phóng khi tấm nhựa
tiếp xúc với vật khác như thân thể con
người hoặc các bảng mạch điện.

2.Nguyên nhân
 Do tồn tại xung quanh chúng ta với cường độ khác

nhau mà chúng ta ít khi nhận ra được ,thông thường
tĩnh điện không ảnh hưởng nhiều và cũng không
đáng lo ngại ,nhưng nếu xét về phương diện an toàn
và kinh tế thì cần phải có sự hiểu biết về tĩnh điện để
có biện pháp phòng chống hợp lý

Một nguyên nhân gây nhiễm điện thường gặp là sự tiếp xúc giữa các vật liệu

rắn. Khi hai vật cọ xát vào nhau tạo ra tĩnh điện, một vật nhường đi electron và
trở nên mang điện dương còn vật kia nhận electron và trở nên mang điện âm.
Đây là vì một vật liệu có các electron liên kết yếu, còn vật liệu kia có nhiều
khoảng trống trong lớp vỏ electron ngoài cùng của nó, cho nên các electron có
thể di chuyển từ vật này sang vật kia, tạo ra sự mất cân bằng điện tích sau khi
tách hai vật ra. Các vật liệu có thể cho hoặc nhận electron theo kiểu này được
gọi là vật liệu điện ma sát.
-Khi con người vô tình ma sát vào các vật thì cũng có thể bị nhiễm điện

Sự cố gây ra bởi tĩnh điện

Sự phóng tĩnh điện (ESD – Electrostatic

Sự bám hút (ESA – Electro Static Atraction):

Discharge):

Các hạt bụi nhỏ khi gần từ trường tĩnh điện

Sự phóng tĩnh điện cũng tương tự như hiện tượng

sẽ bị phân cực trái dấu. Sau đó các hạt bụi

sét trong tự nhiên: điện tích bị phóng khi qua trục

này sẽ bị hút vào bề mặt vật thể do lực hút.

máy tạo ra tia lửa điện. Tia lửa điện đủ lớn và gặp

Điều này gây ảnh hưởng rất lớn đến quá

các vật dễ gây cháy nổ (dung môi gas, xăng dầu,

trình sản xuất và chất lượng sản phẩm.

mùn cưa, vv…) sẽ làm phát sinh ngọn lửa gây

Những tác hại thường thấy là giảm chất

hỏa hoạn.

lượng sản phẩm, mực in bị nhiễm bẩn, bị
lem khi in, kẹt máy, làm hư bản in trên ống
đồng.

3. Tác hại

3.1 Trong đời sống

3.2Trong sản xuất

3.1) Trong đời sống

Phóng điện gây giật và sốc điện với con người khi tiếp xúc.

Do đó cần cấn trọng với các trường hợp có thể sản sinh tĩnh
điện có lưu lượng lớn. Ngoài ra với một lượng điện tích rất lớn
trên bề mặt vật thể, tạo ra một từ trường cực mạnh ở môi
trường xung quanh. Từ trường này có tác hại về lâu dài với sức
khỏe con người. Trong đó, ảnh hưởng nhiều nhất là hệ thần
kinh, hệ sinh dục, hệ tuần hoàn.

3.2) Trong Sản Xuất

Tĩnh điện trên bề mặt của vật thể, khi lớn đến mức độ thích

hợp (khoảng 3000 volt) sẽ tạo ra một từ trường tĩnh điện, từ
trường này sẽ tác động gây ra sự phân cực của các vật thể
khi các vật thể này lọt vào trường tĩnh điện, việc phân cực
này tạo ra lực hút Culon đủ lớn để hút cưỡng bức các vật thể
này vào bề mặt của vật mang tĩnh điện.

Hiện tượng hút bụi này ảnh
hưởng tới chất lượng của các
qúa trình sản xuất cần sạch bề
mặt như: in ấn, lắp đặt, đóng
gói thực phẩm, dược phẩm,
tráng phủ, sơn, xi mạ và các
qui trình sản xuất điện tử, vv…

Bởi vậy, trong sản xuất chúng ta thường gặp phải các vấn đề khó chịu:
– Màng film, chai lọ bị bám dính bụi, tích điện làm giảm chất lượng sản phẩm.
– Các bao bì làm ra không thể xếp ngay hàng.

Các sản phẩm nằm không đúng vị trí vì đẩy nhau do nhiễm tĩnh điện gây phế
phẩm.
– Kẹt màng vào các trục cuốn của máy.

Ngoài ra còn những ví dụ khác:
Tĩnh điện cao gây ra tia lửa điện dẫn đến cháy nổ. Hỏa hoạn từ những nơi dễ
cháy như dung môi in.

Mực in bị lem (vết chân chim, kéo râu…)
Công nhân bị điện giật gây tai nạn lao động.
 Phế phẩm tăng do người công nhân không muốn lại gần màng film…
 Quy trình đóng rót bị hút bụi, miệng túi bị hở.

4. Giải quyết vấn đề tĩnh điện
Các chất liệu khác nhau sẽ có những giải pháp khác nhau. Đối với các chất liệu
đẫn điện thì phương pháp thường gặp nhất là nối đất trực tiếp.Đối với những
chất liệu không dẫn tĩnh điện như vật liệu tự nhiên, hỗn hợp thì chỉ có một giải
pháp duy nhất là dùng ionizer. Đây là phương pháp tạo ra các ion trung hoà
những vùng bị tĩnh điện, nếu không được trung hòa bởi những điện tích tự do,
tĩnh điện mất đi rất chậm.

Sự ion hóa là phương tiện duy nhất để loại bỏ tĩnh điện ở những vật liệu cách
điện. Sự ion hoá các điện tử tự do trong không khí bằng phương pháp phân cực
điện áp cao tạo ra liên tục luồng điện tích âm và điện tích dương. Những điện tích
này sẽ kết hợp với những điện tích trái dấu trên bề mặt của vật liệu do đó triệt
tiêu được tĩnh điện trên bề mặt cách điện.Các thiết bị chống tĩnh điện có thể khử
được các ion bằng cách trung hoà chúng

Những vật liệu cách điện cho phép những nhóm điện tích âm và điện tích dương hình
thành. Khi những điện tích không thể di chuyển trên bề mặt của vật liệu này, việc nối
đất không thể loại bỏ những điện tích này

5. Phân loại khả năng truyền
dẫn tĩnh điện căn cứ theo chất
liệu

Gồm 3 phân mục chính dưới đây:

A. Không dẫn truyền

–

Độ kháng trở ở mức 10^9 ~

10^12 Ohm.
– Lưu giữ tĩnh điện trên bề mặt
ngay tại nơi sản sinh tĩnh điện

– Thường là các tấm nhựa
nguyên chất hoặc chất liệu
composite cách điện

B. Ít dẫn truyền

C. Dẫn truyền tốt

– Độ kháng trở ở mức

– Độ kháng trở ở mức 10^3 ~

10^6 ~ 10^9 Ohm

10^6 Ohm.

– Tĩnh điện có thể được

– Truyền dẫn điện tích tốt, tạo

giải phóng từ từ nhưng
rất chậm

đường dẫn giải phóng tĩnh điện
– Thông thường là các tấm nhựa
Carbon hoặc kim loại

Ứng Dụng Của Tĩnh Điện

Ngoài những tác hại mà tĩnh điên gây ra ở trên thì việc nghiên
cứu bản chất của nó để ứng dụng vào đời sống cũng rất được quan
tâm :
Các nhà máy điện chạy than sử dụng các chất kết tủa tĩnh điện để
thu gom các hạt mịn trong ống khói để chúng có thể được gom lại
dưới dạng chất thải rắn thay vì phóng thích vào trong không khí.
Sự nhiễm điện được áp dụng cho thuốc diệt cỏ để phun tơi trên
đồng dưới dạng sương mịn ,ứng dụng vào công nghệ sơn tĩnh điện

tĩnh. Tĩnh điện sinh ra do ma sát, áp lực, tiếp xúc giữa2 vật thể với nhau hay tách rời từ một vật vốn đã bịnhiễm tĩnh điện từ trước. là những nguyên nhânchính gây ra tĩnh điện va chạm, ma sát trượt hoặc bịtách rời từ các vật chất vốn đã bị nhiễm tĩnh điện từtrước. Dễ nhận thấy là hiện tượng thân bút bi bằngnhựa sau khi ma sát có thể hút được các mẩu giấynhỏ.Có 3 yếu tố chính ảnh hưởng đến độ lớn của tĩnh điện:Các loại vật liệu khác nhau khi ma sátĐộ lớn của tĩnh điện phụ thuộc vàoLượng tĩnh điện tỷ lệ nghịch với độ ẩmtạo ra lượng tĩnh điện khác nhau. Nhữnglực ma sát. Lực ma sát càng lớn thìtrong không khí. Do đó, cùng mộtvật liệu có khả năng sinh lượng tĩnh điệnlượng tĩnh điện càng lớn và ngượchiện tượng tĩnh điện của cùng vật thểlớn khi ma sát là: nhựa, giấy, lông thỏlại.với lực giống nhau lượng tĩnh điệnhoặc các chất cách điện khác. Đặc biệtphát sinh ở mùa khô sẽ lớn hơn mùalà trên các vật liệu cách điện như cácmưa.tấm nhựa, điện tích sinh ra có xu hướngnằm nguyên tại vị trí tiếp xúc; sau đóchúng sẽ được giải phóng khi tấm nhựatiếp xúc với vật khác như thân thể conngười hoặc các bảng mạch điện.2.Nguyên nhân Do tồn tại xung quanh chúng ta với cường độ khácnhau mà chúng ta ít khi nhận ra được ,thông thườngtĩnh điện không ảnh hưởng nhiều và cũng khôngđáng lo ngại ,nhưng nếu xét về phương diện an toànvà kinh tế thì cần phải có sự hiểu biết về tĩnh điện đểcó biện pháp phòng chống hợp lýMột nguyên nhân gây nhiễm điện thường gặp là sự tiếp xúc giữa các vật liệurắn. Khi hai vật cọ xát vào nhau tạo ra tĩnh điện, một vật nhường đi electron vàtrở nên mang điện dương còn vật kia nhận electron và trở nên mang điện âm.Đây là vì một vật liệu có các electron liên kết yếu, còn vật liệu kia có nhiềukhoảng trống trong lớp vỏ electron ngoài cùng của nó, cho nên các electron cóthể di chuyển từ vật này sang vật kia, tạo ra sự mất cân bằng điện tích sau khitách hai vật ra. Các vật liệu có thể cho hoặc nhận electron theo kiểu này đượcgọi là vật liệu điện ma sát.-Khi con người vô tình ma sát vào các vật thì cũng có thể bị nhiễm điệnSự cố gây ra bởi tĩnh điệnSự phóng tĩnh điện (ESD – ElectrostaticSự bám hút (ESA – Electro Static Atraction):Discharge):Các hạt bụi nhỏ khi gần từ trường tĩnh điệnSự phóng tĩnh điện cũng tương tự như hiện tượngsẽ bị phân cực trái dấu. Sau đó các hạt bụisét trong tự nhiên: điện tích bị phóng khi qua trụcnày sẽ bị hút vào bề mặt vật thể do lực hút.máy tạo ra tia lửa điện. Tia lửa điện đủ lớn và gặpĐiều này gây ảnh hưởng rất lớn đến quácác vật dễ gây cháy nổ (dung môi gas, xăng dầu,trình sản xuất và chất lượng sản phẩm.mùn cưa, vv…) sẽ làm phát sinh ngọn lửa gâyNhững tác hại thường thấy là giảm chấthỏa hoạn.lượng sản phẩm, mực in bị nhiễm bẩn, bịlem khi in, kẹt máy, làm hư bản in trên ốngđồng.3. Tác hại3.1 Trong đời sống3.2Trong sản xuất3.1) Trong đời sốngPhóng điện gây giật và sốc điện với con người khi tiếp xúc.Do đó cần cấn trọng với các trường hợp có thể sản sinh tĩnhđiện có lưu lượng lớn. Ngoài ra với một lượng điện tích rất lớntrên bề mặt vật thể, tạo ra một từ trường cực mạnh ở môitrường xung quanh. Từ trường này có tác hại về lâu dài với sứckhỏe con người. Trong đó, ảnh hưởng nhiều nhất là hệ thầnkinh, hệ sinh dục, hệ tuần hoàn.3.2) Trong Sản XuấtTĩnh điện trên bề mặt của vật thể, khi lớn đến mức độ thíchhợp (khoảng 3000 volt) sẽ tạo ra một từ trường tĩnh điện, từtrường này sẽ tác động gây ra sự phân cực của các vật thểkhi các vật thể này lọt vào trường tĩnh điện, việc phân cựcnày tạo ra lực hút Culon đủ lớn để hút cưỡng bức các vật thểnày vào bề mặt của vật mang tĩnh điện.Hiện tượng hút bụi này ảnhhưởng tới chất lượng của cácqúa trình sản xuất cần sạch bềmặt như: in ấn, lắp đặt, đónggói thực phẩm, dược phẩm,tráng phủ, sơn, xi mạ và cácqui trình sản xuất điện tử, vv…Bởi vậy, trong sản xuất chúng ta thường gặp phải các vấn đề khó chịu:- Màng film, chai lọ bị bám dính bụi, tích điện làm giảm chất lượng sản phẩm.- Các bao bì làm ra không thể xếp ngay hàng.Các sản phẩm nằm không đúng vị trí vì đẩy nhau do nhiễm tĩnh điện gây phếphẩm.- Kẹt màng vào các trục cuốn của máy.Ngoài ra còn những ví dụ khác:Tĩnh điện cao gây ra tia lửa điện dẫn đến cháy nổ. Hỏa hoạn từ những nơi dễcháy như dung môi in.Mực in bị lem (vết chân chim, kéo râu…)Công nhân bị điện giật gây tai nạn lao động. Phế phẩm tăng do người công nhân không muốn lại gần màng film… Quy trình đóng rót bị hút bụi, miệng túi bị hở.4. Giải quyết vấn đề tĩnh điệnCác chất liệu khác nhau sẽ có những giải pháp khác nhau. Đối với các chất liệuđẫn điện thì phương pháp thường gặp nhất là nối đất trực tiếp.Đối với nhữngchất liệu không dẫn tĩnh điện như vật liệu tự nhiên, hỗn hợp thì chỉ có một giảipháp duy nhất là dùng ionizer. Đây là phương pháp tạo ra các ion trung hoànhững vùng bị tĩnh điện, nếu không được trung hòa bởi những điện tích tự do,tĩnh điện mất đi rất chậm.Sự ion hóa là phương tiện duy nhất để loại bỏ tĩnh điện ở những vật liệu cáchđiện. Sự ion hoá các điện tử tự do trong không khí bằng phương pháp phân cựcđiện áp cao tạo ra liên tục luồng điện tích âm và điện tích dương. Những điện tíchnày sẽ kết hợp với những điện tích trái dấu trên bề mặt của vật liệu do đó triệttiêu được tĩnh điện trên bề mặt cách điện.Các thiết bị chống tĩnh điện có thể khửđược các ion bằng cách trung hoà chúngNhững vật liệu cách điện cho phép những nhóm điện tích âm và điện tích dương hìnhthành. Khi những điện tích không thể di chuyển trên bề mặt của vật liệu này, việc nốiđất không thể loại bỏ những điện tích này5. Phân loại khả năng truyềndẫn tĩnh điện căn cứ theo chấtliệuGồm 3 phân mục chính dưới đây:A. Không dẫn truyềnĐộ kháng trở ở mức 10^9 ~10^12 Ohm.- Lưu giữ tĩnh điện trên bề mặtngay tại nơi sản sinh tĩnh điện- Thường là các tấm nhựanguyên chất hoặc chất liệucomposite cách điệnB. Ít dẫn truyềnC. Dẫn truyền tốt- Độ kháng trở ở mức- Độ kháng trở ở mức 10^3 ~10^6 ~ 10^9 Ohm10^6 Ohm.- Tĩnh điện có thể được- Truyền dẫn điện tích tốt, tạogiải phóng từ từ nhưngrất chậmđường dẫn giải phóng tĩnh điện- Thông thường là các tấm nhựaCarbon hoặc kim loạiỨng Dụng Của Tĩnh ĐiệnNgoài những tác hại mà tĩnh điên gây ra ở trên thì việc nghiêncứu bản chất của nó để ứng dụng vào đời sống cũng rất được quantâm :Các nhà máy điện chạy than sử dụng các chất kết tủa tĩnh điện đểthu gom các hạt mịn trong ống khói để chúng có thể được gom lạidưới dạng chất thải rắn thay vì phóng thích vào trong không khí.Sự nhiễm điện được áp dụng cho thuốc diệt cỏ để phun tơi trênđồng dưới dạng sương mịn ,ứng dụng vào công nghệ sơn tĩnh điện

Tĩnh điện trong đời sống và sản xuất – Tài liệu text

Tĩnh điện trong đời sống và sản xuất