Statik Elektrik Nasıl Oluşur? Zararları Nelerdir? Nasıl Önlenir?

Statik elektrik, tanım olarak bir madde veya nesnenin pozitif veya negatif net yüke sahip olmasıdır. Doğada hali hazırda bulunan ve belli bazı sebepler sonucu oluşabilen ve genellikle istenmeyen bir durumdur. Metaller üzerinde oluşan statik elektrik genelde anlık olurken, yalıtkanlar üzerinde oluşanlar uzun süreli kalıcı olabilirler. Statik elektrik sanayi kuruluşlarında üretkenlik ve kalite sorunlarına neden olmakla birlikte meydana getirdiği ani ark boşalmalarıyla operatör ve çalışanlara güvenlik sorunu da çıkartmaktadır. Ayrıca bu boşalmalar yangınlar çıkartabilmekte ve elektronik cihazlara geri dönüşü olmayan hasarlar verebilmektedir.

A- A+

19.11.2018 tarihli yazı 67765 kez okunmuştur.

Statik Elektriğin Sebepleri

Maddeler, elektriksel olarak nötr atomlardan oluşmaktadır. Çünkü, atomlar içerisinde bulunan pozitif yüklerin (çekirdeğinde bulunan protonlar) sayısı ile negatif yüklerin (çekirdeğin etrafındaki kabuklarda bulunan elektronlar) sayısı birbirine eşittir. Statik elektrik olgular, pozitif ve negatif yüklerin ayrımına ihtiyaç duyarlar.

►İlginizi Çekebilir: Statik Elektrik Alanda İletkenler

İki madde birbirleriyle temasa geçtiğinde, elektronlar bir maddeden diğer maddeye geçebilir. Böylece bir madde üzerinde aşırı miktarda pozitif yük, diğeri üzerinde ise buna eşit miktarda bir negatif yük bırakır. Maddeler ayrıldıklarında, yükleri oransız bir şekilde tutarlar.

Statik Elektrik Nasıl Oluşur?

Bütün maddeler artı ve eksi yükle yüklüdür. Dengede olan artı ve eksi yükler sürtünme ile bozulur ve maddelerin elektriklenmesine sebep olur. Statik elektrik, tabiatta birbirinden farklı veya aynı, iletken veya yalıtkan iki maddenin temas etmesi ve sonra ayrılması veya sürtünme işlemi sonucunda, bu iki cisim arasında pozitif ve negatif elektronların serbest bırakılması ve işaretlerinin değişmesi ile kendiliğinden statik elektrik oluşur. Statik yükün voltajı çok fazla olmasına karşın, ancak akımı çok zayıftır.

►İlginizi Çekebilir: Bakır Kaplı Çelik Topraklama Çubuğu

Teknolojik gelişme sonucu kullanılan sentetik giyim eşyaları, sadece insan vücudunu topraktan izole etmez, elektrostatik yüklerin oluşmasına da sebep olur. Günümüzde sentetik ve plastik eşyaların kullanımı olumsuz etkiler yapmaktadır.

İnsan vücudu üzerinde oluşan statik yükün büyük bir kısmı giyilen elbiseden ve bulunduğumuz ortamlardaki plastik taban, yer, duvar pimapen pencere vs. kaynaklanmaktadır. İnsanların bulundukları ortamdaki almış oldukları statik elektrik insan sağlığına ve de kullanmış oldukları elektronik cihazlara zarar vermektedir.

Vücuttaki Statik Elektrik Nasıl Atılır? Statik Elektrik Nasıl Boşaltılır?

►İlginizi Çekebilir: Piezoelektrik Kristalli Aktif Paratoner

Elbisenizi giyerken, benzer şekilde, cisimler birbirlerine yaklaştıklarında veya dokunduklarında aralarında yük transferi gerçekleşir ve statik elektrikle yüklenirler. İnsan vücudunda olan elektrik özellikle ellerde yüzde başta yoğunlaşmış haldedir. Temas veya sürtünme yolu ile bir cisme dokunduğumuz zaman vücudumuz ile cisim arasında bir yük geçişi olur. Negatif olarak yüklenen vücudumuz ile başka bir cisme temas ettiğimizde ani bir şekilde yük boşalması yaşanır.

Böylece yüklerin cinsi ve miktarında değişiklik meydana gelir. Statik elektriğin miktar olarak artışı en çok da sürtünme yoluyla gerçekleşir. Statik elektrik şarjı nemli ortamlarda daha az, kuru ortamlarda ise daha fazladır. Bu nedenle sürekli kuru ortamlarda bulunuyorsanız aklınıza geldikçe vücudunuzdaki statik elektriği boşaltma, sağlığınız açısından faydalı olur.
Vücuttaki statik elektriğin fazlasını dışarı atmak için ya çıplak el ve ayakla toprağa elleyerek bir nevi toprak hattı yaparak ya da su ile yıkanarak bu elektronları dışarı aktarmakla statik elektrik boşaltılır.

Statik Elektriğin Zararları

Statik elektrik görünüşte zarar vermeyecek bir elektrik türü olarak düşünülse de aslında oldukça büyük zararlara neden olabilir. Yüklenme sonrasında temas ile yük boşalmaları endüstri ve ticari alanlarda ciddi zararlara neden olabilmektedir.

►Statik elektrik insanlarda deri hastalıklarına neden olabilir.
►Düşük voltajlar ile çalışan elektronik devre elemanlarına zarar vererek devreleri işlemez duruma getirebilir.
►Elektronik tabanlı sistemlerde devre elemanlarını etkilemese de devre akımlarını etkileyerek sistemin istenmeyen sonuçlar döndürmesine sebep olabilir.
►Yanıcı veya patlayıcı özelliğe sahip sıvı ve gazlarla temasında istenmeyen felaketlere sebep olabilir.
►Üretim alanlarında kağıt, kumaş vb. gibi ürünler statik elektrik sonucunda birbirlerini iterek dağılabilir veya birbirlerini çekerek yapışabilir bu da otomasyonda problemler yaratabilirler.

Statik Elektriğin Zarar Verebileceği Ortamlarda Alınacak Önlemler

Statik elektriği önlemek için, yapılan işin niteliğine göre;

- Nemlendirme,
- Birbirine bağlama ve topraklama,
- İyonizasyon yöntemlerinde biri veya birkaçı uygulanmalıdır.

Nemlendirme: Çevre havasını statik elektrik akımının geçmesine izin verecek kadar nemli hale getirerek, statik elektrik birikimi engellenebilir. Nemlendirme birçok madde için zararlı olduğundan ve sıcak havalarda aşırı nem, insanları rahatsız edebileceğinden kullanım alanı sınırlıdır.

Birbirine bağlama ve topraklama: İletken özellikteki iki veya daha fazla cismi, bir iletken aracılığıyla birbirine bağlayarak topraklamaktır. Böylece, cisimlerdeki statik elektrik yükü dengelenmiş olacaktır.

Parlayıcı sıvıların konulduğu bütün depolar ve boru donatımları, boru bağlantıları bu yöntemle statik elektriğe karşı topraklanmalıdır. Depoların parlayıcı sıvılarla doldurulması veya boşaltılmasında araç ile depo arasında topraklama hattı bağlantısı yapılmalıdır. Bu bağlantı “topraklama tamburu” olarak adlandırılan özel ürünlerle gerçekleştirilmektedir.

►İlginizi Çekebilir: Elektrostatik Jeneratör Nasıl Çalışır?

Vücutta biriken statik elektriğin boşaltımı için ise avuçlar bakır levhaya bastırılarak vücuttaki statik elektrik bakır levhaya aktarılır. Daha çok patlayıcı ortamlarda, patlayıcı madde, patlayıcı gaz ortamlarında çalışan kişilerin kullanımı için idealdir.

İyonizasyon yöntemleri : Hava, normal koşullarda iletken değildir. Ancak, havayı yeterli oranda iyonlaştırarak statik elektriğin cisimlerde birikmesi önlenebilir.
Havayı iyonlaştırmak için; statik tarak, radyoaktivite ile iyonlaştırma veya açık alev gibi yöntemler kullanılmalıdır.

Statik Elektrik Sonucu Meydana Gelebilecek Bazı Olaylar

► Parlayıcı Sıvılar İçin Büyük Risk: Statik Elektrik

Parlayıcı sıvı taşıyan tankerlerde hava ile sürtünmenin yanı sıra hareketten dolayı tankın içerisindeki sıvının çalkalanması sebebiyle de statik elektrik yükü birikir. Oluşan bu statik elektrik yükün tehlikeli seviyeye erişmesine engel olmak amacıyla topraklama zinciri kullanılması mecburidir. Bu zincir sayesinde oluşan statik elektrik toprağa iletilir.

Benzin İstasyonunda Statik Elektriklenmeden Dolayı Çıkan Yangın

►Doğadaki Statik Elektrik: Yıldırım

Bulutlar içerisinde hidrometorlar olarak adlandırılan parçacıklar çarpışma ve sürtünme sonucunda yüklenir. Bu parçacıklar, bulutun yukarı bölümünün tamamen pozitif yük kazanmasına ve bulutun aşağı kesimlerinin negatif olarak yüklenmesine sebebiyet verir. Etkiyle elektriklenme sonucunda bulutların altında kalan toprakta zıt yükle, yani pozitif olarak yüklenir. Belirli bir süre bulutlardaki negatif ve yerdeki pozitif yük ayrışması devam eder. bulutla yer arasında bulunan yalıtkan hava iletken hale geçmeye başlar ve bulutla yer arasındaki potansiyel fark arttıkça havayı delmesi kolaylaşır. Havanın delinmesiyle buluttaki yüksek voltaj toprağa deşarj olur. Bu deşarjlarda 2.000 ile 200.000 amper arası akım akmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Cihazlarımızı En Doğru Şekilde Yıldırım ve Aşırı Gerilimden Nasıl Koruruz?

►Uçaklar Üzerindeki Statik Elektrik

Uçak üzerinde elektrik 3 farklı şekilde oluşmaktadır. Uçuş esnasında yıldırım düşmesi sonucu oluşan elektrik, uçak kar, buz, dolu veya toz bulutu içinden geçerken sürtünme etkisiyle oluşan statik elektrik, elektronik cihazların oluşturduğu statik elektrik. İşte uçak üzerinde oluşan bu statik elektrik uçakların kanat uçlarında bulunan sivri metal çıkıntılar sayesinde dağıtılır. Uçağın gövdesinde gezinen bu statik elektrik anlık olarak havaya bırakılmasıydı, uçaklar yere inerken meydana gelebilecek şiddetli deşarjlar sebebiyle infilak olabilirdi.

Bir Helikopterin İniş Anında Statik Elektriklenmeye Kapılma Anı

► İnsan Vücudunda Statik Elektrik

Bu konuda akla ilk gelen kuru ve yalıtkan özellikte olan saçlar ile plastik tarak arasında statik elektrik yüklerinin boşalarak dengelenmesi neticesinde ortaya çıkan çıtırtılardır. Yada yünlü kıyafetlerimizi giyip çıkartırken sürtünmeden oluşan elektriklenmedir. Bütün bunların yanı sıra biriyle tokalaştığımızda veya bir yüzeye dokunduğumuzda çarpılmamızda sıkça yaşanılan durumlar arasındadır. İşte bütün bunların sebebi statik elektriktir. İnsan vücudunda var olan elektrik özellikle ellerde yüzde başta yoğunlaşmış halde bulunur. Temas veya sürtünme yoluyla bir cisme dokunduğumuzda vücudumuz ile cisim arasında bir yük geçişi olur. Negatif olarak yüklenen vücudumuz ile başka bir cisme temas ettiğimizde ani bir şekilde yük boşalması yaşanır. Öyle ki üzerimizde binlerce volt statik yük mevcut iken, 350 Volt ile bozulabilecek bir CMOS yapılı elektronik malzemeye dokunulduğunda cihaz zarar görebilir. Bunun sebebi ise statik yükün aniden boşalmasıdır.

Bunları Biliyor muydunuz?

► Yolcu kabinlerine konulan ek teçhizatlar ile birlikte diğer malzemelerin uçaktaki statik elektrik yükünü 25.000 Volt'a kadar çıkardığını,
► %10 ile %20 arasında bir nem oranına sahip ortamda plastik klasör taşırken 7.000 Volt’luk bir statik elektrikle yüklendiğinizi,
► %10 ile %20 arasında bir nem oranına sahip ortamda halı üzerinde yürürken 35.000 Volt’luk bir statik elektrik oluştuğunu,
► Stresli durumlarda üzerinizdeki statik elektriğin daha da fazla olduğunu,
► İnsan vücudunda elektrik üreten ve nöron olarak adlandırılan hücrelerin varlığını,

► Zaman zaman yıldırımların uzunluklarının 9 km’yi bulduğunu ve etrafındaki 15 km’lik alanda etkili olduklarını,
► Dünyada yıldırım çarpması yüzünden, kayda geçmiş en son uçak kazasının 1967’de ABD’de olduğunu,

Kaynak:

► https://teknolojiprojeleri.com/elektronik/statik-durgun-elektrik-nedir-zararlari-nelerdir
► http://www.elektrikrehberiniz.com/elektrik/statik-elektrik-nedir-13384/
► https://www.muhendisbeyinler.net/statik-elektrik-nedir/
► https://isgfrm.com/threads/statik-elektrik-tehlikesine-karsi-alinacak-onlemler.6462/