خطر الکترواستاتیک بسیار بزرگ است، چگونه تولید می شود؟
در فصل خشک، هنگامی که درب را باز کنید، شوک الکتریکی گاهی اوقات وجود دارد. این تخلیه الکترواستاتیک (ESD) است. وقتی شوک الکتریکی احساس میکنید، ولتاژ استاتیک بدن شما بیش از 2000 ولت است! هنگامی که جرقه تخلیه را می بینید، برق استاتیک بر روی بدن شما تا 5000 ولت است! هنگامی که صدای ترش را می شنوید، برق ایستا بر روی بدن شما تا 8000 ولت است! با این حال، بسیاری از VLSI های پیشرفته با سرعت بالا توسط برق استاتیک آسیب دیده است که فقط چند ده ولت یا کمتر است. به این معناست که وقتی این مدارها را لمس می کنید، شما هیچ احساس، دیده یا حتی صدای تخلیه الکترواستاتیک را شنیده اید، مدار بخشی از آسیب دیده و یا به طور کامل آسیب دیده است، و شما هنوز هم می توانید به دنبال سخت افزار یا نرم افزار خود. . شما ممکن است متوجه نشوید که این "شبح" برق استاتیک است. قبل از اواسط قرن گذشته، پدیده الکتریسیته ساکن مانند کارایی در موزه علم و صنعت بود. این فقط یک پدیده فیزیکی جالب بود؛ با این حال، برق استاتیک در حال حاضر تبدیل به یک تروریست در صنعت مدرن با تکنولوژی بالا است.
در سال های اخیر بسیاری از حوادث مرگ و میر ناشی از الکتریسیته ساکن بوده است. در بخش صنعت نظامی، تخلیه الکترواستاتیک باعث انفجار اتفاقی موشک (بمب) می شود؛ در صنایع پتروشیمی، تخلیه الکترواستاتیک سبب انفجار و سوختن بنزین می شود. در صنایع الکترونیک، قطعات الکترونیکی آسیب دیده است و تنها ایالات متحده از هر سال به علت الکتریسیته ساکن در صنعت الکترونیک از دست رفته است. این ارزش ده ها میلیارد دلار است. شکل دیگری از خطر الکترواستاتیک خطر نیروی الکترواستاتیک است. اثر مکش گرد و غبار الکترواستاتیک بر کیفیت محصول تاثیر می گذارد. در تولید مدار مجتمع در مقیاس بزرگ، عملکرد تراشه به علت الکتریسیته ساکن به شدت کاهش می یابد. با توجه به جذب الکترواستاتیک در طول چاپ، کار کردن با کاغذ باعث کاهش کارایی می شود. علاوه بر این، تخلیه الکترواستاتیک نیز تداخل الکترومغناطیسی شدید را ایجاد می کند که از فرکانس های پایین تا چند گیگا هرتز بسیار گسترده است. این میدان الکترومغناطیسی قوی طول عمر کوتاهی دارد، اما شدت آن بسیار قویتر از میدان الکترومغناطیسی است که توسط تلفن همراه اشباع شده است، که ممکن است با عملکرد عادی برخی از دستگاهها تداخل داشته باشد.
خطر الکترواستاتیک بسیار بزرگ است، چگونه تولید می شود؟ هر ماده از اتم تشکیل شده و ساختار اصلی اتمها پروتون، نوترون و الکترون است. دانشمندان پروتون ها را مثبت، نوترون بدون برق و الکترون های با بار منفی تعریف می کنند. در شرایط عادی، تعداد پروتونهای اتم یکسان است با تعداد الکترونها، و مثبت و منفی متعادل است، به طوری که پدیده تخلیه را نشان می دهد. با این حال، با توجه به اثرات خارجی مانند اصطکاک و یا عمل انرژی های مختلف مانند انرژی جنبشی، انرژی بالقوه، انرژی حرارتی، انرژی شیمیایی و غیره، جریان های مثبت و منفی جریان الکتریکی اتم ها نامتعادل هستند. اصطکاک در زندگی روزمره اساسا فرآیند تماس و جداسازی است. در بعضی موارد، الکتریسیته ساکن را می توان بدون اصطکاک تولید کرد، مانند القای الکتریسته الکترواستاتیک، برق الکتریکی ترموالکتریک و پیزوالکتریک، لایه Helmholtz و الکتریکی جت.
هر دو اشیاء از مواد مختلف می توانند الکتریسیته ساکن را بعد از تماس از هم جدا کنند و هوا جریان می تواند الکتریسیته ساکن تولید کند. چرا هوا استاتیک الکتریکی استاتیک تولید می کند؟ از آنجا که هوا نیز از اتم ساخته شده است، می توان گفت که برق استاتیک را می توان در هر زمان و هر جا در زندگی ما تولید کرد. تقریبا غیرممکن است که الکتریسیته ساکن را به طور کامل از بین ببرید، اما می توانید از مقیاس های کنترل الکتریسیته ساکن استفاده کنید تا آسیب نرسانید. برای محیط های مختلف، اشیاء حفاظت متفاوت روش های مختلف حفاظت و اندازه گیری دارند. راه های زیادی برای کاهش برق استاتیک برای کاهش خطر برق استاتیک وجود دارد. به عنوان مثال، برخی از تجهیزات و اقدامات حفاظت از برق استاتیک برای کنترل الکتریسیته ساکن بدن انسان و محیط زیست استفاده می شود. کارگران می توانند لباس و کفش های ضد استاتیک خود را بپوشند و زمین های ضد استاتیک را بگذارند. علاوه بر استانداردهای سخت افزاری کنترل استاتیک، باید ابزارهای نرم افزاری کنترل استاتیک، این سیستم مدیریت استاتیک و صدور گواهینامه و آموزش دانش ضد استاتیک باشد. در بسیاری از ادارات خارج از کشور، مدیران کنترل خاصی وجود دارند.
از سوی دیگر، هنگام طراحی مدار برای بهبود توانایی آنتی استاتیک محصول، می توان از برخی اقدامات استفاده کرد.
برق استاتیک خطرات زیادی دارد. آیا برق ایستا نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد؟ پاسخ مثبت است، با استفاده از برق استاتیک برای به نفع بشریت. آنچه که همه می دانند بیشتر این است که کپی کردن الکترواستاتیک در حال حاضر به طور گسترده ای استفاده می شود. حذف گرد و غبار الکترواستاتیک از مزایای بهره وری بالا است. امروزه بسیاری از دستگاه های تصفیه کننده هوا از الکتریسیته ساکن برای جذب گرد و غبار کوچک در هوا و تصفیه هوا استفاده می کنند. در کشاورزی، استفاده از اسپری الکترواستاتیک می تواند تا حد زیادی بهبود بهره وری و کاهش استفاده از سموم دفع آفات، که هم از لحاظ اقتصادی و هم از نظر محیط زیست. کاربردهای زیادی از الکتریسیته ساکن وجود دارد، از قبیل درمان الکترواستاتیک بذر با مقاومت شدید بیماری، کاهش بیماری و نرخ جوانه زنگی بالا، افزایش عملکرد؛ ازن تولید شده توسط تخلیه الکترواستاتیک یک عامل تقویت کننده است، اثر ضد باکتری قوی دارد؛ آب تصفیه شده توسط الکترواستاتیک می تواند هر دو را ضدعفونی کرده و مقیاس نداشته باشد. فیلم الکترواستاتیک الکتروتاچ همچنین می تواند انواع آسیب بافت نرم را درمان کند، این باعث افزایش گردش خون، کاهش التهاب و تورم می شود. الکتریسیته ساکن نیز می تواند برای پاشش استفاده شود و مسکن لوازم خانگی الکترواستاتیک مانند ماشین لباسشویی و یخچال و فریزر بسیار یکنواخت است.
به طور خلاصه، چیزی که مرموز از الکتریسیته ساکن است، اگرچه ما نمی توانیم آن را با چشم غیر مسلح ببینیم و نمی توانیم آن را با دست ببندیم، اما برق استاتیک همواره تولید می شود و در اطراف ما ناپدید می شود. این هر دو مضر برای انسان است و می تواند توسط انسان مورد استفاده قرار گیرد.