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.
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.
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?
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.
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.
►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.