Statická elektřina: Příčiny a preventivní opatření

Všichni známe ten nepříjemný pocit, když uchopíte kovovou kliku a dostanete lehký elektrický šok, nebo když si svléknete syntetické oblečení, slyšíte praskání a občas vidíte jiskry. Jednoduchý experiment: Nafoukněte balónek. Tři kuličky na vlněném svetru a dotýkejte se jimi různých povrchů a předmětů. Ukazuje se, že je to skutečný trik! Míč se lepí na všechno: na strop, na zeď a dokonce i na člověka.
Proč se to děje? Vše se dá snadno vysvětlit. Každý předmět má elektrický náboj, ale existují takové, které snadno ztrácejí své elektrony, například vlna. Když se míč tře o svetr, elektrické náboje se oddělí a některé elektrony ze svetru se přenesou na míč a získají záporný náboj. Neutrální elektrony předmětů, ke kterým balónek přivedeme, jsou odpuzovány elektrony balónku a povrch dostává kladný náboj a balónek přitahuje předmět k sobě. Tento experiment je ukázkovým příkladem statické elektřiny.
Statická elektřina je nerovnováha elektrických nábojů na povrchu nebo uvnitř materiálu a také mezi materiály. K akumulaci náboje dochází v důsledku nestabilních atomových vazeb. Obvykle je vyvolána třením, ale někdy je způsobena určitými druhy záření (rentgenové, radiační, ultrafialové). Statické náboje vznikají třením. Například karoserie auta se dře o vzduch, nebo se její pohyblivé části třou o sebe, syntetické oblečení se dře o lidské tělo a mnoho dalšího. V takových případech může elektrostatický potenciál dosáhnout: až 6 kV na lidském těle a až 10 kV na karoserii automobilu.
K statickému výboji dochází při velmi vysokém napětí, ale velmi nízkém proudu. V případě nízké vlhkosti i česání vlasů často vyvolává nahromadění statického náboje o napětí desítek tisíc voltů, ale vypouštěcí proud bude tak malý, že to někdy není možné ani cítit. Právě kvůli nízkým hodnotám okamžitého vybíjecího proudu je statické napětí pro člověka neškodné. U drahých elektronických zařízení, jako jsou mikroprocesory nebo tranzistory, však již statické napětí není tak neškodné. Akumulace statického potenciálu může poškodit polovodičová zařízení, a to i ve výrobě. Vážné nebezpečí číhá ve výbušných a požárně nebezpečných předmětech; výboje vytvářejí jiskry, které mohou snadno vést ke vznícení nečistot přítomných ve vzduchu.
Statické napětí není možné zcela eliminovat, ale lze jej výrazně snížit. Jedním z účinných neutralizačních opatření v domácnosti je zvlhčování vzduchu. Pokud relativní vlhkost vzduchu dosáhne 85 %, elektrostatický náboj se neakumuluje. Kromě toho se doporučuje nosit oblečení z přírodních tkanin – len, bavlna a zcela se vyhnout syntetikám. Pro ochranu průmyslových zařízení před statickým napětím je nutné použít ochranné uzemnění. Náboje při připojení zařízení k zemní smyčce stékají do země a jejich hromadění je zcela vyloučeno. Uzemnění se používá i pro práci s vysoce citlivou elektronikou. Stůl, židle a vodivá podlahová krytina jsou uzemněny a pracovník musí být oblečen do vodivého oděvu a obuvi. Musí být použito uzemnění nástroje a zemnící popruhy.
S rozvojem moderních technologií se člověk naučil těžit ze statické elektřiny. Nahromaděná vsázka se využívá při výrobě a aplikaci etiket, dále při práškovém lakování automobilů, při laminování řeziva a v papírenském průmyslu.