Sind kabellose Armbänder für die Elektronikindustrie geeignet?
Schnurlose Armbänder nutzen theoretisch die Koronaentladung, um einen Teil der statischen Elektrizität abzuleiten. Unter Koronaentladung, auch Spitzenentladung genannt, versteht man die Entladung statischer Elektrizität von der Spitze eines geladenen Leiters (normalerweise ist eine Spannung von mehr als 1500 V erforderlich) in die Luft. Allerdings ist die erforderliche Spannung zur Ableitung statischer Elektrizität bei kabellosen Armbändern zu hoch, was sie für die Elektronikindustrie ungeeignet macht, da nur wenige elektronische Komponenten Spannungen über 1500 V standhalten können.
Koronaentladung
Bei der Koronaentladung handelt es sich um eine lokale, selbst{0}}erhaltende Entladung eines gasförmigen Mediums in einem ungleichmäßigen elektrischen Feld. Es ist die häufigste Form der Gasentladung. In der Nähe einer spitzen Elektrode mit großem Krümmungsradius übersteigt die lokale elektrische Feldstärke die Ionisierungsfeldstärke des Gases, was zu Ionisierung und Anregung führt, was zu einer Koronaentladung führt. Wenn Korona auftritt, ist um die Elektrode herum ein helles Licht zu sehen, begleitet von einem zischenden Geräusch. Eine Koronaentladung kann eine relativ stabile Form der Entladung oder ein frühes Stadium im Durchbruchsprozess einer ungleichmäßigen elektrischen Feldlücke sein.
Der Entstehungsmechanismus der Koronaentladung variiert je nach Polarität der Spitzenelektrode, hauptsächlich aufgrund von Unterschieden in der Akkumulation und Verteilung der Raumladung während der Koronaentladung. Unter Gleichspannung sammeln sowohl negative als auch positive Koronaentladungen Raumladungen in der Nähe der Spitzenelektrode an. Bei einer negativen Koronaentladung werden Elektronen nach der Stoßionisierung von der Spitzenelektrode weggetrieben und bilden negative Ionen, während sich positive Ionen in der Nähe der Elektrodenoberfläche ansammeln. Wenn sich das elektrische Feld verstärkt, werden positive Ionen in die Elektrode gezogen, was zu einem gepulsten Koronastrom führt, während negative Ionen in den Zwischenraum diffundieren. Dieser Vorgang wiederholt sich und leitet einen weiteren Zyklus der Ionisierung und Bewegung geladener Teilchen ein. Dieser Zyklus setzt sich fort und führt zu zahlreichen gepulsten Koronaströmen. Dieses Phänomen wurde 1938 von GW Tritcher entdeckt und ist als Tritcher-Puls bekannt. Steigt die Spannung weiter an, erhöhen sich Impulsfrequenz und Amplitude des Koronastroms und es entsteht eine negative Glimmentladung. Weitere Spannungserhöhungen führen zu einer negativen Streamer-Entladung, die aufgrund ihrer Form auch Feder- oder Büschelentladung genannt wird. Wenn sich die negative Streamer-Entladung zur Gegenelektrode fortsetzt, kommt es zu einer Funkenentladung, die zum Zusammenbruch der gesamten Funkenstrecke führt. Bei einer positiven Koronaentladung entstehen auch positive Ionen in der Nähe der Spitzenelektrode, diese werden jedoch kontinuierlich in den Spaltraum abgestoßen, während Elektronen in die Elektrode angezogen werden und auf ähnliche Weise einen sich wiederholenden gepulsten Koronastrom bilden. Wenn die Spannung weiter ansteigt, kommt es zu einer Streamer-Entladung, die zu einem Spaltdurchschlag führen kann.
Der Entladungsprozess der Wechselstromkorona bei Netzfrequenz ist grundsätzlich derselbe wie der der positiven und negativen Gleichstromkorona während der positiven und negativen Halbzyklen. Der Koronastrom mit der Netzfrequenz ist in Phase mit der Spannung und spiegelt den Korona-Leistungsverlust wider. In technischen Anwendungen wird die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und der Menge der Koronaladung häufig zur Darstellung der Koronaeigenschaften verwendet, die als Volt-Coulomb-Kennlinie der Korona bezeichnet wird. Tatsächlich können Oberflächenzustände des Leiters, wie Beschädigungen, Regentropfen und Ablagerungen, leicht zu einer Koronaentladung führen.
Koronaentladungen haben im Bereich der Ingenieurtechnik vielfältige Auswirkungen. Koronaentladungen an Hochspannungs- und Ultrahochspannungsleitern in Energiesystemen können zu Korona-Leistungsverlusten, Funkstörungen, Fernsehstörungen und Lärmstörungen führen. Beim Entwurf von Schaltkreisen sollte eine ausreichende Leiterquerschnittsfläche gewählt werden, oder es sollten geteilte Leiter verwendet werden, um das elektrische Oberflächenfeld der Leiter zu reduzieren und eine Koronaentladung zu vermeiden. Bei elektrischen Hochspannungsgeräten führt die Koronaentladung nach und nach zu einer Beeinträchtigung der Isolationsleistung des Geräts. Unter bestimmten Bedingungen kann die Raumladung der Koronaentladung auch die Spaltdurchschlagfestigkeit erhöhen. Beim Auftreten von Blitz- oder Schaltüberspannungen in der Leitung kann es aufgrund von Koronaverlusten zu einer Abschwächung der Überspannungsamplitude kommen. Die Koronaentladung kann zur elektrostatischen Staubentfernung, Abwasserbehandlung, Luftreinigung usw. verwendet werden. Die Koronaentladung scharfer Gegenstände wie Bäume auf dem Boden unter dem Einfluss des elektrischen Feldes der Erde ist ein wichtiges Glied im atmosphärischen elektrischen Gleichgewicht. Koronaentladungen auf Wassertröpfchen, die auf die Meeresoberfläche spritzen, können die Bildung organischer Stoffe im Ozean fördern und könnten auch eine der wirksamen Entladungsformen für die Vorsynthese von Aminosäuren in der antiken Erdatmosphäre sein. Die Koronaentladung ist ein technisch bedeutsames Forschungsthema für verschiedene Anwendungen.