Acht Möglichkeiten, wie statische Elektrizität erzeugt wird
Statische Elektrizität zeichnet sich durch hohe Spannung, geringen Strom und kurze Dauer aus. Durch elektrostatische Entladung verursachte Bauteilschäden sind die häufigste und schwerwiegendste elektrostatische Gefahr in der Elektronikindustrie und werden in harte und weiche Durchschläge unterteilt. Ein harter Durchschlag führt in einem einzigen Ereignis zu einem dielektrischen Durchschlag, einem Durchbrennen oder einem dauerhaften Ausfall von Komponenten. Ein sanfter Ausfall führt zu Leistungseinbußen oder Parameterverschlechterungen bei Komponenten, die schwer zu erkennen sind, bevor das Produkt das Werk verlässt, und potenzielle Gefahren mit sich bringen. Statische Elektrizität wird auf die folgenden Arten erzeugt, die im Folgenden vorgestellt werden, um Situationen zu vermeiden, in denen statische Elektrizität die Ursache ist.
1. Kontaktreibungstrennungsaufladung-Wenn zwei verschiedene Objekte in Kontakt kommen und aneinander reiben, erzeugen sie gleiche Mengen entgegengesetzter Ladungen. Diese Art der Aufladung kommt in verschiedenen Branchen und im täglichen Leben häufig vor.
2. Elektrostatische Induktionsaufladung-Wenn sich ein neutrales Objekt einem geladenen Objekt nähert oder sich ein geladenes Objekt einem neutralen Objekt nähert, entwickelt das neutrale Objekt aufgrund des elektrischen Feldes des geladenen Objekts eine Ladung entgegengesetzter Polarität an dem Ende, das dem geladenen Objekt am nächsten liegt, und eine Ladung derselben Polarität an dem am weitesten entfernten Ende. Diese Art der Aufladung ist weit verbreitet.
3. Elektromagnetische Induktionsladung-Moderne Industrie- und Alltagsenergie sowie Beleuchtungsstrom nutzen alle das Prinzip der elektromagnetischen Induktionsstromerzeugung. Elektrostatische Technologieanwendungen nutzen auch das Prinzip der elektromagnetischen Induktionsstromerzeugung, um Niederspannungsstrom in Hochspannungsstrom umzuwandeln.
4. Luftaufladung durch Strahlungsionisation-Wenn Luft und Isolatoren mit radioaktiven Isotopen und Strahlen bestrahlt werden, bewirken sie, dass neutrale Moleküle ionisiert und aufgeladen werden.
5. Aufladung durch Veränderungen in den drei Zuständen der Materie-Wasser ist ein guter Leiter. Unter 4 Grad verwandelt sich Wasser von flüssig in fest. Beim Gefrieren wird das Eis aufgeladen. Flüssiges Wasser verwandelt sich in Wasserdampf, der ebenfalls geladen ist. Wenn Wasserdampf aufsteigt und zu Wassertröpfchen, Schnee oder Hagel kondensiert, ist er ebenfalls elektrisch geladen.
6. Elektrifizierung durch molekulare Spaltung-Verformung, Bruch und Bruch eines Objekts führen dazu, dass neutrale Moleküle gespalten werden und geladen werden. Manchmal können im Moment eines plötzlichen Bruchs sogar Funken entstehen.
7. Polarisationselektrisierung-In einem elektrischen Feld verschieben sich die positiven und negativen Ladungen einiger ungeladener Dielektrika unter dem Einfluss der elektrischen Feldkraft leicht in entgegengesetzte Richtungen. Bei den meisten polarisierbaren Molekülen müssen sich ihre Dipole in eine bestimmte Richtung ausrichten, was dazu führt, dass ein Ende negativ und das andere positiv geladen ist. Dies wird allgemein als dielektrische Polarisation bezeichnet. Einige Dielektrika werden polarisiert, wenn ein bestimmter Druck ausgeübt wird, und ihre Dipolmomente neigen sich, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird. Ersteres ist der piezoelektrische Effekt und letzteres ist der piezoelektrische Heizeffekt, der zusammenfassend als piezoelektrische Polarisation bezeichnet wird. Einige Dielektrika behalten ihre Polarisation dauerhaft bei, auch wenn kein äußeres elektrisches Feld vorhanden ist, wodurch um sie herum ein elektrisches Feld entsteht. Solche Objekte werden Elektrete genannt. Elektrete lassen sich je nach Herstellungsverfahren in thermische Elektrete, elektrische Elektrete, optische Elektrete, radioaktive Elektrete und elektromagnetische Elektrete einteilen.
8. Feldemission: In jedem elektrischen Feld wird ein Teilchen zu einem elektrischen Dipol. Wenn die elektrische Feldstärke sehr hoch ist, können Elektronen im Partikel durch das hohe elektrische Feld aus dem negativen Ende herausgezogen werden, ein Phänomen, das als Elektronenfeldemission bezeichnet wird. Alternativ können positive Ionen im Partikel aus dem positiven Ende herausgezogen werden, ein Phänomen, das als Feldemission am positiven Ende bezeichnet wird. Mit dieser Methode kann man in kurzer Zeit eine große Anzahl an Elektronen gewinnen. Elektronenfeldemissions-Pulssysteme können für kurze Röntgenpulse und für die Belichtung in der Hochgeschwindigkeitsfotografie verwendet werden.