સ્થિર વીજળી - તે શું છે, તે કેવી રીતે ઉત્પન્ન થાય છે અને તેની સાથે સંકળાયેલ સમસ્યાઓ

સ્થિર વીજળી શું છે

સ્થિર વીજળી ત્યારે થાય છે જ્યારે ઈલેક્ટ્રોનના લાભ કે નુકશાનને કારણે ઈન્ટ્રાએટોમિક અથવા ઈન્ટ્રામોલેક્યુલર સંતુલન ખલેલ પહોંચે છે. સામાન્ય રીતે, અણુ સમાન સંખ્યામાં હકારાત્મક અને નકારાત્મક કણો-પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનને કારણે સંતુલનમાં હોય છે. ઈલેક્ટ્રોન સરળતાથી એક અણુમાંથી બીજા અણુમાં જઈ શકે છે. તે જ સમયે, તેઓ હકારાત્મક (જ્યાં કોઈ ઇલેક્ટ્રોન નથી) અથવા નકારાત્મક (એક ઇલેક્ટ્રોન અથવા વધારાના ઇલેક્ટ્રોન સાથેનો અણુ) આયનો બનાવે છે. જ્યારે આ અસંતુલન થાય છે, ત્યારે સ્થિર વીજળી ઉત્પન્ન થાય છે.

વધુ વિગતો માટે અહીં જુઓ: ચિત્રોમાં સ્થિર વીજળી વિશે

ઇલેક્ટ્રોન પર ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ — (-) 1.6 x 10-19 પેન્ડન્ટ. સમાન ચાર્જ સાથેના પ્રોટોનમાં હકારાત્મક ધ્રુવીયતા હોય છે. કૂલમ્બ્સમાં સ્ટેટિક ચાર્જ ઇલેક્ટ્રોનની અધિકતા અથવા ઉણપના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે, એટલે કે. અસ્થિર આયનોની સંખ્યા.

પેન્ડન્ટ એ સ્ટેટિક ચાર્જનું મૂળભૂત એકમ છે, જે 1 એમ્પીયરમાં 1 સેકન્ડમાં વાયરના ક્રોસ-સેક્શનમાંથી પસાર થતી વીજળીની માત્રાને વ્યાખ્યાયિત કરે છે.

સકારાત્મક આયનમાં એક ઈલેક્ટ્રોન હોતું નથી, તેથી તે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણમાંથી ઈલેક્ટ્રોન સરળતાથી સ્વીકારી શકે છે. નકારાત્મક આયન, બદલામાં, કાં તો એક ઇલેક્ટ્રોન અથવા મોટી સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન સાથેનો અણુ/પરમાણુ હોઈ શકે છે. બંને કિસ્સાઓમાં, ત્યાં એક ઇલેક્ટ્રોન છે જે હકારાત્મક ચાર્જને બેઅસર કરી શકે છે.

સ્થિર વીજળી કેવી રીતે ઉત્પન્ન થાય છે

સ્થિર વીજળીના મુખ્ય કારણો:

• બે સામગ્રી વચ્ચેનો સંપર્ક અને એકબીજાથી અલગ થવું (ઘસવું, રોલિંગ / અનવાઇન્ડિંગ વગેરે સહિત).

• તાપમાનમાં ઝડપી ઘટાડો (ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે સામગ્રીને પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં મૂકવામાં આવે છે).

• ઉચ્ચ ઊર્જા કિરણોત્સર્ગ, અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ, એક્સ-રે, મજબૂત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો (ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનોમાં સામાન્ય નથી).

• કટીંગ કામગીરી (દા.ત. કટીંગ મશીન અથવા પેપર કટીંગ મશીનો પર).

• મેન્યુઅલ (જનરેટેડ સ્ટેટિક વીજળી).

સપાટીનો સંપર્ક અને સામગ્રીનું વિભાજન એ રોલ ફિલ્મ અને પ્લાસ્ટિક શીટ ઉદ્યોગમાં સ્થિર વીજળીના સૌથી સામાન્ય કારણો છે. સ્થિર ચાર્જ સામગ્રીના અનવાઇન્ડિંગ / રીવાઇન્ડિંગ દરમિયાન અથવા એકબીજાને સંબંધિત સામગ્રીના વિવિધ સ્તરોની હિલચાલ દરમિયાન ઉત્પન્ન થાય છે.

આ પ્રક્રિયા સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ નથી, પરંતુ આ કિસ્સામાં સ્થિર વીજળીના દેખાવ માટેનું સાચું સમજૂતી ફ્લેટ કેપેસિટર સાથે સાદ્રશ્ય દ્વારા મેળવી શકાય છે, જેમાં પ્લેટોને અલગ કરવામાં આવે ત્યારે યાંત્રિક ઊર્જા વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે:

પરિણામી તણાવ = પ્રારંભિક તણાવ x (અંતિમ પ્લેટ અંતર / પ્રારંભિક પ્લેટ અંતર).

જ્યારે સિન્થેટીક ફિલ્મ ફીડ/ટેક-અપ રોલરને સ્પર્શે છે, ત્યારે સામગ્રીમાંથી રોલર તરફ વહેતો થોડો ચાર્જ અસંતુલનનું કારણ બને છે. જેમ જેમ સામગ્રી શાફ્ટ સાથેના સંપર્ક વિસ્તાર પર કાબુ મેળવે છે, વોલ્ટેજ તે જ રીતે વધે છે જેમ કે આ કિસ્સામાં કેપેસિટર પ્લેટો તેમના અલગ થવાની ક્ષણે.

પ્રેક્ટિસ બતાવે છે કે વિદ્યુત ભંગાણને કારણે પરિણામી વોલ્ટેજનું કંપનવિસ્તાર મર્યાદિત છે જે અડીને સામગ્રી, સપાટીની વાહકતા અને અન્ય પરિબળો વચ્ચેના અંતરમાં થાય છે. સંપર્ક વિસ્તારમાંથી ફિલ્મની બહાર નીકળતી વખતે, તમે ઘણી વાર થોડો કર્કશ સાંભળી શકો છો અથવા સ્પાર્કનું અવલોકન કરી શકો છો. આ તે ક્ષણે થાય છે જ્યારે સ્થિર ચાર્જ આસપાસની હવાને તોડવા માટે પૂરતા મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે.

રોલ સાથે સંપર્ક કરતા પહેલા, સિન્થેટીક ફિલ્મ ઇલેક્ટ્રિકલી ન્યુટ્રલ હોય છે, પરંતુ હલનચલન અને ફીડિંગ સપાટીઓ સાથે સંપર્કની પ્રક્રિયામાં, ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ ફિલ્મ તરફ નિર્દેશિત થાય છે અને તેને નકારાત્મક ચાર્જ સાથે ચાર્જ કરે છે. જો શાફ્ટ મેટલ અને ગ્રાઉન્ડેડ હોય, તો તેનો હકારાત્મક ચાર્જ ઝડપથી નીકળી જશે.

મોટાભાગના સાધનોમાં ઘણી શાફ્ટ હોય છે, તેથી ચાર્જની માત્રા અને તેની ધ્રુવીયતા વારંવાર બદલાઈ શકે છે. સ્થિર ચાર્જને નિયંત્રિત કરવાની શ્રેષ્ઠ રીત એ છે કે સમસ્યા વિસ્તારની સામેના વિસ્તારમાં તેને ચોક્કસ રીતે માપવું. જો ચાર્જ ખૂબ વહેલો તટસ્થ થઈ જાય, તો ફિલ્મ આ સમસ્યાવાળા વિસ્તારમાં પહોંચે તે પહેલાં તે પુનઃપ્રાપ્ત થઈ શકે છે.

જો ઑબ્જેક્ટમાં નોંધપાત્ર ચાર્જ સંગ્રહિત કરવાની ક્ષમતા હોય અને જો ઉચ્ચ વોલ્ટેજ હોય, તો સ્થિર વીજળી કર્મચારીઓને આર્સિંગ, ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક રિસ્પ્લેશન/આકર્ષણ અથવા ઇલેક્ટ્રિક શોક જેવી ગંભીર સમસ્યાઓનું કારણ બને છે.

પોલેરિટી ચાર્જ કરો

સ્ટેટિક ચાર્જ સકારાત્મક અથવા નકારાત્મક હોઈ શકે છે.ડાયરેક્ટ કરંટ (AC) અને પેસિવ લિમિટર્સ (બ્રશ) માટે, ચાર્જ પોલેરિટી સામાન્ય રીતે મહત્વપૂર્ણ નથી.

સ્થિર વીજળી સમસ્યાઓ

ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં સ્ટેટિક ડિસ્ચાર્જ

આ સમસ્યા પર ધ્યાન આપવું જરૂરી છે, કારણ કે આધુનિક નિયંત્રણ અને માપન ઉપકરણોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ઇલેક્ટ્રોનિક બ્લોક્સ અને ઘટકો સાથે કામ કરતી વખતે તે ઘણીવાર થાય છે.

ઈલેક્ટ્રોનિક્સમાં, સ્ટેટિક ઈલેક્ટ્રિસિટી સાથે સંકળાયેલ મુખ્ય ખતરો ચાર્જ વહન કરનાર વ્યક્તિ તરફથી આવે છે અને તેને અવગણવી જોઈએ નહીં. વિસર્જિત પ્રવાહ ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે, જે તૂટેલા જોડાણો, તૂટેલા સંપર્કો અને તૂટેલા માઇક્રોસર્ક્યુટ ટ્રેસ તરફ દોરી જાય છે. ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર અને અન્ય કોટેડ તત્વો પરની પાતળી ઓક્સાઇડ ફિલ્મનો પણ નાશ કરે છે.

મોટેભાગે, ઘટકો સંપૂર્ણપણે નિષ્ફળ જતા નથી, જે વધુ ખતરનાક ગણી શકાય, કારણ કે ખામી તરત જ દેખાતી નથી, પરંતુ ઉપકરણના સંચાલન દરમિયાન અણધારી ક્ષણે.

સામાન્ય નિયમ તરીકે, સ્થિર-સંવેદનશીલ ભાગો અને ઉપકરણો સાથે કામ કરતી વખતે, તમારે હંમેશા તમારા શરીર પર બિલ્ટ-અપ ચાર્જને નિષ્ક્રિય કરવા માટે પગલાં લેવા જોઈએ.

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક આકર્ષણ / પ્રતિકૂળ

પ્લાસ્ટિક, કાગળ, કાપડ અને સંબંધિત ઉદ્યોગોમાં આ કદાચ સૌથી સામાન્ય સમસ્યા છે. તે એ હકીકતમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે કે સામગ્રી સ્વતંત્ર રીતે તેમની વર્તણૂકમાં ફેરફાર કરે છે - તેઓ એકસાથે વળગી રહે છે અથવા, તેનાથી વિપરીત, દૂર કરે છે, સાધનને વળગી રહે છે, ધૂળ આકર્ષે છે, પ્રાપ્ત ઉપકરણ પર અનિયમિત પવન વગેરે.

આકર્ષણ/વિકર્ષણ કુલોમ્બના કાયદા અનુસાર થાય છે, જે ચોરસની વિરુદ્ધના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે. તેના સરળ સ્વરૂપમાં, તે નીચે મુજબ વ્યક્ત કરવામાં આવે છે:

આકર્ષણ અથવા પ્રતિકૂળ બળ (ન્યુટનમાં) = ચાર્જ (A) x ચાર્જ (B) / (વસ્તુઓ વચ્ચેનું અંતર 2 (મીટરમાં)).

તેથી, આ અસરની તીવ્રતા સ્થિર ચાર્જના કંપનવિસ્તાર અને આકર્ષક અથવા પ્રતિકૂળ પદાર્થો વચ્ચેના અંતર સાથે સીધી રીતે સંબંધિત છે. આકર્ષણ અને વિકર્ષણ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર રેખાઓની દિશામાં થાય છે.

જો બે ચાર્જ સમાન ધ્રુવીયતા ધરાવે છે, તો તેઓ ભગાડે છે; જો વિપરીત, તેઓ એકબીજાને આકર્ષે છે. જો ઑબ્જેક્ટ્સમાંથી કોઈ એક ચાર્જ થાય છે, તો તે આકર્ષણનું કારણ બનશે, તટસ્થ વસ્તુઓ પર ચાર્જની અરીસાની છબી બનાવશે.

આગનું જોખમ

આગનું જોખમ તમામ ઉદ્યોગો માટે સામાન્ય સમસ્યા નથી. પરંતુ જ્વલનશીલ સોલવન્ટનો ઉપયોગ કરતા પ્રિન્ટીંગ અને અન્ય વ્યવસાયોમાં આગ લાગવાની સંભાવના ઘણી વધારે છે.

જોખમી વિસ્તારોમાં, ઇગ્નીશનના સૌથી સામાન્ય સ્ત્રોતો બિન-ગ્રાઉન્ડેડ સાધનો અને ફરતા વાયર છે. જો જોખમી વિસ્તારમાં કોઈ ઓપરેટર બિન-વાહક તળિયાવાળા સ્પોર્ટ્સ શૂઝ અથવા જૂતા પહેરે છે, તો તેના શરીરમાં ચાર્જ જનરેટ થવાનું જોખમ રહેલું છે જે સોલવન્ટને સળગાવી શકે છે. મશીનના અનગ્રાઉન્ડ વાહક ભાગો પણ જોખમી છે. ડેન્જર ઝોનમાં દરેક વસ્તુ યોગ્ય રીતે ગ્રાઉન્ડ હોવી જોઈએ.

નીચેની માહિતી જ્વલનશીલ વાતાવરણમાં સ્થિર વીજળીની ઇગ્નીશન સંભવિતતાનું સંક્ષિપ્ત સમજૂતી પ્રદાન કરે છે. તે મહત્વનું છે કે બિનઅનુભવી વેપારીઓ આવી પરિસ્થિતિઓમાં ઉપયોગ માટે ઉપકરણોની પસંદગીમાં ભૂલો ટાળવા માટે અગાઉથી સાધનોના પ્રકારોથી વાકેફ છે.

આગ લગાડવા માટે સ્રાવની ક્ષમતા ઘણા ચલો પર આધારિત છે:

• નિકાલનો પ્રકાર;

• સ્રાવ શક્તિ;

• સ્રાવ સ્ત્રોત;

• ડિસ્ચાર્જ ઊર્જા;

• જ્વલનશીલ વાતાવરણની હાજરી (ગેસ તબક્કામાં દ્રાવક, ધૂળ અથવા જ્વલનશીલ પ્રવાહી);

• જ્વલનશીલ માધ્યમની લઘુત્તમ ઇગ્નીશન એનર્જી (MEW).

સ્રાવના પ્રકારો

ત્યાં ત્રણ મુખ્ય પ્રકારો છે - સ્પાર્ક, બ્રશ અને સ્લાઇડ બ્રશ. આ કિસ્સામાં, કોરોનરી ડિસ્ચાર્જને ધ્યાનમાં લેવામાં આવતું નથી, કારણ કે તે ખૂબ મહેનતુ નથી અને ખૂબ ધીમેથી થાય છે. કોરોના ડિસ્ચાર્જ સામાન્ય રીતે હાનિકારક હોય છે અને તે માત્ર ખૂબ ઊંચા આગ અને વિસ્ફોટના જોખમવાળા વિસ્તારોમાં જ ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ.

એક નિષ્ઠાવાન સ્રાવ

તે મુખ્યત્વે સાધારણ વાહક, ઇલેક્ટ્રિકલી ઇન્સ્યુલેટેડ ઑબ્જેક્ટમાંથી આવે છે. તે માનવ શરીર, મશીન અથવા સાધનનો ભાગ હોઈ શકે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે ચાર્જની બધી ઊર્જા સ્પાર્કિંગની ક્ષણે વિખેરાઈ જાય છે. જો ઉર્જા દ્રાવક વરાળના MEW કરતા વધારે હોય, તો ઇગ્નીશન થઈ શકે છે.

સ્પાર્ક ઊર્જાની ગણતરી નીચે પ્રમાણે કરવામાં આવે છે: E (જૌલ્સમાં) = ½ C U2.

હાથમાંથી સ્રાવ

બ્રશ ડિસ્ચાર્જ ત્યારે થાય છે જ્યારે સાધનોના તીક્ષ્ણ ટુકડાઓ ચાર્જને ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીની સપાટી પર કેન્દ્રિત કરે છે જેના ઇન્સ્યુલેટીંગ ગુણધર્મો તેને એકઠા કરે છે. બ્રશ ડિસ્ચાર્જમાં સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ કરતાં ઓછી ઉર્જા હોય છે અને તેથી તે ઇગ્નીશનનું ઓછું જોખમ રજૂ કરે છે.

સ્લાઇડિંગ બ્રશ સાથે ફેલાવો

સ્લાઇડિંગ બ્રશનો છંટકાવ શીટ્સ અથવા ઉચ્ચ પ્રતિકારકતા કૃત્રિમ સામગ્રીના રોલ પર થાય છે જેમાં ચાર્જની ઘનતા અને વેબની દરેક બાજુએ વિવિધ ચાર્જ પોલેરિટી હોય છે. પાવડર કોટિંગને ઘસવા અથવા છંટકાવ કરવાથી આ ઘટના થઈ શકે છે. અસર ફ્લેટ કેપેસિટરના ડિસ્ચાર્જ સાથે સરખાવી શકાય છે અને તે સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ જેટલી જ જોખમી હોઈ શકે છે.

શક્તિ અને ઉર્જાનો સ્ત્રોત

ચાર્જ વિતરણનું કદ અને ભૂમિતિ મહત્વપૂર્ણ પરિબળો છે. શરીરનું પ્રમાણ જેટલું મોટું છે, તેટલી વધુ ઊર્જા ધરાવે છે. તીક્ષ્ણ ખૂણા ક્ષેત્રની શક્તિમાં વધારો કરે છે અને સ્રાવને ટકાવી રાખે છે.

ડિસ્ચાર્જ પાવર

જો ઊર્જા સાથેનો પદાર્થ સારી રીતે વર્તે નહીં વીજળીદા.ત. માનવ શરીર, પદાર્થનો પ્રતિકાર ઇજેક્શનને નબળો પાડશે અને જોખમ ઘટાડશે. માનવ શરીર માટે, એક મૂળભૂત નિયમ છે: ધારો કે 100 mJ કરતા ઓછી આંતરિક લઘુત્તમ ઇગ્નીશન ઊર્જા સાથેના તમામ દ્રાવકો સળગાવી શકે છે, હકીકત એ છે કે શરીરમાં સમાયેલ ઊર્જા 2 થી 3 ગણી વધારે હોઈ શકે છે.

ન્યૂનતમ ઇગ્નીશન એનર્જી MEW

સોલવન્ટની લઘુત્તમ ઇગ્નીશન ઉર્જા અને જોખમી વિસ્તારમાં તેમની સાંદ્રતા એ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પરિબળો છે. જો ન્યૂનતમ ઇગ્નીશન ઊર્જા ડિસ્ચાર્જ ઊર્જા કરતાં ઓછી હોય, તો આગનું જોખમ રહેલું છે.

ઇલેક્ટ્રિક આંચકો

ઔદ્યોગિક સાહસમાં સ્થિર આંચકાના જોખમના પ્રશ્ન પર વધુ અને વધુ ધ્યાન આપવામાં આવે છે. આ વ્યવસાયિક આરોગ્ય અને સલામતીની આવશ્યકતાઓમાં નોંધપાત્ર વધારાને કારણે છે.

સ્થિર વીજળીને કારણે વીજળીનો આંચકો સામાન્ય રીતે ખાસ ખતરનાક નથી. તે માત્ર અપ્રિય છે અને ઘણીવાર ગંભીર પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બને છે.

સ્થિર આંચકાના બે સામાન્ય કારણો છે:

પ્રેરિત ચાર્જ

જો કોઈ વ્યક્તિ ઈલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં હોય અને ચાર્જ્ડ ઑબ્જેક્ટ ધરાવે છે, જેમ કે ફિલ્મની રીલ, તો તેનું શરીર ચાર્જ થઈ શકે છે.

ચાર્જ ઓપરેટરના શરીરમાં રહે છે જો તે ગ્રાઉન્ડેડ સાધનોને સ્પર્શ ન કરે ત્યાં સુધી તે ઇન્સ્યુલેટીંગ સોલ્સવાળા જૂતા પહેરે છે. ચાર્જ નીચે જમીન પર વહે છે અને વ્યક્તિને હિટ કરે છે. જ્યારે ઓપરેટર ચાર્જ કરેલી વસ્તુઓ અથવા સામગ્રીને સ્પર્શ કરે છે ત્યારે પણ આવું થાય છે — ઇન્સ્યુલેટીંગ શૂઝને કારણે, ચાર્જ શરીરમાં એકઠો થાય છે. જ્યારે ઓપરેટર સાધનોના મેટલ ભાગોને સ્પર્શ કરે છે, ત્યારે ચાર્જ ડિસ્ચાર્જ થઈ શકે છે અને ઇલેક્ટ્રિક શોકનું કારણ બની શકે છે.

જ્યારે લોકો કૃત્રિમ કાર્પેટ પર ચાલે છે, ત્યારે કાર્પેટ અને જૂતા વચ્ચેના સંપર્ક દ્વારા સ્થિર વીજળી ઉત્પન્ન થાય છે. જ્યારે તેઓ તેમની કારમાંથી બહાર નીકળે છે ત્યારે ઇલેક્ટ્રિક આંચકા ડ્રાઇવરોને લાગે છે જ્યારે તેઓ ઉભા થાય છે ત્યારે સીટ અને તેમના કપડા વચ્ચે બનેલા ચાર્જને કારણે ટ્રિગર થાય છે. આ સમસ્યાનો ઉકેલ એ છે કે સીટ પરથી ઉપાડતા પહેલા કારના ધાતુના ભાગને સ્પર્શ કરવો, જેમ કે દરવાજાની ફ્રેમ. આ ચાર્જને વાહનની બોડી અને ટાયર દ્વારા સુરક્ષિત રીતે જમીન પર વહી જવા દે છે.

સાધનો પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રિક આંચકો

આવા ઇલેક્ટ્રિક આંચકો શક્ય છે, જો કે તે સામગ્રી દ્વારા ઉશ્કેરવામાં આવેલા નુકસાન કરતાં ઘણી ઓછી વાર થાય છે.

જો ટેક-અપ રીલમાં નોંધપાત્ર ચાર્જ હોય, તો એવું બને છે કે ઓપરેટરની આંગળીઓ ચાર્જને એટલી હદે કેન્દ્રિત કરે છે કે તે બ્રેકિંગ પોઈન્ટ સુધી પહોંચે છે અને ડિસ્ચાર્જ થાય છે. ઉપરાંત, જો કોઈ અગ્રાઉન્ડ મેટલ ઑબ્જેક્ટ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં હોય, તો તે પ્રેરિત ચાર્જથી ચાર્જ થઈ શકે છે. મેટલ ઑબ્જેક્ટ વાહક હોવાથી, મોબાઇલ ચાર્જ ઑબ્જેક્ટને સ્પર્શ કરતી વ્યક્તિમાં ડિસ્ચાર્જ થશે.