ГОСТ 31610.32-1— 2015
Приложение А
(справочное)
Основы статического электричества
А.1 Электростатическое заряжение
А.1.1 Введение
Первичный источник электростатического заряда — контактное заряжение (электризация). Если два ранее
незаряженных вещества входят в соприкосновение, то на их общей границе обычно происходит перенос зарядов.
При их разделении друг от друга на каждой поверхности взаимного контакта будут находиться заряды, равные по
величине, но противоположной полярности. Проводящие обьекты могут заряжаться по индукции, если они на
ходятся в электрическом поле других заряженных объектов, или вблизи от проводников с высоким потенциалом.
Любой объект может также стать заряженным, если на нем накапливаются заряженные частицы или ионы.
А.1.2 Контактное заряжение
Контактное заряжение может происходить на границах фаз «твердое тело/твердое тело», «жидкость/жид-
кость» или «твердое тело/жидкость». Газы не могут так заряжаться, но если присутствуют взвешенные в газе
твердые или жидкие частицы, подвергающиеся контактному заряжению, то газ. несущий заряженные частицы,
становится электростатически заряженным. Контактному заряжению могут подвергаться конденсированная или
замороженная вода в воздухе или снег, образующийся, например, при адиабатическом расширении углекислого
газа.
В случае разнородных твердых частиц, первоначально незаряженных и обычно находящихся под потенци
алом земли, между ними, пока они находятся в контакте между собой, происходит обмен некоторым количеством
электрических зарядов. Поэтому эти два материала оказываются противоположно заряженными и. следователь
но, между ними существует электрическое поле. Если материалы разделяются, то затрачивается работа по пре
одолению взаимного притяжения их зарядов и с увеличением расстояния между ними увеличивается и разность
потенциалов. Разность потенциалов проявляется и в конечных точках соприкосновения разделяемого контакта.
В случае двух проводников при этом происходит почти полная взаимная нейтрализация разделяемых зарядов и
никакого значительного количества зарядов не остается ни на том. ни на другом материале после разделения их
контакта.
Если один или оба материала не являются проводящими, полная взаимная нейтрализация разделяемых за
рядов не может иметь места и на разделенных материалах заряды частично сохраняются. Поскольку расстояние
между зарядами, первоначально разделенными в состоянии контакта только межфазной границей, чрезвычайно
мало, то потенциал при последующем разделении возрастает во много раз и может достигать многих киловольт.
Для реальных поверхностей в процессе трения площадь контакта увеличивается и увеличивается эффективность
контактного заряжения.
А.1.3 Контактное заряжение жидкостей
Точно так же происходит контактное заряжение жидкостей, но в этом случае процесс заряжения может зави
сеть от присутствия ионов или микроскопических заряженных частиц (последние обычно менее важны). Ионы (или
частицы) одной полярности могут быть адсорбированы на внутренней поверхности межфазной границы и будут за
хватывать ионы противоположной полярности, которые образуютдиффузионный заряженный слой у поверхности.
Если жидкость затем перемещается относительно межфазной границы, то потоком уносится часть диффузионного
слоя, и тем самым обеспечивается разделение положительных и отрицательных зарядов. Типичные примеры —
перемещение жидкости относительно твердой поверхности (например, в трубе, в насосе или в фильтре), возму
щение или воздействие мешалкой, распыление или дробление жидкости. Если в жидкости присутствует вторая
несмешивающаяся фаза в виде взвешенных твердых частиц ипи диспергированных жидкостей, или воздушных
пузырей, заряжение значительно возрастает из-за большого увеличения площади межфазных поверхностей.
Как в случае твердых частиц, высокое напряжение генерируется вследствие совершения работы по разделе
нию положительных и отрицательных зарядов, при условии, что жидкость обладает достаточными изоляционными
свойствами, чтобы предотвратить их рекомбинацию. Такие процессы могут происходить как на межфазных грани
цах «твердое тело/жидкость». так и на границах «жидкость/жидкость».
Обычно с опасным уровнем заряжения сталкиваются главным образом при обращении с жидкостями с низ
кой электрической проводимостью. Однако из-за быстрого разделения зарядов распыление жидкостей может со
провождаться образованием высоко заряженного тумана или брызг, независимо от проводимости жидкости.
Хотя высоко проводящие жидкостиобычно заряжаются оченьслабо, существуют высоко заряжающиеся про
водящие жидкости, особенно некоторые органические ацетаты, эфиры и высшие кетоны, при обращении с кото
рыми требуются чрезвычайные меры обеспечения безопасности. К ним относятся этилацетат и изопропилацетат. но
не ацетон.
Биотоплива представлены в С.8.
98