2.5.     Statische elektriciteit

 

  Als we met een zijden of wollen doek over een glazen of plastic staaf wrijven, dan worden er elektronen van het ene op het andere voorwerp overgebracht en krijgen ze een positieve of negatieve lading naargelang het voorwerp er elektronen bijkrijgt of verliest.

Als het gewreven voorwerp bestaat uit een isolerend materiaal, dan kunnen de aangebrachte elektronen niet doorheen het materiaal weglekken en blijven aan het oppervlak.  Ze blijven ter plekke of bewegen zich slechts over een heel kleine afstand.

Zo’n geladen staaf kan voorwerpen aantrekken.

 

  Daar negatief geladen elektronen op een voorwerp elkaar onderling afstoten, zullen ze makkelijk een ontsnappingsweg nemen als ze deze kans krijgen.  Als u de staaf aanraakt, zullen ze door uw lichaam naar de aarde wegvloeien en kunt u even een schok krijgen.

Soms kan de afstotingskracht tussen de opgehoopte elektronen zo groot worden dat ze zelfs een afstand door de lucht kunnen overbruggen naar een ander voorwerp en zo ontstaat dan een vonk.  Een spectaculair voorbeeld is de bliksem, waarbij elektrische lading overspringt van de ene wolk op de andere of van een wolk naar de aarde.

  De eigenschap van een stof om op zijn oppervlak elektrische lading op te kunnen slaan, noemt men de capaciteit.

Een praktische toepassing van statische elektriciteit is de afstemcondensator in een radio waarmee we exact kunnen afstemmen op één signaal in het oerwoud van zenders.

 

  Statische elektriciteit is een goed gekend probleem in de industrie.  Het grote risico is nl. het ontstaan van ontladingsvonken, die voldoende energie kunnen hebben om een gas-luchtmengsel of een stofmengsel te doen ontvlammen of ontploffen.

De ladingen kunnen ook schrikreacties veroorzaken en problemen opleveren bij computers zoals het verstoren van programma’s, met alle gevolgen vandien.

 

  “Het risico van elektrostatische opladingen is reëel in een aantal veel voorkomende gevallen, bvb. :

·         Het stromen van goed geleidende vloeistoffen door een geïsoleerd opgestelde lading

·         Het stromen van olie of water door een leiding naar een tank

·         Het laden en lossen van poeder- en korrelvormige producten uit bulkauto’s

·         Pneumatisch transport van poeders en korrels in mengers, doseersluizen van weegbunkers

·         Wrijving door kleding over het menselijk organisme dat geïsoleerd staat opgesteld (bvb. op rubberen schoenzolen)

·        Drijfriemen”

(Min. Vl. Gem., Afstandsonderwijs elektriciteit, bundel 10, p.41)

 

  Als deze lading niet kan afvloeien naar de aarde, kan een vonkontlading optreden, indien de elektrostatische veldsterkte te groot is.

 

Enkele voorbeelden van optredende spanningen in specifieke omstandigheden :

 

Omstandigheid                                                                                  Optredende spanning (V)

 

Persoon lopend op gummizolen                                               1000

Persoon lopende op gummizolen op een kunststof tapijt           14000

Aandrijfriemen met een snelheid van 3 – 15 m/s                       25 – 80000

Uitstromende benzine in vrije val                                             4000

Benzol met hoge snelheid in stalen buis                                    3000

Papierrol bij afrolsnelheid boven 10 m/s                                  150000

 

(Rose, p. 42)

 

 

De bestrijding ervan bestaat uit het voorkomen door maatregelen in het productieproces.

Dit kan door het aarden van massa’s en  door de equipotentiale verbinding bvb. het overtappen van vloeistoffen, tankinstallaties en bij assemblage van elektronische toestellen.

Andere maatregelen zijn het dragen van antistatisch schoeisel, impregnatie of doordrenking van weefsels met een geleidend product, verwerking van een zeker percentage metaalvezels in het product, verhoging van de relatieve vochtigheid tot meer dan 65% waardoor rond voorwerpen een geleidende vloeistoflaag ontstaat die als aardleiding dienstdoet.

  Schadebeperking bij ontlading kan gebeuren door bvb. plaatselijke afzuiging waardoor de hoeveelheid stof of brandbaar gas en damp minimaal wordt gehouden.  In de gevaarlijke ruimte kan men ook een beschermgas brengen dat niet brandbaar is en dat de zuurstof verdringt.

 

  Over het belang van aarding vindt u hieronder enkele mooie voorbeelden :

 

(txt Paterson p.158-159 plakken)

(id. p.160)

(id. p.116)

(als laatste : id., p.157-158)

 

  Een andere toepassing van aarding is het aanbrengen van een strip aan uw auto die zorgt voor geleiding van elektrische ladingen naar de aarde.

 

  Hoewel het zelden voorkomt, kan getroffen worden door de bliksem ernstige gevolgen hebben : ‘brandwonden, geheugenverlies, bewusteloosheid, verlamming, hartstilstand, stilvallen van de ademhaling.’ (http://193.190.249.203/IRM-KMI/educ/lightning_nl.html)

Bij onweer zijn de veiligste plaatsen :

 

·         ‘Gebouwen deskundig beveiligd tegen de bliksem

·         Gebouwen in gewapend beton met doorverbonden betonijzers

·         Gebouwen met stalen geraamten

·         Auto’s met metalen koetswerk en dak, waarvan alle metalen delen onderling doorverbonden zijn’

(id., ibid.)

 

De gevaarlijkste plaatsen zijn :

 

A.     ‘Buiten :

·         Omgeving van hoge verticale structuren zoals : gebouwen, masten of alleenstaande bomen, hijskranen

·         Bosranden

·         Houten hutten met bijna geen metalen onderdelen of met metalen onderdelen geïsoleerd van de aarde

·         Vijvers en zwembaden

·         Boten en tenten

·         Sportterreinen

·         Bergranden

·         Metalen afsluitingen

 

B.     Binnen :

·         Omgeving van grote metalen voorwerpen zoals : radiatoren, kachels, metalen vensterramen, badkuipen,…

·         Schouwen

·         Water-, gas-, elektriciteitsleidingen

·         Radio en televisie indien ze verbonden zijn met het net of de antenne

·         Telefoon

·         Zolders’

(id., ibid.)

 

Vermijd dus ook :

·         ‘Paard te rijden

·         Te fietsen of motor te rijden

·         Een open tractor of wagen te besturen

·         Dichtbij een wagen te staan of erop te leunen

·         Te vliegen met niet-gesloten of niet-metalen tuigen’

En :

·         ‘Mensen die in groep door een onweer verrast worden, zullen zich op tenminste twee meter afstand van elkaar verspreiden.

·         Indien men verplicht is zich te verplaatsen tijdens een onweer, is het beter te lopen dan te wandelen : tijdens het lopen is slechts één voet in contact met de grond.’

(id., ibid.)

 

  De veiligheidshouding ziet er zo uit :

 

(illKMI p.6)

 

  Hierbij zijn de voeten samengevoegd en mogen de handen de grond niet raken.  Zodoende is er slechts één aanrakingspunt met de grond.  Bij twee aanrakingspunten zou er een potentiaalverschil (spanning) kunnen ontstaan.  Bovendien zit men gehurkt zodat men geen uitstekend punt vormt.