Przeczytano 11 329 razy

Dlaczego klamka "kopie"?

W okresie zimowym wiele osób zaczyna się skarżyć na "kopiące prądem" klamki, auta i inne metalowe przedmioty. Czasami podczas przywitania się z inną osobom odczuwamy nieprzyjemne "kopnięcie". Wiele osób zadaje pytanie, dlaczego tylko w pewnych okresach "wszystko" dookoła zaczyna nas kopać? Przecież nic nie zmieniłem. Noszę te same ubrania, które piorę ubrania w tym samym proszku. O co chodzi?

Powodów "kopiących rzeczy" może być wiele (pomijam tu wadliwie wykonaną instalacje elektryczną gdzie napięcie przedostaje), ale najczęściej za okresową "agresję" prądu odpowiada elektrostatyka. Dlaczego tak się dzieje?

W dużym uproszczeniu najprawdopodobniej klamka i inne przedmioty "kopią", ponieważ w pomieszczeniu jest suche powietrze i na wskutek tarcia (np. buty o podłogę, włosy o ubranie, wzajemnie między sobą warstwy naszego ubrania itd.), na naszym ciele odkładają się ładunki elektryczne więc powstaje różnica potencjałów pomiędzy naszym ciałem a otaczającymi nas przedmiotami. Gdy różnica potencjałów pomiędzy np. klamką a naszym ciałem będzie na tyle duża, aby pokonać "izolację" naszej skóry (rezystancja skóry zależy od wielu czynników np. wilgotność, wiek, stan skóry itp.) następuje wyrównanie potencjałów, czyli prąd przepływa z miejsca o wyższym potencjale do miejsca o niższym potencjale. W praktyce takie wyrównanie potencjałów, czyli rozładowanie energii elektrycznej zgromadzonej na naszym ciele odbywa się w gwałtowny sposób co możemy odczuć jako nieprzyjemne "kopnięcie".

Czy wiesz, że napięcie znamionowe w domowym gniazdku wynosi 230 V, czyli 0,23 kV a w uproszczeniu mówiąc o elektrostatyce i np. "kopiącej" klamce: 

  • większość osób nie odczuwa i nie dostrzega wyładowań o napięciu poniżej 3 kV, czyli 3 000 V,
  • napięcie powyżej 3 kV, czyli 3 000 V większość z nas odczuwa jako "kopnięcie" klamki lub kolegi, koleżanki ;)  
  • wyładowania o napięciu wyższym niż 5 kV, czyli 5 000 V najczęściej odczuwamy dostrzegamy w postaci przeskakującej iskry. Należy zaznaczyć, że wartość tego napięcia w dużym stopniu zależy od czynników zewnętrznych np. wilgotności powietrza oraz materiału, jakim pokryta jest powierzchnia podłogi.

W szczególnych przypadkach, gdy powietrze jest suche i jego wilgotność jest bliska 20 % np. gorący suchy letni dzień, lub zimą mocno ogrzane pomieszczenie, to napięcie elektrostatyczne gromadzące się na ludzkim ciele może osiągać wartość nawet 12 000 V czyli 12 kV.

Co zrobić, aby rzeczy nie "kopały"?
Elektrostatyka jest poważnym zagrożeniem w szeroko pojętym przemyśle w związku z tym istnieje wiele profesjonalnych rozwiązań, które w warunkach domowych są zbyt kosztowne do wdrożenia. Jeśli chcemy "tanio" i skutecznie zlikwidować efekt elektrostatycznego "kopania prądem" wystarczy zadbać o właściwą wilgotność powietrza. Można to uzyskać rozkładając na grzejnikach mokre ręczniki, lub stosując nawilżacze powietrza i przy okazji nasz organizm podziękuje (mam na myśli naszą skórę i drogi oddechowe które przesuszone pękają i są bardziej podatne na różne infekcje). Pamiętajmy, że nie wystarczy pod wpływem emocji kupić nawilżacz i postawić nawilżacz powietrza, ale trzeba go używać ;) 

Przy okazji napiszcie jak radzicie sobie z "kopiącymi" klamkami ;) 

Wracając do tematu elektrostatyki. Jak to możliwe, że tak wysokie napięcie nie robi ludziom krzywdy? Dla czego nas nie zabija?

Ponieważ wartość prądu jaki przepływa podczas takiego opisanego powyżej elektrostatycznego wyładowania jest bardzo mała i nie jest w stanie wyrządzić krzywdy zdrowemu człowiekowi. Ale takie elektrostatyczne wyładowanie ma na tyle dużą energię, że bez problemu może zniszczyć nowoczesny sprzęt elektroniczny np. smartfona, komputer, pendrive itp.

Nie każde wyładowanie elektrostatyczne jest dla człowieka bezpieczne. Należy pamiętać, że wszyscy dobrze znamy wyładowania elektrostatyczne, które potrafią zabić człowieka i mogą być przyczyną pożarów, oraz uszkodzeń budynków. Największymi znanymi człowiekowi wyładowaniami elektrycznymi, które powstają na wskutek zjawisk elektrostatycznych są pioruny. Tu również działa elektrostatyka ale na bardzo dużym obszarze więc osiągane wartości napięć i prądów mają gigantyczne wartości (to zagadnienie na inny wątek) co obserwujemy najczęściej podczas burz. 

P.S.

Więcej na temat elektrostatyki można dowiedzieć się z poniższego filmu, a wartości podanych powyżej napięć są podstawie informacji z: https://elektronikab2b.pl/technika/1929-niszczaca-sila-wyladowan-elektrostatycznych

Odpowiedzi (7)


    • Ostatnia wizyta:
    • W serwisie od:
    • 25 pytań
    • 426 odpowiedzi
    • 99.8% pozytywnych ocen od użytkowników

    @Piotr Bibik  aż mi się przypomniał mój wpis zapraszający na szkolenie odnośnie ochrony przed porażeniem.

    Elektrostatyka - ciekawe a często pomijane zagadnienie

    https://www.linkedin.com/posts/bartlomiejjaworski_eaton-rcd-shock-activity-6859440054293598208--94o?


    • Ostatnia wizyta:
    • W serwisie od:
    • 2 pytań
    • 5 odpowiedzi
    • Brak ocen

    Czasami widzę, że klamki są oklejone, żeby nie kopały, jednak i to nie pomaga :( Jak żyć...

    • Piotr Bibik Ekspert ds. Inteligentnych budynków

      • Ostatnia wizyta:
      • W serwisie od:
      • 169 pytań
      • 2056 odpowiedzi
      • 98.7% pozytywnych ocen od użytkowników

      @Andzia.podnapięciem: Nie ma w tym nic dziwnego. Podczas kopnięcia elektrostatycznego mamy do czynienia z napięciami od 3 do 12 kV, czyli od 3 000 do 12 000 V, natomiast taśma izolacyjna (zależy jaka) ma swoją wytrzymałość np.: Winylowa taśma elektroizolacyjna 3M™ Temflex™ 155

      Całkowita grubość taśmy bez podkładu 0,13 mm
      Wytrzymałość dielektryczna 40 kV/mm
      Wartość napięcia 600 V

      W związku z powyższymi informacjami przy idealnych warunkach grubość pojedynczej taśmy (0,13 mm) teoretycznie zabezpieczy nas maksymalnie przed ładunkiem elektrostatycznym o wartości do 5,2 kV, czyli klamka musiałaby zostać pokryta minimum trzema warstwami taśmy. Inna taśma izolacyjna o innych właściwościach będzie się inaczej zachowywać, ale to już należy indywidualnie analizować w odniesieniu do konkretnego produktu. Ale pamiętajmy, że są to rozważania czysto teoretyczne ponieważ na powierzchni taśmy również mogą gromadzić się ładunki, które podczas dotknięcia będą dążyły do wyrównania potencjałów co odczujemy jako kopnięcie. Zresztą dobrym przykładem są drzwi w nowoczesnych biurach. Drzwi te często są wykonane z szkła. Szkło ma właściwości izolacyjne a mimo wszystko, zainstalowane na szklanych drzwiach klamki potrafią kopać. Można zadać pytanie gdzie ten ładunek odpływa? Otóż wyrównuje się pomiędzy naszym ciałem a klamką.
        
      Jest to dobry przykład jak pod wpływem tarcia cząstek powietrza ładunek elektryczny odkłada się na klamce odizolowanej klamce. Przykład z życia. Dziś kolega, któremu podawałem pendrive boleśnie przekonał się jak ładunek z pendrive poprzez elementy jego komputera dążył do wyrównania potencjałów (na szczęście sprzęt nadal działa). Może należy zmienić tytuł wpisu na: Dlaczego komputer kopie?

      Właśnie z tego powodu nie ma jednej uniwersalnej metody likwidacji zjawisk elektrostatycznych, ale aby skutecznie poradzić sobie z tym zagadnieniem należy w skoordynowany sposób wykonać kilka zadań np.:

       - zapewnić właściwą wilgotność powietrza,
       - nosić odpowiednią odzież (w tym również bieliznę antyelektrstatyczną), która ogranicza wytwarzanie się i magazynowanie ładunków elektrostatycznych,
       - przewodzące elementy powinny być podłączone do sytemu wyrównania potencjałów,
       - podłoga powinna być pokryta materiałami półprzewodzącymi np. wykładziny
       - buty powinny mieć specjalne półprzewodzące podeszwy i wkładki antyelektrostatyczne, lub należy zakładać na obuwie specjalne opaski które odprowadzą ładunek i poprzez półprzewodzącą podłogę delikatnie wyrównają potencjał.  

      Długo by można wymieniać, ale warto zwrócić uwagę na różne detale np. robocze maty antyelektrostatycze https://www.tim.pl/zestaw-antyelektrostatyczny-8pk-as07-1-20947

      Zagadnienie jest na tyle poważne, że (co może wiele osób zdziwić) wymóg odpowiedniego odprowadzania ładunku elektrostatycznego dotyczy również pań chodzących w butach na obcasie.

      Oczywiście każdy przypadek jest inny i nie można generalizować. Środki ochrony należy dobierać stosowanie do występującego zagrożenia, a na "kopiącą w biurze klamkę" mam niezawodny sposób. Wystarczy zostawić otwarte drzwi ;) 


    • Ostatnia wizyta:
    • W serwisie od:
    • 44 pytań
    • 272 odpowiedzi
    • 96.6% pozytywnych ocen od użytkowników

    ale te napiecia to mnie zaskoczyly

  • Sławomir Lesiak Ekspert Elektronik - telekomunikacja

    • Ostatnia wizyta:
    • W serwisie od:
    • 45 pytań
    • 1058 odpowiedzi
    • 99% pozytywnych ocen od użytkowników

    Odpowiedź oznaczona przez autora jako pomocna

    W uzupełnieniu @Piotr Bibik  Nie zawsze wystarczy zainstalować nawilżacz żeby zapobiec całkowicie powstawaniu ładunków elektrostatycznych. Ważne jest, żeby w sezonie jesienno-zimowym i częściowo wiosennym nosić na sobie jak najmniej ubrać ze sztucznych, czyli chemicznych włókien lub ich domieszkami. Wszystkie ubiory z naturalnych włókien nie są podatne na gromadzenie sie na nich ładunków. Jeszcze innym sposobem jest stosowanie jonizatora powietrza. Urządzenie powoduje powstawanie jonów ujemnych co neutralizuje nadmierna ilość jonów dodatnich a przy okazji okazuje się jeszcze, że jonizator powietrza wpływa pozytywnie na nasze zdrowie zapobiegając powstawaniu nadmiernej ilości  grzybów, bakterii, wirusów, pyłów a nawet kurzu. Dlatego jest spora liczba producentów oferujących nawilżacze powietrza wraz z jonizatorami. Sprawa ładunków elektrostatycznych jest bardzo poważnym zagadnieniem w świecie elektroniki. Jeżeli możemy dostrzec lub odczuć ładunek elektrostatyczny po wyżej 3kV to nie znaczy że ładunki o mniejszej wartości nie są groźne. Nawet o wiele mniejszy ładunek, rzędu kilkuset a nawet kilkudziesięciu eV (elektronowoltów) mogą uszkodzić delikatne struktury elementów elektronicznych. W pomieszczeniach gdzie są linie produkcyjne elektroniki stosuje się specjalne wykładziny elektrostatyczne i wszyscy pracownicy muszą mieć na sobie ubrania elektrostatyczne, obuwie elektrostatyczne czepki i dodatkowo na rękach nosi się opaski elektrostatyczne z możliwością podłączenia do szyny wyrównującej potencjały. Dodatkowo przechodzi się przez specjalne śluzy gdzie neutralizuje się ładunki zgromadzone na ciele. W fabrykach gdzie produkuje się układy scalone reżim elektrostatyczny jest jeszcze większy. Do czasu gdy sam nie odwiedziłem takich miejsc nie zdawałem sobie sprawy ile złego może urządzić wyładowanie elektrostatyczne. Pokazywano mi ile potrafi się uszkodzić gotowych płytek drukowanych z procesorami i czulą elektroniką przez nierozważne obchodzenie się  nimi bez zabezpieczeń elektrostatycznych. Nawet nie zdajemy sobie może czasami sprawy, że nasze urządzenia są niesprawne lub ulegają uszkodzeniu bo mieliśmy pecha i nastąpiło wyładowanie elektrostatyczne gdzieś w czułym miejscu naszej elektroniki. Nawet o tym nie wiedzieliśmy, bo było zbyt małe żeby je zobaczyć, usłyszeć, poczuć. Kojarzymy być może uszkodzenia z innymi czynnikami a nie elektrostatyką. Ostatnio w ten sposób uszkodziłem sobie pendriva. Teraz pomyślmy jak nieraz narażony jest nasz zegarek elektroniczny, smartwatch, smartfon itd. Bezpieczne nie są inne urządzenia jak telewizory, komputery, dekodery... Tam oprócz nas tak samo przewody połączeniowe mogą również przenosić ładunki elektrostatyczne. Często w instrukcjach jest napisane "nie podłączać na załączonym urządzeniu innych urządzeń". A teraz ciekawostka. Nawet gdybyśmy byli całkiem nadzy i tak przy sprzyjających warunkach możemy być naładowani ładunkiem elektrostatycznym. Jeżeli mamy problem z ciągłym, nie miłym zjawiskiem jakim jest przeskok ładunku z ręki do klamki lub innego metalowego obiektu można ze sobą mieć kawałek czegoś metalowego. Może to być klucz lub długopis. Wystarczy zamiast ręki dotknąć tym przedmiotem przysłowiową klamkę a ładunek który przeskoczy nie wywoła u nas nie przyjemnych odczuć, gdyż przeskok nastąpi między dwoma metalowymi elementami i nie podrażni naszej skóry. Są tez do kupienia specjalne rękawiczki. Niektóre wyglądają bardzo dobrze i nie przypominają rękawiczek z przemysłu. 

    Temat bardzo rozległy i rzeczywiście można książki napisać.


    • Ostatnia wizyta:
    • W serwisie od:
    • 29 pytań
    • 377 odpowiedzi
    • 100% pozytywnych ocen od użytkowników

    Bardzo ciekawy temat, o którym kiedyś czytałem, by poznać przyczyny tych "kopnięć", ale nigdy aż tak się nie zagłębiałem.
    Wykorzystując temat można się w takim razie by zapytać, dlaczego, skoro odczuwamy dopiero około 3kV, to zabawa z gniazdkiem (o,23kV) bez wiedzy i doświadczenia jest niebezpieczna?

    • Piotr Bibik Ekspert ds. Inteligentnych budynków

      • Ostatnia wizyta:
      • W serwisie od:
      • 169 pytań
      • 2056 odpowiedzi
      • 98.7% pozytywnych ocen od użytkowników

      @Sandro1812: to temat na inny wpis, ale w dużym skrócie i uproszczeniu, chodzi energię czyli wartość prądu jaka przepływa przez organizm człowieka. W przypadku omawianych wyładowań elektrostatycznych generowanych przez "nasze ciało" mamy bardzo wysokie napięcie, ale znikomo małe prądy a w gniazdku mamy napięcie 230V (0,23 kV), ale jednocześnie energetyka zapewnia nam stały dopływ prądu którego wartość może być śmiertelna (o ile nie zostanie odpowiednio szybko przerwany i jeśli przepływa przez ludzkie ciało). W instalacjach elektrycznych do wykrycia porażenia prądem i ochrony życia ludzkiego stosuje się wyłączniki różnicowoprądowe lub różnicowonadprądowe, które w wyznaczonym czasie muszą odłączyć zasilanie jeśli wartość prądu, który "razi człowieka" osiągnie maksymalnie wartość 30 mA czyli 0,03 A. Wspomniałem o energii ponieważ nie możemy zapominać, że spotykamy się również z elektrycznymi ogrodzeniami (pastuchy elektryczne) które maja bardzo wysokie napięcia i prądy dostosowane do zwierząt jakich obecności spodziewa się w danym rejonie.

Czytaj także:

Gdzie kupie
Społeczność

Gdzie kupie

Gdzie kupie skrzynkę elektryczna zewnętrzna, mam licznik stary w do

Więcej
Pralka kopie prądem
Społeczność

Pralka kopie prądem

Cześć. Kilka dni temu mieliśmy wizytę "złotej rączki" od

Więcej
Klamka na magnez?
Społeczność

Klamka na magnez?

Dzień dobry, coraz częściej spotykam się, z rozwiązaniem, że zamias

Więcej
Organizacja warsztatu – o czym warto pamiętać
Blog

Organizacja warsztatu – o czym warto pamiętać

Jak zorganizować warsztat, by efektywnie wykorzystać przestrzeń rob

Więcej
Aparatura modułowa Siemens - dlaczego warto ją wybrać?
Blog

Aparatura modułowa Siemens - dlaczego warto ją wybrać?

Czego nie wiesz o aparaturze modułowej? Co ją wyróżnia? Czy modułów

Więcej
Dlaczego tak ważna jest ochrona przeciwprzepięciowa w czasach planowanego postarzania produktu
Blog

Dlaczego tak ważna jest ochrona przeciwprzepięciowa w cza

Ochrona przeciwprzepięciowa jest kluczowym elementem bezpieczeństwa

Więcej