Ce: Statik Elektrik - Elektrostatik Deşarj
Elektrostatik yüklere karşı nasıl önlemler alınmalıdır? (Zeliha Bahçecioğlu)
Sanırım konut ortamlarını kastediyorsunuz. Konutlarda statik elektrik yükünün olası kaynaklarından birisi, elektronik aygıtlar üzerinde zaman zaman biriken yüklerdir. Ancak bu aygıtların, böyle olası yük birikimlerine karşı zaten, uygun bir şekilde topraklanmış olmaları gerekir.
Diğer bir kaynak, cisimler arasındaki sürtünmelerin yol açtığı ‘triboelektrik’ olayıdır. Bilindiği gibi, karşılıklı sürtünen herhangi iki malzeme, yük alışverişinde bulunur. Örneğin, ipek veya yün elyaflı bir halı üzerinde gezerken, ayaklarımızın altıyla uyguladığımız sürtünme kuvveti nedeniyle, vücudumuzda yük birikimi oluşur.
Bu yüzden halı imalatçılarının, kullanacakları liflerin statik elektrik açısından taşıması gereken özelliklerle ilgili olarak uymaları gereken bazı standartlar vardır. Gerçi bu yükler, havadaki iyonlarla alışveriş sonucu zamanla nötürleşmektedir.
Ancak, giydiğimiz terlik ya da elbiselerin yalıtkan olması halinde, bu süreç yeterince hızlı gerçekleşemeyeceğinden, vücudumuzda giderek artan miktarda yük birikebilir ve vücut gerilimimiz binlerce voltu bulabilir. Bu birikim giderilmediği takdirde; örneğin birisiyle tokalaşmaya kalkıştığımızda veya elimizi l bir kapı tokmağına uzattığımızda, elektrostatik deşarjla sonuçlanır. Vücutta birikmiş olan yük, aradaki hava üzerinden boşalarak (deşarj) karşı tarafa geçmiştir.
Hepimizin zaman zaman yaşadığımız ‘kıvılcımlanma’ veya ‘elektriklenme’ olayının esası budur. Vücudun ve cildin direnci insandan insana değişebildiği için, farklı insanlar bu sorunu farklı düzeylerde yaşar.
Dolayısıyla, elektrostatik yüklere karşı bir önlem; yalıtkan giysi, terlik veya ayakkabılardan, birikime yol açacak kalın ipek veya yün halılardan, hele duvardan duvara olanlarından kaçınmak olabilir. Bu mümkün değilse eğer, havadaki nem oranı, elektrostatik yük birikimini etkiler.
Nemli havada daha çok sayıda iyon çifti bulunduğundan, oluşan statik yükün bir kısmı, bu iyonlar tarafından nötürlenir. Dolayısıyla, statik elektrik; havadaki nemin az olduğu kış aylarında, kuru iklimlerde ve hava koşullandırmasının yapıldığı ortamlarda daha belirgin bir sorun haline gelir. Çözüm yollarından birisi, ortamdaki havayı nemlendirmektir. Nem oranını %60’a çıkartmak, deşarj olasılığını azaltır.
Fakat bu, birden fazla nedenle, iyi bir çözüm değildir. Havadaki yüksek nem oranı rahatsız edici bir ortam oluşturduğu gibi, yüzeylerde ıslaklığa da yol açar. Ayrıca, yüzeylerdeki ıslaklık, statik elektrik açısından iletkenlik sağlar. Biyolojik mikroorganizmalar için de yaşam ortamı demektir.
Yalıtkan bir malzeme içerisinde oluşmuş olan statik yükler tam anlamıyla, ancak yüklerin atomdan atoma veya molekülden moleküle raslantısal sıçramalarıyla nötürleşebilir. Dolayısıyla kaybolmaları için, yeterince uzun süre beklemektan başka bir çare yoktur. Fakat yanlarına zıt yönlü birer yük daha yerleştirmek suretiyle, her biri birer elektrik dipol momentine dönüştürülerek, yol açtıkları elektrik alanlarının etkinlik mesafesi, hemen hemen sıfırlanabilir.
Bunu başarmanın bir yolu, malzemenin etrafındaki havayı iyonlaştırmaktır. Aslında, havada bir miktar iyonlaşma, her zaman için vardır. Bu iyonlaşmaya havadaki, örneğin radon gazı ve ürünleri gibi doğal radyoaktivite unsurları yol açmakta; dünyanın çoğu yerinde deniz seviyesinde, havanın her santimetreküpünde saniyede 5-10 iyon çifti oluşmaktadır. Bu iyonlaşma hızı; yükseklikle birlikte, güneşten gelen ‘kozmik’ ışınlar nedeniyle artar.
İyonlaşmanın ana sorumlusu, az önce de değinildiği gibi; radon veya benzeri, alfa parçacığı ışıyan maddelerdir. Örneğin radon gazından ışınan alfa parçacıkları, havadaki birkaç santimetrelik girginlik mesafesi boyunca 150,000-200,000 kadar iyon çifti oluştururlar. Dolayısıyla, havayı iyonlaştırmanın bir yöntemi, örneğin polonyum gibi alfa parçacığı ışıyan radyoaktif maddeler kullanmaktır.
Bazı uygulamalar için radyoaktivite kullanılmakla ve diğer yöntemlere tercih edilmekle beraber, havada yapay iyon çiftleri oluşturmanın en yaygın yöntemi, elektrik alanlarını kullanmaktır.
İki iletken plaka arasına gerilim uygulandığında, aralarında bir elektrik alanı oluşur ve havada zaten bulunan iyonlar, bu elektrik alanın uyguladığı kuvvetle ivmelenirler. Havadaki ortalama bir molekülün iyonlaşma enerjisi 35eV kadardır. Bir molekülün diğer moleküllerle, art arda yaptığı çarpışmaların arasında katettiği yolculuk sırasında bu kadar kinetik enerji kazanabilmesi için, plakalar arasındaki gerilimin 30,000V kadar olması gerekir. Bu hayli yüksek bir gerilimdir. Ancak, molekülleri ivmelendiren etken, gerilim düzeyi olmayıp, oluşan elektrik alanının şiddetidir.
Dolayısıyla; eğer gerilim, iki plaka arasında değil de, iki sivri iletken uç arasında uygulanırsa; iyonlaşma için gereken elektrik alanı şiddeti, 3-5kV gibi çok daha düşük gerilimlerle de elde edilebilir. ‘İyon jeneratörleri’ de denilen hava iyonlaştırma aygıtları, bu yöntemle çalışır.
Uzun sözün kısası, statik yükün oluştuğu noktalara yakın konumlandırılmış ve statik yükün oluşma hızına uygun kapasitelerde seçilmiş olan bir hava iyonlaştırıcısı sorununuzu halledecektir.
Vural Altın
