作者介紹:
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什么是靜電
所謂靜電,就是指物體表面聚集了靜止狀態(tài)或者說是不流動狀態(tài)(流動的電荷就形成了電流)的電荷的一種現(xiàn)象。即當電荷聚集在某個物體上或表面時就形成了靜電。
電荷在極性上又分為正電荷和負電荷兩種,也就是說靜電現(xiàn)象也分為兩種即正靜電和負靜電。當正電荷聚集在某個物體上時就形成了正靜電,當負電荷聚集在某個物體上時就形成了負靜電,但無論是正靜電還是負靜電,當帶靜電物體接觸零電位物體(接地物體)或與其有電位差的物體時都會發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移,也就是靜電放電現(xiàn)象了。
在干燥的秋冬季節(jié),北方的小伙伴一定會有比較多感受,那就是當用梳子梳頭時頭發(fā)會競相飄散起來;穿脫衣物時,會伴有啪啪的聲音,如果是在光線暗淡的晚上還能看到微弱閃光;當我們和觸摸門扳手、水龍頭等金屬表面時在接觸的瞬間的啪啪聲和針刺的痛感。這些都是日常生活中我們接觸到的靜電現(xiàn)象。
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靜電產(chǎn)生的原因
那么靜電是如何產(chǎn)生的呢?我們在中學(xué)物理課本中應(yīng)該都學(xué)過摩擦生電的現(xiàn)象,通俗講就是兩種不同材質(zhì)的物體表面進行摩擦就能產(chǎn)生靜電。
那么透過現(xiàn)象看本質(zhì)靜電的產(chǎn)生就要說到物質(zhì)的基本構(gòu)成了。物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)是原子,原子是由帶負電的電子和帶正電的原子核構(gòu)成的。在一般狀況下,原子核內(nèi)的質(zhì)子與核外的電子數(shù)量相同,正負平衡,原子呈并不帶電的中性狀態(tài)。
但是當由于外力因素導(dǎo)致電子脫離原子核的束縛,就產(chǎn)生了電荷的不均衡,宏觀表現(xiàn)就是多余的電荷在物體的表面積累下來形成了靜電。
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靜電的危害
在日常生活中,尤其是在秋冬季節(jié),靜電對于很多人來說都是比較尷尬的存在,隨時都有可能給你一個意外的小刺激。
人體對不同的靜電電壓下會有不同的感知:
在3kV時,你能通過皮膚感知;
在5kV時,你能聽見;
在10kV時,你能看見;
日常生活中的典型靜電電壓:
靜電的典型危害主要體現(xiàn)在以下三個方面:
① 爆炸和火災(zāi)
爆炸和火災(zāi)是靜電危害中嚴重的事故。
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在有可燃液體作業(yè)場所(如油料裝運等),可能因靜電火花放出的能量超過爆炸性混合物的最小引燃能量值,一起爆炸和火災(zāi);在有可燃氣體或蒸汽、爆炸性混合物或粉塵、纖維爆炸性混合物(如氧、乙炔、煤粉、面粉等)的場所如果濃度已經(jīng)達到混合物爆炸的極限,可能因靜電火花引起爆炸及火災(zāi)。
靜電造成爆炸或者火災(zāi)事故情況在石油、化工、橡膠、造紙印刷、粉末加工等行業(yè)中較為嚴重。
② 靜電電擊
靜電電擊可能發(fā)生在人體接近帶電物體時,也可能在帶電的人體接近地導(dǎo)體或者其他導(dǎo)體時。電擊的傷害程度與靜電能量的大小有關(guān),它所導(dǎo)致的電擊,不會達到致命的程度,但是因電擊的沖擊能使人失去平衡,發(fā)生墜落、摔傷、造成二次傷害。
③ 妨礙生產(chǎn)
生產(chǎn)過程中如不清除靜電,往往會妨礙生產(chǎn)或降低產(chǎn)品質(zhì)量。
靜電對生產(chǎn)的危害有靜電力學(xué)現(xiàn)象和靜電放電現(xiàn)象兩個方面。
因靜電力學(xué)現(xiàn)象而產(chǎn)生的故障有:篩孔堵塞、印刷品的字跡深淺不均勻等。
因靜電放電現(xiàn)象產(chǎn)生的故障有:放電電流導(dǎo)致半導(dǎo)體元件及電子元件損毀或誤動作,導(dǎo)致照相膠片感光而報廢等。
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生活中如何防止靜電
人體活動時,皮膚和衣服之間以及衣服與衣服之間相互摩擦,便會產(chǎn)生靜電。如何消除靜電呢,下面的方法簡單易行,不妨一試:
1.應(yīng)付靜電,我們可以采取“防”和“放”。
?、?ldquo; 防 ”,我們應(yīng)該盡量選擇純棉制品作為衣物和家居飾物的面料,盡量避免應(yīng)用化纖類衣物、地毯。因為化纖產(chǎn)品容易摩擦起電。
②“放”,就是要添加濕度,使局部的靜電容易釋放。室內(nèi)空氣濕度低于30%時,容易產(chǎn)生靜電,若將濕度提高到45%,靜電就難以產(chǎn)生了。比如,干燥的秋冬季節(jié)室內(nèi)使用加濕器,或者用濕毛巾或者灑些水,以增加室內(nèi)濕度。有必要的話,皮膚護理盡量使用高保濕的化妝品。
2.室內(nèi)盡量少放家用電器,這樣可以避免人體與電器在近距離產(chǎn)生電場而產(chǎn)生靜電??措娨暰嚯x電視機2-3米。電腦顯示器周圍會產(chǎn)生靜電微粒,這些微粒又容易大量吸附空氣中的灰塵,這些帶電灰塵對人體及皮膚有不良影響。在此,電腦不易擺放在臥室,使用完之后要洗手洗臉。
3.對老人、小孩、靜電敏感者、查不出病因的心臟病人、神經(jīng)衰弱和精神病患者等建議在冬季穿純棉內(nèi)衣,以減少靜電對人的不良影響。
4.勤洗澡、勤換衣服,能有效清除人體地面集聚的靜電。
5.用木梳、潤發(fā)露。梳頭使用木梳,洗發(fā)時使用潤發(fā)露,能消除靜電。
6.赤足有利于體表積聚的靜電釋放,因此,休閑時不要放過赤足的一切機會。
7.出門前洗手或者把手放在墻上抹一下去除靜電。
8.用“第三者”清除靜電。經(jīng)常被靜電電擊的人,可以用金屬小物件(比如鑰匙)、棉抹布等先碰觸大門、門把手、水龍頭、椅背、金屬床欄等釋放身上的靜電,再用手觸摸。
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工業(yè)交換機的EDS保護
ESD(Electro-Static discharge)的意思是“靜電放電”,ESD保護即對靜電放電的保護。工業(yè)交換機一般面對的都是非常惡略和嚴酷的工作環(huán)境,同樣在ESD保護方面也要經(jīng)受住考驗。
工業(yè)交換機在ESD保護方面設(shè)計上有三個考慮方向,首先是整機的EDS保護設(shè)計,一般是采用整機金屬外殼并設(shè)計有接地端子,是整機外殼與大地連接形成等電位體,防止靜電放電的危害;其次是交換機接線端口的ESD保護設(shè)計,具體可分為電源接口、RJ45接口、DIDO接口等,分別針對不同接口類型特點獨立設(shè)計ESD保護;然后是內(nèi)部電路的部分的ESD保護設(shè)計,防止在PCB加工、運輸、組裝過程中的靜電保護。
我們以千兆以太網(wǎng)接口的防護方案為例做簡單介紹。以太網(wǎng)防護方案的設(shè)計需要考慮到雷擊浪涌以及陶瓷放電管一級防護之后的殘壓,因此一般會采用GDT在變壓器前端做共模 (八線)浪涌防護;并選擇結(jié)電容低、反應(yīng)時間快,兼顧防護靜電功能的TVS管吸收差模能量。
千兆以太網(wǎng)防護方案(一)
陶瓷氣體放電管:
GDT直流標稱電壓200±30%V,沖擊電流(8/20μs)0.5KA,電容值<0.5pF,電阻>100MΩ ;
GDT直流標稱電壓90±20%V,沖擊電流(8/20μs)2.0KA,電容值<1.0pF,電阻>1GΩ。
瞬態(tài)抑制二極管:
TVS Vrwm:2.V,Vb:3.0V,防靜電能力(接觸/空氣):30KV/30KV,結(jié)電容(f=1MHz):3.0pF,封裝:SOP-08,超低漏電流 。
千兆以太網(wǎng)防護方案(二)
陶瓷氣體放電管:
GDT 直流標稱電壓200±30%V,沖擊電流(8/20μs)0.5KA,電容值<0.5pF,電阻>100MΩ 。
GDT 直流標稱電壓90±20%V,沖擊電流(8/20μs)2.0KA,電容值<1.0pF,電阻>1GΩ。
瞬態(tài)抑制二極管:
TVS Vrwm:3.0V,Vb:4.0V,防靜電能力(接觸/空氣):8KV/15KV,結(jié)電容(f=1MHz):1.2pF,封裝:SOD-323。
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恩創(chuàng)工業(yè)交換機專業(yè)EDS保護
恩創(chuàng)工業(yè)交換機針對各種惡略使用環(huán)境進行了全面優(yōu)化的防護設(shè)計,采用全金屬外殼,設(shè)計有接地端子,可有效進行接地保護,并且各接口內(nèi)部均進行了獨立的靜電防護的優(yōu)化保護設(shè)計,可有效的防止ESD對設(shè)備和線路的傷害和干擾的產(chǎn)生,使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定可靠的運行工作。