Зимой статические удары случаются чаще из-за сухого воздуха в помещениях. При ходьбе по ковру, снятии свитера или соприкосновении разных материалов на теле и одежде накапливается электрический заряд. Во влажной среде он постепенно уходит через тонкий слой влаги на поверхностях. В сухом воздухе заряд сохраняется дольше, а при касании металлической ручки быстро разряжается в виде маленькой искры.
Как на теле появляется электрический заряд
Все вещества состоят из атомов, содержащих положительно и отрицательно заряженные частицы. В обычном состоянии их заряды уравновешивают друг друга. Но когда два разных материала соприкасаются, а затем разделяются, часть электронов может перейти с одной поверхности на другую.
Так происходит, когда человек:
- идёт в обуви по ковру;
- снимает синтетический свитер;
- двигается на тканевом или пластиковом сиденье;
- расчёсывает сухие волосы пластмассовой расчёской;
- достаёт одежду из сушильной машины.
Один предмет получает избыток электронов, а другой теряет часть электронов. Возникает статический заряд, то есть заряд, который временно остаётся на поверхности. Подробнее об отличии статического заряда от тока рассказывает статья «Что такое электричество?».
Трение усиливает эффект, поскольку поверхности многократно соприкасаются и разделяются. Однако заряд создаёт не само трение как отдельная сила, а перенос частиц при контакте разных материалов.
Почему зимний воздух способствует накоплению заряда
Зимой наружный воздух обычно содержит мало водяного пара. Даже если его относительная влажность кажется высокой, абсолютное количество воды при низкой температуре остаётся небольшим. Когда такой воздух попадает в дом и нагревается, но дополнительная влага в него не поступает, его относительная влажность снижается.
Сам обогреватель не обязательно удаляет воду из воздуха. Он повышает температуру, а тёплый воздух может содержать больше водяного пара. Поэтому прежнее количество воды составляет меньшую долю от возможного максимума. О том, как оценивают содержание влаги, можно прочитать в материале о показателях влажности воздуха.
Во влажной среде на поверхности многих материалов образуется очень тонкий слой воды. Он повышает поверхностную проводимость и помогает заряду понемногу уходить. В сухом помещении такого пути почти нет. Пластик, резина, шерсть и синтетические ткани хорошо удерживают полученный заряд, поэтому разность электрических потенциалов постепенно увеличивается.
Именно сочетание сухого воздуха, многослойной одежды, синтетических тканей, ковров и обуви с изолирующей подошвой делает зимние разряды особенно частыми.
Почему удар происходит при касании металла
Металлы хорошо проводят электрический заряд. Когда заряженный человек подносит палец к дверной ручке, между телом и металлом возникает электрическое поле. Если разность потенциалов достаточно велика, воздух в маленьком промежутке перестаёт быть хорошим изолятором.
Через воздух проскакивает короткая искра, и заряд быстро перераспределяется. Этот мгновенный разряд раздражает нервные окончания кожи, поэтому человек ощущает укол или щелчок. В темноте искру иногда можно увидеть, а при снятии синтетической одежды услышать слабый треск.
Металлическая ручка не создаёт заряд. Она лишь предоставляет ему удобный путь для быстрого ухода. На дереве или пластике разряд может быть слабее или происходить незаметно, поскольку эти материалы проводят электричество хуже.
Опасен ли статический удар
Обычный бытовой статический разряд неприятен, но для здорового человека обычно неопасен. Напряжение может быть высоким, однако количество заряда невелико, а сам импульс длится очень недолго.
Такой удар нельзя путать с прохождением тока от розетки или повреждённого провода. Сетевое электричество способно поддерживать ток через тело и причинить тяжёлую травму. Разница подробно описана в статье о том, почему электрический ток опасен для человека.
Статическое электричество всё же может создавать другие проблемы. Разряд способен повредить чувствительную электронику, а рядом с парами топлива, растворителей, горючей пылью или газом искра может стать источником воспламенения. Поэтому в промышленности и при работе с электронными компонентами используют заземление, антистатические покрытия и специальные браслеты.
Как уменьшить количество статических ударов
Полностью исключить электризацию в быту трудно, но её можно ослабить:
- поддерживать умеренную влажность воздуха, не допуская сырости и конденсата;
- чаще носить натуральные ткани вместо большого количества синтетики;
- использовать антистатические средства строго по назначению;
- не шаркать обувью по ковру;
- увлажнять слишком сухую кожу;
- перед работой с внутренними деталями компьютера снимать заряд предусмотренным безопасным способом.
Увлажнитель следует использовать вместе с гигрометром. Избыточная влажность может привести к конденсату и плесени, поэтому повышать её без контроля не стоит.
---
Зимой статические удары становятся чаще не из-за холода самого по себе. Главная причина – низкая влажность нагретого воздуха в помещении. Заряд, возникающий при контакте одежды, обуви и окружающих поверхностей, медленнее рассеивается и накапливается до тех пор, пока не уходит через металл короткой искрой.
