Interessantes über die statische Elektrizität
Statische Elektrizität wird häufig durch Reibung erzeugt, wenn sich elektrische Ladungen auf einem Gegenstand ansammeln. Die Elektrostatik beschäftigt sich mit diesem Phänomen.
Wenn deine Haare statisch geladen sind, werden sie widerspenstig und stoßen sich gegenseitig wie Magnete ab. Du hast statische Elektrizität sicher auch schon beim Händeschütteln erlebt, oder wenn du bestimmte Gegenstände angreifst und dabei ein kleiner, harmloser Stromschlag entsteht.
In vielen Alltagssituationen bauen sich elektrische Spannungen auf, die sich bei der Berührung eines geerdeten Gegenstands plötzlich entladen. Experten nennen das elektrostatische Entladung oder Electrostatic Discharge (ESD). Diese Entladung ist nicht gefährlich, allerdings könnte sie in einem gefährlichen Umfeld stattfinden, in dem brennbare Materialien vorhanden sind oder es durch eine plötzliche und unerwartete Bewegung zu einem Arbeitsunfall kommt.
Was ist statische Elektrizität?
Im Gegensatz zur fließenden Elektrizität entsteht die statische Elektrizität, wenn sich ein nicht elektrisch leitendes Material (Isolator) durch Reibung oder Kontakt elektrisch auflädt. Bei der Entladung kann ein leichter Stromschlag erfolgen.
Du kannst dich aus deiner Schulzeit vielleicht daran erinnern, dass ein Atom aus positiv geladenen Protonen, negativ geladenen Elektronen und Neutronen besteht. Die Anzahl von Protonen und Elektronen ist normalerweise dieselbe, denn so besteht ein neutraler, stabiler Zustand. Wenn es zur Reibung oder zum Kontakt zwischen zwei Objekten kommt, kann ein Elektron eines Atoms zu einem Atom des anderen Stoffs überspringen.
Die Elektronen des Stoffs mit der schwächeren Bindung springen zum Stoff mit der stärkeren Bindung. Deshalb verlieren die Objekte ihre elektrische Neutralität und es entsteht eine statische Aufladung. Der Stoff, auf den das Elektron übergesprungen ist, ist jetzt negativ aufgeladen, der andere positiv.
Ab 3.000 V ist die Entladung für den Menschen spürbar (Kribbeln). Ab 5.000 Volt ist sie auch hörbar (Knistern) und ab 10.000 Volt ist sie sichtbar (Funken oder Blitz). Materialien wie Glas, Nylon, Polyester, Polyurethan, Acryl und Teflon sind besonders empfindlich.
Folgende Faktoren spielen dabei eine Rolle:
- Je größer die Bewegung, desto größer die Ladung.
- Bestimmte körperliche Eigenschaften der Person (z. B. übermäßiges Schwitzen oder Hyperhidrose).
- Kontakt mit Körpern, die für Aufladung empfänglich sind.
- Die Nähe zu elektrischen Feldern, die von geladenen Körpern erzeugt werden.
- Luftfeuchtigkeit in der Umgebung.
- Die Art der Textilie (synthetische Fasern laden sich schneller auf)
- Art des Fußbodens
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Gesundheitsrisiken durch statische Elektrizität
Die Stromstärke ist bei statischen Entladungen normalerweise sehr gering, deshalb sind sie meistens harmlos. Oft liegt die elektrische Spannung unter 3.000 V, dann spüren wir sie nicht einmal. Wenn sie stärker ist, kann es zu einem Kribbeln, leichtem Unbehagen, einem kleinen Spasmus oder einem kleinen Schreck kommen.
Es gibt jedoch Menschen, die sich selbst als elektrosensibel bezeichnen. Dieses Phänomen ist umstritten und wissenschaftlich nicht belegt. Elektrische Entladungen können jedoch bei Patienten mit Herzschrittmachern oder anderen implantierten Geräten vorübergehende Störungen verursachen. Die Geräte werden dadurch jedoch nicht geschädigt.
Berufliche Gefahren
In Produktionsprozessen kann die statische Ladung dazu führen, dass Materialien aneinander haften. Außerdem besteht die Gefahr elektrischer Schläge. Die statische Elektrizität zieht Staub an, deshalb kann durch einen Funken in Räumen mit entzündlichem Material ein Brand oder eine Explosion ausgelöst werden.
Empfindliche Elektrokomponenten können durch statische Ladungen Schaden nehmen. Die Schrecksituation kann außerdem zu plötzlichen Reaktionen führen, die Unfälle verursachen.
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Vorbeugende Maßnahmen
Präventive Maßnahmen sind insbesondere im beruflichen Umfeld notwendig. Der ESD-Schutz soll einerseits Aufladungen und andererseits schnelle Entladungen vermeiden. Typische Schutzmaßnahmen sind unter anderem spezielle ESD-Bekleidung und ESD-Schuhe, antistatische und ableitfähige Arbeitsoberflächen und ESD-Bodenbeläge. Des Weiteren ist die Mitarbeiterschulung wichtig.
Fazit
Im Alltag ist die statische Elektrizität normalerweise harmlos. Im beruflichen Umfeld sind jedoch ESD-Schutzmaßnahmen wichtig, um die Sicherheit und Gesundheit der Arbeitskräfte zu gewährleisten und Unfällen, Bränden oder Explosionen vorzubeugen.
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