Tĩnh điện là gì? Từ A-Z về cách chống và khử tĩnh điện hiệu quả

Tĩnh điện là một hiện tượng vật lý mà bạn thường xuyên gặp phải trong đời sống, bạn có cảm thất bị giật nhẹ khi chạm tay vào nắm cửa hoặc thấy tóc mình dựng lên khi kéo áo len qua đầu? Đó đều là các biểu hiện của tĩnh điện. Đối với chúng ta, tĩnh điện có lẽ không phải là một vấn đề to tát, tuy nhiêm trong các ngành công nghiệp đặc biệt là các ngành bán dẫn, điện tử, cơ khí chính xác thì đó lại là một “kẻ phá hoại” vô cùng nguy hiểm

Bài viết hôm nay, Lidinco sẽ giúp bạn có một kiến thức tổng quan nhất về tĩnh điện từ A-Z như: tĩnh điện là gì? Có cách nào để chống lại tĩnh điện? Cách khử tĩnh điện và những thiết bị dùng để đo tĩnh điện. Mời bạn tham khảo ngay ở phần bên dưới

Tĩnh điện là gì?

Tĩnh điện có thể được hiểu đơn giản là sự mất cân bằng về điện tích trên bề mặt của một vật liệu. Điện tích này sẽ được lưu trữ trên bề mặt vật liệu và chỉ truyền đi được nơi khác thông qua một dòng điện hoặc sự phóng điện

Nguyên nhân tạo ra tĩnh điện

Trong điều kiện thông thường, vật chất sẽ ở trạng thái trung hòa về điện, tức là số lượng điện dương (proton) và điện tích âm (electron) trong các nguyên tử là bằng nhau. Tuy nhiên, khi hai bề mặt vật liệu bất kỳ cọ xát với nhau tạo ra ma sát, các electron có thể di chuyển từ bề mặt này sang bề mặt kia. Vật bị mất electron sẽ nhiễm điện dương và vật nhận thêm electron nhiễm điện âm. Sự mất cân bằng này tạo ra một điện trường, đó chính là tĩnh điện

Như vậy, có thể xem nguyên nhân chính gây ra tĩnh điện thường là do ma sát giữa hai vật với nhau (hiện tượng triboelectric). Một ví dụ kinh điển mà ai cũng từng thử là cọ xát một cây thước nhựa vào tóc. Sau khi cọ xát, cây thước sẽ nhiễm điện và có khả năng hút các mẩu giấy vụn. Đây chính là biểu hiện của lực hút tĩnh điện.

Tác hại của tĩnh điện trong công nghiệp

• Gây hỏng hóc linh kiện điện tử: Một sự phóng tĩnh điện (ESD - Electrostatic Discharge) mặc dù rất nhỏ mà con người không cảm nhận nhưng nó lại đủ sức phá hủy các vi mạch, các loại chip bán dẫn vốn cực kỳ nhạy cảm với dòng điện
• Gây cháy nổ: Trong môi trường chứa các loại hóa chất dễ cháy nố như xăng dầu, khí gas, hóa chất. Các tia lửa điện nhỏ tạo ra từ hiện tượng tĩnh điện có thể trở thành mồi lửa gây ra các vụ nổ thảm khốc
• Ảnh hưởng chất lượng sản phẩm: Lực tĩnh điện cũng có thể hút bụi bẩn trong không khí bám vào bề mặt sản phẩm trong quá trình sơn, lắp ráp, in ấn, làm giảm chất lượng và tính thẩm mỹ. Trong các trường hợp đòi hỏi độ hoàn thiện cao, các sản phẩm này có thể bị loại bỏ gây thiệt hại lớn về mặt tài sản

Ứng dụng của tĩnh điện

Tuy có các tại hại là vậy nhưng nếu được ứng dụng đúng cách tĩnh điện cũng mang đến các lợi ích không thể phủ nhận trong công nghệ và sản xuát. Việc hiểu thêm các mặt lợi của tĩnh điện sẽ giúp chúng ta đánh giá khách quan hơn về hiện tượng vật lý thú vị này

• Công nghệ sơn tĩnh điện: Có thể nói đây chính là ứng dụng phổ biến và được sử dụng vô cùng rộng rãi hiện nay. Bột sơn được tích điện dương trong khi vật cần sơn được nối đất để tích điện âm. Nhờ lực hút tĩnh điện, các hạt sơn sẽ bám đều lên mọi bề mặt của vật cần sơn, kể cả những góc khuất khó tiếp cận. Như vậy sẽ tạo ra bề mặt sơn bền, đẹp, đều và tiết kiệm tối đa nguyên liệu
• Máy photocopy và máy in laser: Đều là các loại máy hoạt động dựa trên nguyên lý của hiện tượng tĩnh điện để tạo ra hình ảnh. Một vùng trống quang (Một trống quang) được tích điện. Sau đó tia laser sẽ chiếu qua và xóa bỏ các điện tích ở những vùng không cần in. Mực in được tích điện trái dấu sẽ bị hút vào những vùng còn lại trên trống và sau đó được truyền, ép nóng lên giấy
• Bộ lọc không khí tĩnh điện: Như chúng ta đã biết, lực tĩnh điện có thể hút được các hạt bụi nhỏ trong điều kiện thích hợp. Lợi dụng đặc điểm này, các tấm lọc trong bộ lọc không khí được tích điện để tạo ra một điện trường mạnh. Khi không khí chứa bụi bẩn đi qua, các hạt bụi sẽ bị ion hóa và hút chặt vào các tấm lọc, giúp làm sạch không khí một cách hiệu quả

Cách chống tĩnh điện

Chống tĩnh điện nói nôm na là tìm các biện pháp phòng ngừa, ngăn chặn không cho hiện tượng tĩnh điện xảy ra (làm cho điện tích không có cơ hội tích tụ đến mức nguy hiểm). Đây là bước đi nền tảng và quan trọng nhất trong mọi quy trình kiểm soát tĩnh điện, đặc biệt là ở những khu vực, ngành nghề dễ chịu tác hại từ hiện tượng này

Giải pháp cốt lõi là sử dụng các vật liệu chống tĩnh điện. Các vật liệu này được thiết kế để không tích tụ điện tích hoặc cho phép điện tích di chuyển trên bề mặt và tiêu tán một cách an toàn. Chúng bao gồm thảm, sàn chống tĩnh điện, ghế chống tĩnh điện, hộp đựng linh kiện, tấm nhựa mica chống tĩnh điện...

Đối với con người, vốn được xem là một nguồn phát tĩnh điện di động, việc trang bị các trang bị bảo hộ cá nhân (PPE) là bắt buộc trong môi trường làm việc nhạy cảm, dễ chịu ảnh hưởng bởi tĩnh điện, đặc biệt là trong ngành điện tử bán dẫn

• Dây chống tĩnh điện (Vòng đeo tay chống tĩnh điện): có thể được xem là một trang bị không thể thiếu với của các nhân công trong dây chuyền lắp ráp điện tử. Trang bị này bao gồm một vòng đeo tay và một dây dẫn nối đến điểm tiếp địa. Thiết bị tạo ra một đường dẫn liên tục và an toàn để mọi điện tích phát sinh trên cơ thể người có thể truyền thẳng xuống đất, đảm bảo cơ thể luôn ở trạng thái trung hòa về điện
• Găng tay chống tĩnh điện: Được tạo ra bởi vật liệu có khả năng phân tán điện tích tĩnh điện, ngăn chặn sự phóng điện đột ngột từ ngón tay và các bo mạch hay linh kiện điện tử. Ngoài ra, găng tay này còn bảo vệ sản phẩm khỏi mồ hôi và dấu vân tay

Các phương pháp khử tĩnh điện

Tuy việc chống tĩnh điện luôn là phương pháp ưu tiên hàng đầu nhưng trong một số trường hợp, nếu điện tích đã được tích trữ sẵn trên bề mặt thì việc khử tĩnh điện cũng là phương pháp thường được áp dụng (đặc biệt là các vật liệu cách điện không thể nối đất). Lúc này chúng ta cần các phương pháp để chủ động loại bỏ tĩnh điện, quá trình này được gọi là khử tĩnh điện hoặc trung hòa tĩnh điện

Nguyên lý khử tĩnh điện

Nguyên lý cơ bản của việc khử tĩnh điện là trung hòa điện tích. Nếu một vật đang bị nhiễm điện âm (thừa electron), chúng ta cần cung cấp cho nó một lượng điện tích dương tương ứng để đưa nó về trạng thái cân bằng, và ngược lại. Có hai phương pháp chính để thực hiện điều này:

• Tiếp địa (Grounding): Đây là phương pháp đơn giản và hiệu quả nhất cho các vật dẫn điện. Bằng cách kết nối vật nhiễm điện với đất thông qua một dây dẫn, các điện tích dư thừa sẽ được giải phóng một cách an toàn xuống đất
• Ion hóa (Ionization): Phương pháp này được sử dụng cho các vật liệu cách điện (như nhựa, thủy tinh) không thể tiếp địa. Một thiết bị đặc biệt sẽ tạo ra một lượng lớn các ion dương và âm trong không khí. Luồng không khí chứa ion này sẽ được thổi tới bề mặt vật nhiễm điện. Vùng nhiễm điện âm sẽ hút các ion dương, và vùng nhiễm điện dương sẽ hút các ion âm, từ đó trung hòa điện tích trên bề mặt vật.

Dựa trên nguyên lý ion hóa, các thiết bị như quạt khử tĩnh điện (Ionizing Fan) đã ra đời. Chiếc quạt này không chỉ thổi gió làm mát, mà còn thổi ra một luồng khí chứa đầy các ion âm và dương. Khi được đặt gần khu vực làm việc, nó sẽ "tắm" toàn bộ sản phẩm, bề mặt bàn thao tác trong một môi trường không khí ion hóa, giúp trung hòa mọi tĩnh điện phát sinh một cách nhanh chóng và hiệu quả. Ngoài ra, còn có các dạng thiết bị thử tĩnh điện khác như thanh bar khử tĩnh điện (lắp trên băng chuyền) hay súng khí ion (dùng cho việc làm sạch và khử tĩnh điện tại một điểm).

Cách đo tĩnh điện

Làm thế nào để bạn biết một khu vực hay một vật thể có đang bị nhiễm tĩnh điện hay không, và mức độ nguy hiểm của nó là bao nhiêu? Câu trả lời nằm ở việc đo lường. Việc đo tĩnh điện giúp chúng ta xác định rủi ro, đánh giá hiệu quả giá trị tĩnh điện ở một khu vực và áp dụng các giải pháp phòng chống hoặc khử tĩnh điện phù hợp, giúp giải quyết vấn đề từ gốc r

Thiết bị đo tĩnh điện

Để đo lường tĩnh điện, chúng ta cần các thiết bị chuyên dụng. Hai trong số những thiết bị phổ biến nhất là:

• Máy đo tĩnh điện (Static Field Meter): thiết bị cầm tay này giúp bạn đo điện áp trên bề mặt từ một khoảng cách nhất định mà không cần tiếp xúc trực tiếp với bề mặt. Thiết bị này vô cùng hữu ích để nhanh chóng kiểm tra xem công nhân, bề mặt bàn làm việc hay bề mặt các vật liệu có đang bị tĩnh điện hay không
• Máy đo điện trở bề mặt (Surface Resistivity Meter): Thường được dùng để kiểm tra chất lượng của các vật liệu chống tĩnh điện. Bằng cách đo điện trở suất trên bề mặt của thảm, sàn, hay tấm nhựa, nó cho chúng ta biết liệu vật liệu đó còn đủ khả năng phân tán tĩnh điện theo tiêu chuẩn hay không.

Xem thêm sản phẩm tại danh mục: Máy đo tĩnh điện

Kết luận

Như vậy, có thể nói tĩnh điện là một hiện tượng vật lý có hai mặt, nó vừa tạo ra những ứng dụng tuyệt vời, vừa là một rủi ro tiềm ẩn trong sản xuất. Việc kiểm soát tĩnh điện không phải là một lựa chọn, mà là một yêu cầu bắt buộc để đảm bảo an toàn cho con người, chất lượng cho sản phẩm và hiệu quả cho dây chuyền sản xuất.

Mua máy đo tĩnh điện ở đâu?

Lidinco với kinh nghiệm hơn 15 năm tronh lĩnh vực cung cấp thiết bị đo lường điện, chúng tôi hân hạnh mang đến cho khách hàng các sản phẩm đo tĩnh điện nhập khẩu chất lượng với mức giá tốt nhất. Nếu khách hàng đang gặp các khó khăn trong việc xử lý hoặc cần mua thiết bị liên quan đến tĩnh điện

Vui lòng liên hệ cho chúng tôi theo thông tin bên dưới

CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ PHÁT TRIỂN CUỘC SỐNG 
Trụ sở chính: 487 Cộng Hòa, Phường 15, Quận Tân Bình, TPHCM, Việt Nam 
Điện thoại: 028.3977.8269 / 028.3601.6797 
Email: sales@lidinco.com

Văn phòng Bắc Ninh: 184 Đường Bình Than, Phường Võ Cường, TP. Bắc Ninh 
Điện thoại: 0222.7300.180 
Email: bn@lidinco.com