Statik Elektrik Nedir?

Elektronları zayıf bağlı olan maddeler ile kabuğunda az miktarda elektron bulunan maddeler birbirine değdiğinde, ilk maddeden ikincisine elektron geçişi olur. Buna sürtünme ile elektriklenme (triboelektrik etki) denir. Triboelektrik etki sonucunda maddelerden biri pozitif diğeri ise negatif olarak yüklenir. Örneğin, saça sürülen bir balon triboelektrik etki altında kalır ve duvara temas ettiğinde statik yapışma sonucu, yer çekimine rağmen bir süre duvara asılı kalır.

İnsan vücudu normal şartlar altında pozitif ve negatif elektrik yükleri ile çevrilidir. Vücutta statik elektrik birikmesi ile pozitif elektrik yükü miktarı artar. Bu statik elektrik çıplak el veya ayakla toprağa temas ederek atılabilir.

Statik elektrik yükleyici barlar, endüstrilerde materyalin bir yere veya iki materyalin birbirine yapıştırılmasında kullanılır. Statik elektrik yükleyici çubuklar sayesinde materyallerin yüzeyinde herhangi bir hasar oluşmadan materyaller birbirine yapıştırılır. Özellikle kağıt ve plastik gibi yüksek dirençli materyaller, statik elektrik yükleyici barlar ile iletken yüzeylere kolayca yapışır.

Statik elektrik çarpması insanlarda ve cansız nesnelerde çeşitli zararlara yol açar.

• Statik elektrik çarpması insanlarda deri hastalıklarına sebep olur. Statik elektrik çarpmasını önlemek için toprağa çıplak tenle temas etmek faydalıdır.
• Statik elektrik çarpması, düşük voltajla çalışan elektronik devrelere kalıcı zararlar vererek çalışmaz hale getirebilir.
• Elektronik tabanlı bilişim sistemlerinde devre akımını değiştirerek fonksiyon bozukluklarına yol açar.
• Yanıcı ve patlayıcı materyallerin bulunduğu alanlarda statik elektrik çarpması materyallerin alev almasına sebep olabilir.

Statik elektrik önleyici araçlar statik elektriği tehlike oluşturabileceği alanlardan tasfiye etmeye yarayan ürünlerdir.

• Paratoner: Doğada görülen en büyük statik elektrik akımı olan yıldırımların insanlara veya eşyalara zarar vermeden toprağa aktarılmasını sağlar.
• Antistatik Barlar: Endüstride kullanılan antistatik barlar, malzeme üzerinde biriken statik elektriği nötrlemek (sıfırlamak) için kullanılan iyonize edici araçlardır.
• Toz Temizleme Amaçlı Antistatik Ürünler: Gıda paketleme; plastik kapların ve filmlerin temizliği ve plastik boyama gibi uygulamalarda, materyal üzerindeki statik elektriği alırken toz temizlemeye yarayan araçlardır.
• Antistatik Fırçalar: Özellikle ofset sektöründe kullanılan antistatik fırçalar, kağıt, film ve plastik yüzeylerdeki statik enerjiyi tahliye eden araçlardır.

Maddeler birbiriyle temas halindeyken birbirlerine temas eden yüzeyleri arasında elektrik yükü transferleri gerçekleşir. Yüzeyler birbirinden ayrıldığında ise aralarındaki sınır ortadan kalkar ve iki madde arasında yalıtkan bir madde olan hava girer. Maddelerin birinde negatif yük, diğerinde ise pozitif yük fazlalığı oluştuğu için ortaya çıkan elektrik yükü orantısızlığı, yalıtkan alan boyunca ark oluşturarak dengelenir. Oluşan arkta kıvılcımlar ortaya çıkar.

Yün kazak çıkarılırken oluşan çıtırtı ve kıvılcımlar, statik elektrik arklarına en iyi örnektir. Ancak statik elektrik yüklü yüzeylerin ayrılması esnasında yangınlara sebep olabilecek büyüklükte kıvılcımlar da ortaya çıkabilir. Yüzeylerin birbirine temas ettiği süre boyunca sürtünme ne kadar fazla olursa yüzeyler birbirinden ayrıldığında oluşacak ark da o kadar fazla kıvılcım üretir.

Açık alanlarda, endüstrilerde ve evlerde statik elektrik birikmesi birçok tehlikeli duruma yol açar. Statik elektrik akımları patlayıcı maddelerin alev almasına, elektronik ev aletlerinin bozulmasına ve çeşitli cilt hastalıklarına sebep olabilir. Bu risklerden kaçınmak için statik elektrik üretebilecek yüzeylerin ve materyallerin farkında olmak ve gerekli önlemleri almak önemlidir.

Yanıcı ve patlayıcı ürünlerin bulunduğu tesislerde, bu maddelerin oksijenle temas ettiklerinde patlayabilmeleri için bir enerji kaynağına ihtiyacı vardır. Olası sızıntılara karşın güvenli olması sebebiyle bu maddelerin stoklanmasında kullanılan metal taşıma kaplarının yüzeyinde ve kapaklarında sürtünme sebebiyle oluşabilen statik elektrik, bu maddeler için ateşleyici duruma gelir. Bu kapların sık sık statik elektrik temizleyici araçlarla nötralize edilmesi gerekir.

Doğada çeşitli formlarda bulunabilen statik elektriğin en büyük hacimli hali yıldırımdır.. Gökyüzünde bulutların temasa geçmesi ve dağınık şekilde negatif veya pozitif olarak elektrik yüklenmesi sonucu, bu bulutlar yüklendikleri elektriği toprağa boşaltırlar. Bulutların yoğun olduğu yağışlı havalarda yıldırım düşme olasılığı daha yüksektir. Yıldırımlar, yeryüzünde gökyüzüne en yakın olan bölgelere düşer. Genellikle ağaçlar, yüksek binalar ve camilerin minareleri yıldırımları üzerine çeker. Bu sebeple gökdelenlerin ve camilerin en yüksek noktasına, bir statik elektrik topraklama aracı olan paratonerler koyulur.

Uçak yüzeyleri, statik elektrik oluşumu için oldukça uygun yüzeylerdir. Ortalama seyir hızı saatte 900 kilometrenin üzerinde olan yolcu uçakları, yüksek bir sürtünme potansiyeline sahiptir. Özellikle, elektrik taşıyan bulutların yoğun olduğu havalarda uçak yüzeylerinde statik elektrik birikme olasılığı da yüksektir. Yıldırım çarpması halinde uçağın hasar almaması için uçakların dış yüzeyi genellikle, iletkenliği yüksek olan alüminyum ile kaplıdır. Uçakların kanatlarında ve kuyruklarında bulunan metal uçlar, olası bir yıldırım çarpması durumunda statik elektriği üzerine çekerek topraklama işlevi görür. Uçak yere indiğinde, bu sistem üzerinden topraklama yapılır.

İnsan bedeninde statik elektrik, televizyon, bilgisayar, saç kurutma makinesi gibi elektronik cihazlarla fazla zaman geçirmek, uzun bir süre toprakla temas etmemek ve elbiselerin vücuda sürtünmesi gibi sebeplerden dolayı oluşabilir. İnsanda statik elektriğin ortaya çıkarabileceği sonuçlardan bazıları şöyledir:

• Deri hastalıkları
• Sinir sistemi hasarları
• Kas yorgunluğu

Statik elektrik, elektronik aletlerde devre arızalarına sebep olabilir. Elektrikli eşyalarda statik elektriği tahliye etmenin en iyi yolu fırça ve bar gibi statik elektrik önleyici ekipmanları kullanmaktır.

İnsan bedeni üzerinde statik elektrik biriktiği de genellikle kapı koluna, metal eşyalara veya başka insanlara dokunulduğunda küçük bir kıvılcım ile çarpılma hissinin yaşanmasıyla anlaşılır. Biriken statik elektriği vücuttan tahliye etmenin bazı yolları vardır:

• Çıplak ayakla toprağa temas etmek
• Sık sık duş almak
• Deniz suyuna temas etmek
• Elektronik cihazları daha az kullanmak

• Tarihteki kaynağı statik elektrik olarak tespit edilen ilk uçak kazası 1959’da İtalya’nın Milano kentinde yaşandı. Tırmanış esnasında yıldırım düşen uçağın, yakıt depolarındaki buharlaşma sonucu patladığı tahmin ediliyor.
• Dünyada, bir günde ortalama 8 milyon 600 bin yıldırım düşüyor.
• Statik elektriği kullanarak, hafif nesneleri dokunmadan kontrol etmek mümkündür. Örneğin saça sürülen bir balon, statik elektrik sayesinde duvara yapışabilir.
• Baz istasyonları ve yüksek gerilim hatları, yakınlarındaki bölgelerde statik elektrik birikmesine yol açar.
• Bir yıldırımın uzunluğu 9 kilometreyi, etkilediği alan ise 15 kilometrekareyi bulabilir.
• Yıldırımın düştüğü yerin sıcaklığı anlık olarak yaklaşık 40 bin santigrat dereceye ulaşır.

"Elektrik nedir?" sorusunu kısaca açıklayacak olursak;Maddelerin elektron, pozitron ve proton gibi parçacıklarının hareketi sonucu ortaya çıkan enerjiye elektrik denir. “Elektrik Nasıl Üretilir?” sorusunun yanıtı ise elektrik yüklü parçacıkların kontrollü hareket ettirilmesi şeklindedir. Fosil kaynaklar kullanılarak elde edilen ısının su buharı oluşturması ve buharın türbinleri döndürmesiyle elektrik üreten termik santraller, hidroelektrik, yeraltı kaynak suları, rüzgar, güneş gibi yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanarak elektrik üreten santraller bulunmaktadır.