|
Wat is ESD?
Geplaatst: 1 december 2022 |
|
|
ESD staat voor het Engelse: Electro Static Discharge, hetgeen in het Nederlands betekent: Elektrostatische ontlading. Dit is een natuurkundig verschijnsel dat in 99,9% van de gevallen niet schadelijk is voor de mens. Het meest bekende en voor ons als mens ook gevaarlijke is de bliksem. Dit is een statische ontlading van vele miljoenen volts die ontstaat door het langs elkaar schuiven van warme en koude luchtlagen over grote oppervlakken.
Op een zeker moment is de spanning en de hoeveelheid energie zodanig hoog opgelopen, dat er een weg naar de aarde gezocht wordt om deze energie kwijt te kunnen. Dit vind dan plaats in de vorm van bekende bliksem.
|
|
|
|
Hoe ontstaat nu zoiets in het dagelijks leven?
|
|
|
In het dagelijks leven is er voortdurend wrijving tussen gelijke en ongelijke materialen tijdens het arbeidsproces, het lopen, werken, schuiven op een stoel enz., enz. Door dit over elkaar heen wrijven van deze genoemde materialen, ontstaat er een uitwisseling van vrije elektronen van het ene naar het andere materiaal. Dit noemen we het Tribo-electrisch effect. Dit houdt in dat er elektronen van het ene materiaal naar het andere materiaal verplaatsen, waardoor er tussen de materialen onderling een spanningsverschil ontstaat. (Dit spanningsverschil is mede afhankelijk van de soort materialen, e.e.a. terug te vinden in de z.g. Tribo-elektrische reeks. Hoe verder de materialen in deze reeks uit elkaar liggen, hoe groter het spanningsverschil zal zijn wanneer ze met elkaar in contact geweest zijn.)
 | | Tribo-elektrische reeks |
|
|
|
|
Je kunt dan kort samengevat zeggen dat je een geladen condensator gecreëerd hebt. Niet erg zal zeggen, wat zal de spanning zijn? Een paar milli volt? Klopt, veel meer zal het dan nog niet zijn. Echter dan moet je wel met de regels van een condensator rekening gaan houden en dat is dat de capaciteit van een condensator om lading/energie vast te houden omgekeerd evenredig is met de oppervlakte van de condensator en de afstand tussen de geleiders van de condensator.
Wanneer nu de materialen die over elkaar heen gewreven hebben van elkaar verwijderd worden, dan wordt de capaciteit enorm verkleind. De lading/energie kan nergens heen; hierdoor zal de wet van de condensator de lading in stand willen houden en dat zal hij doen door de spanning te verhogen.
Simpel voorgesteld: Kinderzwembad; afmetingen 100 x 200 cm (dit is 20.000 cm2) met daarin 1 cm water. Nu wil men de oppervlakte van het zwembad terugbrengen naar 1 cm2; vraag hoe hoog wordt dan de waterkolom? Antwoordt: 20.000 cm of te wel 200 m.
Terug naar ons statische voorbeeld; het verkleinen van de capaciteit met een factor 200.000 is hierbij helemaal niet vreemd. Gaan we dan uit van een basis statische spanning van b.v. 10 mV en vermenigvuldigen dit met 200.000 dan heb je al 200 volt te pakken.
In de praktijk zijn de verschillen nog vele malen groter.
Echter doordat de hoeveelheid lading erg klein is (uQ tot mQ) zijn er geen schadelijke gevolgen voor mensen bij dit soort ontladingen. Dit in tegenstelling tot de bliksem waar dat wel het geval kan zijn. Spanningen in het dagelijks leven opgewekt door het tribo-elektrisch effect kunnen zo tussen de 50 en 50.000 Volt liggen, waarbij men met het volgende rekening moet houden:
Vanaf 3.000 Volt voel je het
Vanaf 5.000 Volt hoor je het
Vanaf 10.000 Volt zie je het
Note: Elektronica kan al vanaf ca. 50 Volt stuk gaan.
Met andere woorden: Je kunt zelf statisch geladen zijn en er niks van voelen, terwijl je toch elektronische componenten vernielt of beschadigt.
Anders gezegd: Wat de bliksem is voor ons, zijn wij voor elektronica, als we geen voorzorgsmaatregelen nemen.
Welke voorzorgsmaatregelen kunnen we nemen:
A: Zorg dat u en de gevoelige componenten/producten niet opgeladen kunnen worden.
B: Bent u of de gevoelige componenten/producten toch opgeladen, zorg dan dat u op een veilige manier de lading kwijt raakt.
Wij helpen u graag zodat u schade door ESD kunt voorkomen. Ook zijn er (bewustzijn) trainingen mogelijk, opdat u optimaal rendement uit uw investeringen haalt.
Formules:
Q=C*U
C=A/D
Q Lading van de condensator
C Capaciteit van de condensator
U Spanning tussen de platen van de condensator
A Oppervlakte van de platen van de condensator
D Afstand tussen de platen van de condensator
|
|
