Conoscenza generale dell'uso di strumenti elettrostatici
Gli strumenti elettrostatici sono generalmente azionati con tensioni elevate (dell'ordine di 104 V) e micro-potenza (dell'ordine di 10-6 coulomb) e richiedono pertanto elevate prestazioni di isolamento. Si può dire che la chiave del successo degli esperimenti elettrostatici è il problema dell'isolamento. Lo scopo dell'isolamento è di minimizzare la dispersione di carica.
1. Asciutto: l'umidità può disabilitare molti strumenti elettrostatici. Poiché le molecole di acqua (e diversi ioni nell'aria) aderiscono alla superficie dell'isolamento, le prestazioni di isolamento sono notevolmente ridotte. Questo è particolarmente vero per alcuni materiali idrofili. Ad esempio, quando il vetro viene spostato da un ambiente con un'umidità relativa del 50% a un ambiente con un'umidità relativa dell'80%, la resistenza superficiale viene ridotta al 7,5%. E in un'aula piena di studenti, l'umidità relativa può facilmente raggiungere più dell'85%. Ecco perché alcuni strumenti funzionano bene prima della lezione e non funzionano bene in classe. Il modo più semplice per asciugare l'ambiente è ventilare.
Si ritiene generalmente che un'umidità relativa non superiore al 70% sia una condizione per il normale funzionamento di un dispositivo elettrostatico. La ventilazione spesso non garantisce questo, il che richiede l'asciugatura della superficie dello strumento. Indipendentemente dalla fonte di calore utilizzata per l'asciugatura, la temperatura della superficie dello strumento non deve superare i 50 ° C (la mano è calda ma non calda). Il metodo di ventilazione durante la cottura può essere adottato per rendere lo strumento asciutto al più presto possibile e per ridurre il più possibile il tempo di asciugatura.
2. Pulizia: polvere, fibre e sudore sulla superficie dello strumento possono causare molti piccoli puntali che consentono alla carica di fluire direttamente dalla punta attraverso lo scarico della corona e nell'aria. Pertanto, la superficie dello strumento deve essere accuratamente pulita durante l'uso e non deve essere toccata direttamente a mano.
3. Quando lo strumento viene utilizzato insieme ad un alimentatore ad alta tensione come un motore, deve essere tenuto lontano il più possibile per evitare che gli eccessivi ioni di gas causati dall'alimentazione ad alta tensione durante il processo di scarica influenzino il stato di carica dello strumento.
4. Nell'esperimento, se è necessario collegare due strumenti con conduttori, è preferibile utilizzare una biella per elettroscopio o una forcella di scarico. Se il filo non utilizzato non è disponibile, il filo dovrebbe essere appeso con un filo isolato come il filo di nylon.
5. Quando si osserva lo strumento, non esalare lo strumento.
6. I materiali isolanti in polimero sono soggetti all'invecchiamento, con gli effetti più evidenti della radiazione ultravioletta e infrarossa. L'invecchiamento dei prodotti in gomma dura forma in primo luogo una pellicola verde-marrone sulla superficie, a quel punto l'isolamento contro l'elettricità statica è fallito. Pulire delicatamente il film con una carta vetrata fine inumidita con alcool e riutilizzarla. L'invecchiamento della plastica è fragile e non può essere riparato. Pertanto, lo strumento deve essere tenuto in un ambiente che eviti la luce solare diretta e lontano dal calore.
7. Scelta dei materiali isolanti: la causa principale del cattivo uso di un numero considerevole di dispositivi elettrostatici è l'errata selezione di materiali isolanti o la manipolazione impropria. Ad esempio: la bachelite (resina fenolica) è un eccellente materiale isolante negli apparecchi elettrici a bassa tensione, ma non è adatto per l'uso negli strumenti elettrostatici. Perché la polvere di bachelite contiene spesso tracce di impurità metalliche. Alcuni materiali hanno buone proprietà isolanti, ma alcuni colori vengono aggiunti all'estetica o per distinguere le parti durante il processo di fabbricazione, che tende a ridurre le proprietà isolanti del materiale. Pertanto, oltre a selezionare eccellenti proprietà di isolamento, il materiale isolante del dispositivo elettrostatico non deve essere tinto.
Tra i materiali isolanti comunemente usati, il polistirolo e il polivinilcluro duro hanno scarsa resistenza meccanica e sono facili da invecchiare; il polietilene a bassa pressione e il polipropilene hanno una buona tenacità, ma sono anche facili da invecchiare; il vetro è resistente all'invecchiamento, ma la superficie è umida (idrofila); Sebbene il PTFE e il plexiglass industriale siano più costosi, offrono prestazioni migliori sotto tutti gli aspetti. È un materiale isolante elettrostatico ideale.