Deskarga elektroestatiko

ESD kalte arriskua duten osagai elektronikoen ikurra (ezkerra) eta elektrifikazioaren aurka babestutako osagaiak (eskuina).

Deskarga elektrostatikoa (ingelesez: ESD, electrostatic discharge) potentzial elektriko desberdina duten bi puntuen artean bat-bateko korronte elektrikoa eragiten duen fenomeno elektrostatikoa da; tximistek tximistorratzetan eragiten duten korrontearen antzera.

Industria elektronikan eta beste industrietan terminoa erabiltzen da ekipo elektronikoetan kalteak eragin ditzaketen bat-bateko nahigabeko korronte elektrikoak deskribatzeko, ekipo elektronikoetan kalteak egin dezaketenak.

Jatorri nagusiak

Korronte horren sorkuntza-prozesua ulertzeko edozein gorputz hainbat molekulaz osaturik dagoela pentsatu behar dugu. Molekula hauek haien artean erakarpen eta aldarapen indarren bitartez loturik daude, eta kontaktu-gabeko oreka mantentzen dute. Dakigunez, elektroia kargaren agente txikiena da, elektrizitate negatiboaren oinarrizko partikula. Horretaz gain, elektroiek egonkortasun txikia dute atomoetan, eta bere atomoaren orbitatik ihes egin dezakek talka, igurzketa, dar-dar nuklear edo beste egoeren ondorioz.

Kontuan hartuta gisa-gorputza positiboz eta elektroiak negatiboz jokatzen dutela, eta bi gorputz kargatuak haien artean erakartzen direla, ulertzen da zergatik sortzen den deskarga elektrikoa behatz bat metal baten gainean jartzerakoan. Metal hau eroale bikaina da, elektroiez kargatuta, elektroiak adarretan edo kanpoko geruzan pilatzeko ahalmena daukana.

Beste aldetik, tenperatura igotzerakoan elektroiak errazago askatzen dira; edo, hobeto esanda, elektrizazioak, hodeien arteko edo aire lehorren arteko marruskadura, baita autoen balazten eta briden marruskadurak ere, triboelektrizitatea nabarmenki areagotzen du.

Elektrizitate estatiko mota hau da deskarga elektrostatikoen kausa nagusia, eta deskarga elektrostatiko hauek normalean bi bidetatik sortzen dira: kontaktu elektrikoen eletrifikazioaren ondorioz, edo kontaktuan zeuden bi materialak haien artean urruntzerakoan sortzen diren kargak banantzearen ondorioz. Adibidez: alfonbra baten gainean ibiltzea , kotxe batetik irtetea , edo mota bereziko plastikozko paketea da. Kasu hauetan, polaritate desberdinekin kargatutako bi materialen arteko igurzketak elektrifikazioa eragiten du, potentzial-elektrikoaren diferentzia bat sortzen da eta deskarga bat sor daiteke.

Indukzio-elektrostatika deskarga elektrikoen beste jatorri bat da. Kargatutako objektu bat lurretik isolaturik dagoen beste objektu eroale baten ondoan jartzen denean gerta daiteke. Kargatutako objektuaren presentziak eremu elektrostatiko bat sortzen du, eta eremu honek beste gorputzaren azalaren zehar-karga elektrikoak sortzen ditu. Nahiz eta objektuaren karga elektrostatika orokorra ez aldatu, karga positibo eta negatibodun eremuak sortuko dira. ESD bat gerta daiteke objektu bat, eroale den jardunbide batekin kontaktuan jartzen denean. Esate baterako, katiluetan edo plastikozko poltsetan kargatutako unicel geruzek potentzial bat induzitu dezakete inguruan dauden ESD objektu sentikorretan, indukzio-elektrostatikaren fenomenoaren bitartez, eta deskarga elektrikoa gerta daiteke osagai hau metalezko erreminta batekin

Motak

Eremu elektrostatiko batek airean zehar kanal eroale-ionizatu bat sortzen duenean txinparta sortzen da. Fenomeno hau deskarga elektrostatiko (DE) motarik ikusgarriena da eta pertsonen ondoeza, aparatu elektronikoen kalte larria, sua edo leherketa (gasik edo partikula erregairik baleude) ekar dezake.

Deskarga elektrostatiko gehienak txinparta ikusgai edo entzungairik gabe jazotzen dira. Pertsonek karga baxua dutenez, baliteke deskarga ez sentitzea ere. Hala ere, txinparta honek nahikoa potentzia du osagai elektroniko sentigarriak kaltetzeko. Gainera, hutsegite larriak ekar ditzake osagaietan, baita epe luzerako pasiboki andeatu ere, efektuak denbora pasa ahala ikusiz.

Txinparta edo tximista

Eremu elektrikoak airean indar dielektrikoa gainditzen duenean, txinparta sortzen da (4-30 kV/cm inguru). Honek airean dauden elektroi eta ioi askeen gehikuntza azkar bat ekar dezake eta, “beherapen dielektriko” deritzogun fenomenoari esker, airea eroale elektriko bihurtu.

Txinparta naturalik ezagunena tximista da. Kasu honetan, ehunka milioi volteko potentzial-diferentzia dago lurra eta lainoen artean edo bi lainoen artean. Korronte erresultantea aire ionizatutik jariatzen da eta energia leherkor bat askatzen da.

Txinpartek leherketa larriak ekar ditzakete bertako tenperatura altuen ondorioz. Adibide gisa, Hindenburg zepelinaren desmasia daukagu, New Jersey-n 1937an gertaturikoa. Aireontziak, ekaitz batetik pasatzerakoan, karga elektrostatiko handia lortu zuen eta sokak lurreratzerakoan “Termita” deritzon material erregaiez zikinduriko panel batzuk erre egin ziren sortutako deskarga elektrostatikoaren ondorioz.

Koroa efektua

Tentsio altuko eroaleetan argi-koro bat sortzeari koro efektua deritzogu. Eroaleen sekzio zirkularrean argi-koroak koro forma hartzen duelako deitzen diogu koro efektua. Linearen tentsio altuen ondorioz, eroalearen ondoko airearen molekulak ionizatzen dira. Aire-molekula ionizatuak korronte elektrikoaren eroale bihurtzen dira. Elektroi-zirkulazio honek, airearen tenperaturaren igoera dakar, gasaren kolorearen aldaketarekin batera. Airea kolore gorriz ageriko da tenperatura baxuetarako eta urdina tenperatura altuetarako. Honi esker, argi-koroaren kolorearen arabera intentsitatearen balioa jakin dezakegu.

Deskarga elektrostatiko mota honen lehen erregistroa San Telmoren sua da. Itsasoan ikus daiteke argi gorri-urdinak itsasontzien hagetan, eguraldia ekaiztsua bada. Itsasgizonek babes modura hartzen zuten fenomeno hau eta bere patroiaren ohorez ipini zioten izena, Erasmo Formiakoa (San Telmo).

"Eskuila” deskarga

Deskarga elektrostatiko mota hau Koroa deskargaren kasu partikular bat da, ingurune ez-eroale baten baitan txertatuta dauden bi elektrodoen artean gertatzen dena eta ionizaturiko partikulez osaturiko adarkatze argi eta ahulak bereizgarri dituenak.

Deskarga hauek gerta daitezke kargaturiko isolatzaile plastikoen (polietilenoa) eta eroaleen artean. Deskarga honekin erlazionaturiko energia maximoak ez ohi du 4 mJ gainditzen; suharberak izan daitezke, baina airearen sutze-probabilitatea beste deskarga motetan baino baxuagoa da.

Fenomenologia

Auto-gidariek eta bidaiariek aski ezaguna dute “ESD” gertakaria, auto baten atea edo maletategia kapotaren puntarekin edo karrozeriaren muntagen edozein angelurekin ukitzerakoan gertatzen dena. Nahiz eta deskarga horren potentzia ahula eta arrisku gabea izan, gizakia sentibera de gertakari honekin. Badira zenbait ezohiko kasu non auto-gidariek, beren gorputzak elektrizitate estatikoz kargaturik izanik, gasolina-zerbitzugune baten erregai-mahuka hartu eta erregai-andelean sartzerakoan txinparta sortu eta gero erregai-mahukari su eman diotenak. Gertakari arriskutsu hau saihesteko, gomendagarria da gorputz metaliko bat (autoaren atea) ukitzea gorputzeko elektrizitate estatikoa deskarga dadin.

Gizakien harmen-maila edozein izanda ere, erantzuna ezintasunekoa da beti. Gertaera hauen aurrean, zuhurrenek, zentzudunek edo gertakari hau bizi dutenek metalezko haridun zinta bat erosi, eta garraioaren atzealdean itsasten dute elektrizitate estatikoa hortik jaregin dadin. Hitz bitan, teknizismo zientifikoa erabili gabe, elektrizitate estatikoa triboelektrizitatea da, hots, igurzketaren edo marruskaduraren (grekoko tribein igurtzi) bidez sortutako elektrizitatea. Bere izatea antzinatik ezagun da eta nerbio-sistema zaintzeko erabilia da medikuntzan.

Dena den, ile luzea duen edonork efektu hau ikusgai du, ilean eragindako erantzuna orrazia pasatzerakoan. Beste adibide argi bat da katuen larruak eragindako triboelektrizitatea eskua haren gainetik pasatzerakoan; animaliaren erreakzioa ikusiz gero, garbi antzeman daiteke efektua. Auto batean ugari dira triboelektrizitate-iturburuak; ezagunenak esaterako: “ferodo”-ak edo diskoetako balazta-pastillak edo haizagailu/alternadoreen danbor eta uhalak.

Kanpo estekak

Datuak: Q3574961