Statische Elektrizität
Durchschauen - Überwachen - Anwenden
1. Auflage Dezember 2019
494 Seiten, Hardcover
240 Abbildungen (160 Farbabbildungen)
Praktikerbuch
Kurzbeschreibung
Alles über Gefahren - und Nutzen - statischer Elektrizität in der Industrie!
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Verständnis und Kontrolle statischer Elektrizität sind von elementarer Bedeutung in vielen Industriezweigen, in erster Linie mit Blick auf die potentiellen Gefahren. Daher sind die Erkennung und Vermeidung von Gefahren durch statische Aufladungen immer wichtiger geworden und haben die Entwicklung neuer und präziser Messmethoden befördert. Andererseits können statische Aufladungen auch nutzbringend eingesetzt werden. Vielfältige Anwendungen werden beschrieben.
Statische Elektrizität ? Durchschauen ? Überwachen ? Anwenden informiert zunächst über Brand- und Explosionsgefahren. Entstehung von Aufladung und daraus resultierende Entladungserscheinungen werden veranschaulicht.
Ein großer Teil des Buches befasst sich mit Messtechnik, Vermeidung von Gefahren und Störungen sowie Beseitigung unerwünschter Aufladung. Fallstudien und Beschreibung von Demonstrationsexperimenten vermitteln den Bezug zur Praxis.
Ohne Normen geht es nicht; auch darüber wird berichtet. Der stetig zunehmenden Anwendung statischer Elektrizität ist ein eigenes Kapitel über den gezielten Einsatz von Aufladungen vorbehalten und soll die Kreativität der Leser anregen. Zu guter Letzt sind im Mathematischen Werkzeugkasten alle relevanten Formeln einsortiert.
* Praxisperspektive: geschrieben von Autoren mit langjähriger Forschungs- und Beratungserfahrung
* Durchblick: Beschreibung von Demonstrationsexperimenten zur besseren Veranschaulichung
* Fallstudien: aus den Fehlern Anderer lernen
* Zusatzmaterial: kurze Videos zeigen die - teils drastischen - Auswirkungen statischer Aufladungen
Grundlegendes zu Brand- und Explosionsvorgängen
Explosionsgrenzen
Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen
Perspektive zur Gefahrenbeurteilung
Sicherheitstechnische Bewertung in Bezug auf elektrostatische Zündgefahren
Geräteschutzniveau (EPL)
Explosionsgefahren in den Griff bekommen
Zündquellenarten
ENTSTEHUNG ELEKTROSTATISCHER AUFLADUNGEN
Ursprung
Kraftwirkungen im elektrischen Feld
Aufladung infolge Kontakt und Trennung
Doppelschichtladung
Wovon hängt die Höhe der Aufladung ab?
Versuch einer Systematik
Aufladung strömender Gase
Aufladung disperser Systeme
Reduzierung der Aufladungstendenz
Elektrisches Feld
Influenz (auch "elektrostatische Induktion" genannt)
Kapazität und Kondensator
Aufladungsphänomene an Materialbahnen
Elektrete
MESSTECHNIK
Einleitende Überlegungen zu elektrostatischen Messungen
Gegenüberstellung: Elektrostatik - Elektrotechnik
Elektrostatische Messungen soweit es Sicherheitsaspekte betrifft
Widerstand versus Leitfähigkeit
Oberflächenwiderstand und Volumenwiderstand
Beziehung zwischen Widerstandswerten und Aufladungseigenschaften
Leitfähigkeit von Flüssigkeiten
Messung von Kapazitäten
Faraday-Becher und -Käfig
Messung der Aufladung fallender Tropfen
Durchschlagspannung
Spannungsmessung mit statischen Voltmetern
Messung der elektrischen Feldstärke
Weitere messtechnische Anwendungen
Ladungszerfallmessung (Relaxationszeit)
Einflussgrößen
Ermittlung der Mindestzündenergie für brennbare Stäube
Ladungsverteilung sichtbar machen
ELEKTROSTATISCHE GASENTLADUNGEN UND VON IHNEN AUSGEHENDE GEFAHREN
Gasentladungen in der Elektrostatik
Gasentladungsarten
Auswirkungen von Gasentladungen
Wie lassen sich zündfähige Gasentladungen vermeiden?
Beurteilung der von Gasentladungen ausgehenden Zündgefahren
Aus Gasentladungen resultierende Schäden
Auswirkungen der Elektrizität auf den menschlichen Organismus
Mechanisch erzeugte Funken
BESEITIGUNG STÖRENDER AUFLADUNGEN
Ladungsverteilung
Passive Entladung
Aktive Entladung
Entladung störend aufgeladener Oberflächen
Mögliche Gefahren durch Entladeelektroden
Entladung in Unterdruckverhältnissen
BESCHREIBUNG VON DEMONSTRATIONSEXPERIMENTEN
Vorbemerkungen
Erforderliche Geräte
Elektrostatische Kraftwirkungen
Trennaufladung
Aufladung von Partikeln
Influenz
Ableitfähigkeit
Experimente mit dem Knallrohr
Gasentladungen
Brand- und Explosionsgefahren
FALLSTUDIEN ZU ELEKTROSTATISCH BEDINGTEN UNFÄLLEN - UNTERSUCHUNGSSTRATEGIEN
Gut zu wissen
Untersuchungsstrategie
Zündungen infolge von Büschelentladungen
Zündungen infolge von Gleitstielbüschelentladungen
Zündungen infolge von Funkenentladungen
Zündung infolge von Schüttkegelentladungen
Merkwürdigkeit an einem Metallrohr beim Ausfließen einer Flüssigkeit
GEZIELTER EINSATZ VON AUFLADUNGEN
Nutzanwendungen
Beispiele kreativer Umsetzung zu Nutzanwendungen
Zusammenfassung
NORMUNG IM FACHGEBIET ELEKTROSTATIK, NATIONAL, EUROPÄISCH UND INTERNATIONAL
Was ist Normung? - Warum brauchen wir Normung?
Wer macht Normung?
Bedeutung von Normen
Normung in der Elektrostatik
Liste der gängigsten Abkürzungen im Normungsumfeld der IEC
Auffinden von Normen und Literatur
Anmerkung
MATHEMATISCHER WERKZEUGKASTEN
Permittivität
Ladung Q
Spannung U
Homogenes Feld zwischen ebenen Platten
Kapazität C
Widerstand - Leitfähigkeit
Feldkonstanten (Vakuum)
ANHÄNGE
Wolfgang Schubert ist öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für die Druckindustrie und unabhängiger Sachverständiger für Elektrostatik.
Sylvia Lüttgens hat es sich zur Aufgabe gemacht, die in der Elektrostatik mitunter schwierig zu durchschauenden Zusammenhänge mit Demonstrationsexperimenten zu veranschaulichen.
Dr. Ulrich von Pidoll arbeitete bei der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig und ist in mehreren nationalen und internationalen Ausschüssen tätig, die sich mit den Gefahren durch elektrostatische Aufladung befassen.
Stefan Emde ist führendes Mitglied in der Deutschen Kommission Elektrotechnik des Vereins Deutscher Elektroingenieure.
