Elektrostatische Entladung: Ein Überblick
Die elektrostatische Entladung, kurz ESD (von engl. Electrostatic Discharge), ist ein plötzlicher und kurzzeitiger elektrischer Stromfluss zwischen zwei Objekten mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen. Ein Funke entsteht, wenn die elektrische Feldstärke etwa 4–30 kV/cm überschreitet — die dielektrische Feldstärke der Luft.
Ursachen und Alltagsbeispiele
Die meisten statischen Elektrizitäten, denen wir täglich begegnen, werden durch den triboelektrischen Effekt verursacht. Dieser Effekt tritt auf, wenn zwei unterschiedliche Materialien aneinander gerieben werden, wie zum Beispiel Bernstein mit Fell oder Glas mit Seide. Die Reibung der beiden ungleichen Materialien verstärkt den Effekt aufgrund des häufigen Kontakts und der Trennung dieser Materialien.
Elektrostatische Entladung in der Technik
In der Technologie, insbesondere bei elektronischen Komponenten und integrierten Schaltkreisen, stellt die elektrostatische Entladung ein ernstes Problem dar. Selbst in einem unmerklichen Moment kann der Schaltkreis durch bloßen Kontakt mit einem anderen Objekt unterschiedlichen elektrischen Potentials zerstört werden.
Statische Elektrizität an trockenen Tagen
An trockenen Tagen ist statische Elektrizität viel auffälliger, da die Luft weniger Wassermoleküle enthält, die einen Ausgleich ermöglichen. Normalerweise entweicht die Ladung über Wassermoleküle in der Luft, da diese polar sind – das heißt, obwohl sie neutral sind, ist ihre Ladung nicht gleichmäßig verteilt. So können überschüssige Elektronen von einer geladenen Oberfläche in die Luft entweichen, da sie von dem positiven Ende der Wassermoleküle angezogen werden. Ein positiv geladenes Objekt kann andererseits durch die Übertragung locker gebundener Elektronen von Wassermolekülen in der Luft neutralisiert werden.
Schutzmaßnahmen gegen elektrostatische Entladungen
Die Verbindung zur Erde begrenzt den Aufbau statischer Elektrizität beim Umgang mit entflammbaren Produkten oder elektrostatisch empfindlichen Geräten. Verschiedene antistatische Geräte sind so konzipiert, dass sie die elektrostatische Ladung sicher erden. Für den häuslichen Gebrauch kann beispielsweise der Kontakt mit Metallgasleitungen, Wasserleitungen oder Metallrohren und Zentralheizungsradiatoren zur Entladung verwendet werden; jedoch erlauben Kunststoffleitungen dies nicht.
Antistatische Handgelenksbänder
Ein antistatisches Handgelenkband, auch ESD-Armband oder Erdungsarmband genannt, ist ein antistatisches Gerät, das verwendet wird, um eine Person, die an sehr empfindlichen elektronischen Geräten arbeitet, sicher zu erden. Dies verhindert den Aufbau statischer Elektrizität am Körper, die zu einer ESD führen kann.
Häufig gestellte Fragen
Warum erlebt man manchmal einen elektrischen Schock? Wahrscheinlich haben Sie statische Elektrizität erlebt, wenn Sie sich die Haare gekämmt oder ein synthetisches Hemd aus dem Wäschetrockner genommen haben. Und möglicherweise haben Sie einen Schock verspürt, als Sie nach dem Rutschen über einen Autositz oder dem Gehen über einen Nylon-Teppich eine Metalltürklinke berührt haben. Dies wird durch eine elektrostatische Entladung verursacht. Ihr Körper war wahrscheinlich durch den triboelektrischen Effekt aufgeladen.
