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Sep 01, 2023

유용한 정전기

Neils Jonassen 부교수는 격월로 발행되는 정적 칼럼을 작성했습니다.

Neils Jonassen 부교수는 컴플라이언스 엔지니어링 매거진(Compliance Engineering Magazine)에 격월로 게재되는 정적 칼럼을 작성했습니다. 이 시리즈에서는 충전, 이온화, 폭발 및 기타 ESD 관련 주제를 탐구했습니다. In Compliance Magazine과 협력하는 ESD 협회는 기사가 정전기 분야에 대한 시대를 초월한 통찰력을 제공하기 때문에 이 시리즈를 다시 출판하고 있습니다.

Jonassen 교수는 1983년부터 2006년까지 ESD 협회 회원이었습니다. 그는 1989년에 ESD 협회 뛰어난 공헌상을 받았으며 기술 논문, 서적 및 기술 보고서를 집필했습니다. 그는 정전기 제어의 이해에 기여한 것으로 기억되며, 그를 기념하여 우리는 "Mr. Static"을 다시 부릅니다.

~ ESD 협회

다음의 허가를 받아 재인쇄됨: Compliance Engineering Magazine, Mr. Static Column Copyright © UBM Cannon

정전기라는 용어는 심한 충격, 달라붙는 옷, 더러운 TV 화면, 폭발하는 유조선, 특히 이 잡지의 독자들에게 망가진 전자 부품 및 회로(ESD 문제라고도 함)와 같은 현상을 사람들의 마음에 떠오르게 할 가능성이 높습니다. 그리고 전자 산업에서 정전기에 관해 이야기할 때 그것이 그 장점 때문이 아니라 거의 예외 없이 귀찮은 일이나 때로는 위험으로 나타나기 때문이라는 점을 인정해야 합니다.

대부분의 사람들이 정전기의 부정적인 특성만 알고 있다는 점을 고려하면 이해할 수 있지만 이는 정전기에 대해 약간 불공평합니다. 대부분의 사람들은 정전기(또는 정전기 원리)가 냉장고 도장, 사포의 품질, 복사기 기능, 그리고 더 중요한 것은 석탄 화력 발전소에서 연기를 제거하는 데 필수적이라는 사실을 인식하지 못합니다. 이는 정전기의 중요한 응용 사례 중 일부에 불과합니다.

언뜻 보기에는 예측할 수 없고 귀찮은 정적 표현의 원인도 잘 활용될 수 있다는 것이 재미있어 보일 수 있습니다. 그러나 물리학자의 관점에서 보면 이는 전혀 놀라운 일이 아니다. 대부분의 정전기 응용은 공기 중이거나 액체에 떠 있는 미립자를 처리하는 것과 관련이 있습니다. 다음 특성은 정전기 프로세스에 공통적입니다.

모든 정전기 응용 분야에서 일부 재료는 전기를 띠어야 합니다. 즉, 전기장에 반응할 수 있어야 합니다. 이는 물질에 순 전하를 부여하거나 유도 또는 분극에 노출시킴으로써 수행할 수 있습니다.1,2 가장 중요한 세 가지 대전 과정은 코로나 대전, 접촉 및 마찰 대전, 전기장에서의 유도 및 분극입니다. 강수는 코로나 대전을 사용합니다. 종종 두 개 이상의 전기화 프로세스가 활성화됩니다. 예를 들어:

이 기사에서는 이러한 세 가지 애플리케이션 모두의 예에 중점을 둡니다.

강수량

정전기 침전의 원리는 공기 중(고체 또는 액체) 입자를 동일한 극성으로 대전시켜 결과적으로 전기장에서 동일한 방향으로 움직이게 하는 것입니다.

많은 산업 공정에서는 영향을 받은 공기를 환경으로 방출하기 전에 이를 정화해야 할 정도로 공기 중 미립자를 생성합니다. 대표적인 예가 석탄 화력 발전에서 비산회가 발생하는 것입니다. 다른 많은 산업에서도 대규모로 미립자 대기 오염이 발생합니다.

요리나 청소(흡연은 말할 것도 없고)와 같은 일상적인 활동에서도 공기 중에 종종 허용할 수 없는 수준의 입자 농도가 발생합니다. 미립자는 기계적 필터를 사용하여 공기에서 제거할 수 있지만 산업 오염의 경우 일반적으로 전기 필터 형태의 정전기 집진이 없으면 세계는 손실을 입게 됩니다.

전기필터는 Frederick Cottrell이 최초의 집진기를 제작한 1906년으로 거슬러 올라가 산업용으로 사용되는 가장 오래된 정전기 원리의 응용입니다. 그림 1은 전기필터의 단순화된 도면을 보여주고 그림 2는 작동 원리를 보여줍니다.