Theorie-Influenz.pps

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ELSTATIK
Günter & Sylvia Lüttgens
1
Elektrische Felder haben die Fähigkeit, Ladungen auf
leitfähigen Gegenständen zu bewegen
(Coulombsche Kraftwirkung).
Ein solcher, als »Influenz« bezeichneter Vorgang, bewirkt
eine Ladungsverschiebung auf der Oberfläche eines
- ursprünglich elektrisch neutralen - leitfähigen Gegenstandes.
Die sich anschließende Bildfolge zeigt einen Influenzvorgang.
ELSTATIK
2
Versuchsgeräte
Bandgenerator zur
Erzeugung des elektrischen Feldes
ELSTATIK
Leitfähiges Objekt
auf isolierendem Stab
3
1) Anordnung
Die elektrischen Potenziale
des Bandgenerators und
des Objekts werden
auf Erdpotenzial bezogen.
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2) Ladungsverschiebung infolge Aufladung
-
+
+
+
-
Ein kurzer Lauf des
Bandgenerators lädt seine
Kugelelektrode negativ auf.
Ein von ihr ausgehendes
elektrische Feld dehnt sich
auch auf das Objekt aus
und bewirkt dort abstoßende
Kräfte auf dessen
Leitungselektronen (negativ).
So werden die negativen
Ladungen nach außen gedrängt,
während die Kugelelektrode
positive Ladungen anzieht.
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5
3) Erste Erdung des Objekts
-
+
+
+
-
Zur Feststellung der
Ladungsverschiebung wird
an der kugelabgewandten Seite
des Objekts kurzzeitig ein
Kontakt zur Erde herbeigeführt.
Damit wird es den nach
dort gedrängten negativen
Ladungen ermöglicht,
in einer Funkenentladung
zur Erde abzufließen.
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3) Erste Erdung des Objekts
-
+
+
+
Die auf dem Objekt verbliebene
positive Ladung wurde durch die
Erdung nicht beeinflusst.
Sie bleibt weiterhin vom Feld
gebunden, das von der negativ
geladenen Kugel ausgeht.
Nach außen erscheint das
System elektrisch neutral.
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4) Erdung der Kugel des Bandgenerators
-
-
+
+
+
+
Bei einer anschließenden Erdung
der Kugel des Bandgenerators
wird auch deren negative Ladung
in einer Funkenentladung
zur Erde abgeleitet.
Das die Influenz verursachende
Feld verschwindet. So wird die
ursprünglich gebundene positive
Ladung frei, und das Objekt
ist jetzt an seiner gesamten
Oberfläche positiv geladen.
-
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5) Zweite Erdung des Objekts
+ +
Am jetzt positiv
aufgeladenen Objekt führt
ein Erdkontakt erneut zu
einer Funkenentladung.
ELSTATIK
+
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Folgerung:
Das gegen Erde isolierte Objekt war aufgeladen worden,
weil es im Einflussbereich eines elektrischen Feldes
kurzzeitig Kontakt zur Erde bekommen hatte.
Wie bei der Trennaufladung wird sinngemäß auch bei
Influenzvorgängen die Höhe der Aufladung maßgeblich
bestimmt durch den Ableitwiderstand und die für eine
Ladungsableitung verfügbare Zeit.
Ständige (unterbrechungsfreie) Erdung ist
der sicherste Schutz gegen
Aufladungen infolge Influenz.
ELSTATIK
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Praxisbeispiel für Influenz
Die folgende Bildsequenz zeigt, wie es beim Transportieren
eines RIBC (Blechcontainer) infolge Influenzaufladung in einem
explosionsgefährdeten Betrieb zu einer Zündung gekommen ist.
Bemerkenswert ist, dass hierbei der maßgeblich am Geschehen
beteiligte RIBC weder befüllt noch entleert wird.
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Transport eines RIBC
+ +
ELSTATIK
-
Ein Gabelstapler mit isolierender
Bereifung transportiert einen
leitfähigen RIBC in die Nähe
einer Wickelvorrichtung, deren
Folie positiv aufgeladen ist.
Infolge Influenz werden auf dem
ursprünglich elektrisch neutralen
RIBC positive und negative
Ladungen getrennt.
+
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Transport eines RIBC
Beim Absetzen wird der RIBC
geerdet, die abgedrängte
positive Ladung fließt zur Erde.
Weil der RIBC an einen
falschen Ort geliefert wurde,
wird umgeleitet.
Der RIBC ist nun
negativ aufgeladen!
+ +
-
+
_
+
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Transport eines RIBC
Der Gabelstapler transportiert den negativ aufgeladenen
RIBC zu seinem neuen Bestimmungsort.
+ +
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_
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Transport eines RIBC
Der Gabelstapler transportiert den negativ aufgeladenen
RIBC zu seinem neuen Bestimmungsort.
Dort gerät der negativ aufgeladene RIBC so dicht an
einen offenen, mit brennbarem Lösemittel befüllten Reaktor,
dass ein Entladungsfunke überspringt, der den Dampf entzündet.
_
Lösemittel
verdampft
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Der schwerwiegende Fehler ist darin zu sehen,
dass der Gabelstapler mit isolierenden Reifen ausgestattet
war. So wurde eine ständige Erdung des Fahrzeugs und
damit auch des RIBC verhindert.
Ständige (unterbrechungsfreie) Erdung ist der
sicherste Schutz gegen Aufladungen infolge Influenz.
[TRGS 727]
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