ไฟฟ้าสถิต เกิดจากอะไร? มีวิธีป้องกันและแก้ไขอย่างไร?

ไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Discharge) ปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่หลายคนพบเจออยู่บ่อย ๆ ปรากฎการณ์นี้คืออะไร? เกิดจากสาเหตุอะไร? และมีวิธีป้องกันแก้ไขได้อย่างไร? ตาม KACHA ไปหาคำตอบกัน!

ไฟฟ้าสถิต คือ การสะสมของ ประจุไฟฟ้าบนพื้นผิวของวัตถุ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อมีการเสียดสี การสัมผัส หรือการแยกตัวของวัสดุสองชนิด ทำให้เกิดการถ่ายเทของอิเล็กตรอน ส่งผลให้วัตถุหนึ่งมีประจุไฟฟ้ามากกว่าอีกวัตถุหนึ่ง เมื่อวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าต่างกันมาอยู่ใกล้กันหรือสัมผัสกัน ก็จะเกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว ทำให้เรารู้สึกเหมือนถูกไฟฟ้าช็อตเล็ก ๆ ซึ่งปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “ไฟฟ้าสถิต”

คำว่า “สถิต” หมายถึง การอยู่นิ่ง ๆ ประจุเหล่านี้จะเกาะอยู่บนพื้นผิวเพื่อรอจังหวะที่จะถ่ายเทออกไป เมื่อตัวเราที่มีประจุสะสมอยู่ไปสัมผัสกับวัตถุที่มีศักย์ไฟฟ้าต่างกัน (เช่น ลูกบิดประตูโลหะ หรือเพื่อนข้าง ๆ) ประจุเหล่านั้นจะพยายามวิ่งเข้าหาเพื่อสร้างความสมดุลอย่างรวดเร็ว จนเกิดเป็นประกายไฟเล็ก ๆ หรือความรู้สึกที่คล้ายกับถูกไฟช็อตนั่นเองค่ะ

“ไฟฟ้าสถิต” เป็นปรากฏการณ์ตัวจี๊ดที่ไม่ได้เกิดแค่จากความหนาว ตามเราไปทำความเข้าใจปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าใกล้ตัวกันดีกว่าค่ะ

โดยทั่วไปวัสดุทุกชนิดมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า คือ มีปริมาณของประจุบวกและประจุลบอย่างละเท่า ๆ กัน แต่หากวัสดุมีการขัดถู สัมผัส หรือเสียดสีซึ่งกันและกัน จะทำให้ประจุไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้า (วัสดุไม่นำไฟฟ้า) เช่น การนำลูกโป่งมาถูกับเส้นผม การสัมผัสระหว่างรองเท้าหนังและพรมเช็ดเท้า สิ่งเหล่านี้จะทำให้เกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้าทำให้วัสดุเกิดความไม่สมดุล จึงมีความพยายามถ่ายเทประจุไฟฟ้ากับวัสดุอื่นๆ เพื่อสร้างความสมดุลให้กับตัวเอง

การแลกเปลี่ยนประจุไฟฟ้านี้เองที่เป็นสาเหตุของความรู้สึกที่คล้ายกับการถูกไฟฟ้าช็อตหรือที่เรียกว่า “ไฟฟ้าสถิต”

ไฟฟ้าสถิตต่างจากไฟดูด โดยไฟฟ้าสถิตจะเป็นประจุไฟฟ้าที่สะสมอยู่บนพื้นผิว เมื่อเราไปสัมผัสวัตถุที่มีความต่างศักย์ไฟฟ้าต่างกัน ทำให้มีการถ่ายเทประจุไฟฟ้าเกิดขึ้น ซึ่งการถ่ายเทนั้นจะเกิดขึ้นแป๊บเดียว ครั้งเดียว เป็นระยะเวลาสั้น ๆ ต่างจากไฟดูดที่เกิดการไหลของประจุไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องและไม่หยุดจนกว่าจะปิดไฟหรือตัดไฟออก

ยิ่งความชื้นต่ำมากเท่าไหร่ ก็จะยิ่งทำให้เกิดการสะสมประจุไฟฟ้าบนผิวหนังได้ง่ายขึ้น เนื่องจากความชื้นในอากาศน้อยกว่าปกติ (Air humidity) ทำให้เกิดการสะสมประจุไฟฟ้าบนผิวหนัง ส่งผลให้หน้าหนาวมีโอกาสที่จะเกิดไฟฟ้าสถิตสูงกว่าฤดูอื่น

ไฟฟ้าสถิตเป็นปรากฏการณ์ที่สามารถพบได้บ่อยในชีวิตประจำวัน โดยมักเกิดจากการเสียดสีหรือการสัมผัสระหว่างวัตถุที่ทำให้เกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้า แม้ในหลายกรณีจะเป็นเพียงไฟช็อตเล็ก ๆ ที่ไม่เป็นอันตราย แต่ก็เป็นตัวอย่างที่ช่วยให้เราเข้าใจการเกิดไฟฟ้าสถิตได้ง่ายขึ้น ตัวอย่างสถานการณ์ที่พบได้บ่อย เช่น

• เปิดประตูห้างหรือรถยนต์ เมื่อเราเดินบนพรมหรือนั่งเสียดสีกับเบาะผ้า ประจุไฟฟ้าจะสะสมที่ตัวเรา พอเอื้อมมือไปจับลูกบิดที่เป็นโลหะ ประจุเหล่านั้นก็จะกระโดดถ่ายเททันทีค่ะ
• ถอดเสื้อผ้า โดยเฉพาะเสื้อผ้าที่ทำจากผ้าใยสังเคราะห์หรือขนสัตว์ เมื่อถอดออกจะเกิดการเสียดสีกับผิวหนังหรือเสื้อผ้าชั้นใน ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตจนบางครั้งเห็นเป็นประกายไฟเล็ก ๆ ในที่มืด
• หวีผมแล้วผมชี้ฟู การใช้หวีพลาสติกหวีผมซ้ำ ๆ จะทำให้เกิดการถ่ายเทประจุระหว่างหวีกับเส้นผม ผลที่ได้คือเส้นผมแต่ละเส้นมีประจุเหมือนกัน ทำให้ผลักกันจนชี้ฟูไม่เป็นทรงนั่นเองค่ะ
• สัมผัสตัวคนข้าง ๆ เคยไหมคะ? แค่เดินไปแตะแขนเพื่อนแล้วช็อตกันเอง นั่นเป็นเพราะคนใดคนหนึ่งสะสมประจุไว้ในตัวมากเกินไป เมื่อมาสัมผัสกันจึงเกิดการถ่ายเทเพื่อสร้างสมดุล
• หน้าจอทีวีหรือคอมพิวเตอร์ สังเกตไหมว่าทำไมฝุ่นถึงชอบเกาะหน้าจอ? นั่นเพราะหน้าจอมีไฟฟ้าสถิตดึงดูดอนุภาคฝุ่นที่มีประจุตรงข้ามให้เข้ามาเกาะติดนั่นเองค่ะ
• นำลูกโป่งมาถูกับเส้นผม กรณีนี้เป็นตัวอย่างการทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่พบได้บ่อย เมื่อใช้ลูกโป่งถูกับเส้นผม จะเกิดการถ่ายเทประจุไฟฟ้า ทำให้ลูกโป่งสามารถดูดติดกับผนัง หรือทำให้เส้นผมชี้ฟูขึ้นได้

ระดับความอันตรายของไฟฟ้าสถิตมีตั้งแต่ถูกช็อตเล็กน้อยไปจนถึงอันตรายระดับรุนแรง หากเป็นไฟฟ้าสถิตระดับต่ำที่พบได้ทั่วไป เช่น รู้สึกเหมือน ไฟช็อต เบา ๆ เวลาจับประตูในร้านสะดวกซื้อ หรือผมชี้ฟูเมื่อสัมผัสวัตถุ หากเกิดเหตุการณ์ในลักษณะนี้จะไม่อันตราย แต่หากไฟฟ้าสถิตที่มีระดับสูงขึ้น เช่น เกิดกับเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ในโรงงานหรือสถานที่ทำงานก็มีโอกาสเกิดไฟไหม้หรือระเบิดได้ นอกจากนี้การเกิดไฟฟ้าสถิตยังสามารถส่งผลกระทบทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องจักรเกิดการชำรุดได้

เรามีวิธีป้องกันไฟฟ้าสถิตมาฝากทุกคน โดยแบ่งเป็น 2 กรณี ได้แก่ 1. กรณีที่ไฟฟ้าสถิตเกิดกับร่างกาย และ 2. กรณีที่ไฟฟ้าสถิตเกิดในสถานที่ทำงาน หรือในโรงงาน ไปดูรายละเอียดกันเลยค่ะ

1. เพิ่มความชุ่มชื้นให้ผิวหนังด้วยการดื่มน้ำเยอะ ๆ และทาครีมบำรุงผิว พยายามอย่าให้ผิวแห้ง
2. ฉีดสเปรย์ป้องกันไฟฟ้าสถิต หรือใช้เครื่องกำจัดไฟฟ้าสถิต หากพบว่ามีความเสี่ยง
3. ใช้เครื่องประดับ กุญแจ แตะกับวัสดุที่จะจับ เพื่อให้ประจุไฟฟ้าถ่ายเทแล้วค่อยใช้ร่างกายสัมผัส
4. ใช้แขนเสื้อหรือผ้ารองมือก่อนจับ ลูกบิดประตู หน้าต่าง เฟอร์นิเจอร์ หรือวัสดุที่มีความเสี่ยง
5. สวมใส่เครื่องแต่งกายที่เป็นผ้าฝ้าย ใส่รองเท้าพื้นยาง ช่วยลดการไหลของประจุไฟฟ้าได้
6. พยายามหลีกเลี่ยงผ้าขนสัตว์ ผ้าใยสังเคราะห์ หรือ โพลีเอสเตอร์ เพราะนำไฟฟ้าง่าย
7. รักษาความชื้นสัมพัทธ์ในห้อง หรือ ความชื้นในบ้าน ให้อยู่ที่ 40-50 % สามารถวัดได้ด้วยไฮโกรมิเตอร์ (Hygrometer)

สำหรับการป้องกันไฟฟ้าสถิตในโรงงานอุตสากรรมที่มีเครื่องจักร อุปกรณ์ และชิ้นส่วนวัสดุที่มีโอกาสเกิดเพลิงไหม้ สามารถทำได้ ดังนี้

1. การทำกราวด์ (Grounding) ถ่ายเทประจุไฟฟ้าให้มีศักดิ์เป็น 0 เท่ากับพื้นดิน หรือ จำกัดกระแสไฟฟ้าสถิตให้ไหลผ่านลงดิน เพื่อไม่ให้ประจุไฟฟ้าสถิตเกิดการสะสม
2. การเชื่อมต่อฝาก (Bonding)ใช้สายไฟหรือตัวนำไฟฟ้าอื่นสำหรับเชื่อมต่อวัสดุ เพื่อให้ประจุไฟฟ้าสถิตเคลื่อนที่สะดวก อาจจะใช้บัสบาร์ที่เป็นทองแดง อะลูมิเนียมเปลือย หรือสายตัวนำหุ้มฉนวน
3. การควบคุมความชื้น (Humidity) ควบคุมความชื้นในโรงงานอุตสาหกรรมให้อยู่ที่ 60-70 เปอร์เซ็นต์ (ไม่ควรต่ำกว่า 30%) เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความชื้นอากาศมากเกินไป โดยเฉพาะโรงงานอุตสาหกรรกระดาษและสิ่งทอ
4. การทำไออนไนเซชั่น (Ionizer) เป็นการสร้างทางเดินให้กับประจุลบ (อิเล็กตรอน) ที่อยู่ในอากาศ ให้สามารถถ่ายเทลงกราวด์ได้ จำเป็นมากในพื้นที่ที่เสี่ยงต่อการเกิดไฟฟ้าสถิตแรงดันสูง
5. ออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์ ให้ทนต่อไฟฟ้าสถิตเท่าที่เป็นไปได้
6. สลายไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้น
   • วิธีต่อสายดิน เพื่อถ่ายเทประจุไฟฟ้าลงดิน ป้องกันอันตรายจากไฟฟ้าสถิตและไฟรั่ว ซึ่งวิธีนี้จะเป็นการตัดไฟอัตโนมัติหากเกิดอันตรายจากไฟลัดวงจร
   • ใช้เครื่องกำจัดไฟฟ้าสถิต ให้เลือกเครื่องทำลายไฟฟ้าสถิตที่มีค่า Ion Balance ที่เหมาะสมกับการใช้งาน และมีระยะการกระจายประจุในวงกว้าง รวมถึงความรวดเร็วในการทำลายไฟฟ้าสถิต
7. สวมอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าสถิต วิธีนี้เป็นการป้องกันไฟฟ้าสถิตให้กับตัวผู้ปฏิบัติงาน เช่น หมวก ถุงมือ ถุงเท้า รองเท้า สายรัดข้อมือ หรือชุดป้องกันไฟฟ้าสถิต โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ที่มีโอกาสเกิดไฟฟ้าสถิตสูง เพื่อความปลอดภัยของพนักงานและทรัพย์สินในโรงงาน

เช่น

• เครื่องกำจัดไฟฟ้าสถิต (Ionizer)
• สายรัดข้อมือป้องกันไฟฟ้าสถิต
• ระบบกราวด์
• อุปกรณ์ป้องกัน ESD เช่น ใช้ แผ่นยาง ESD ซึ่งเป็น วัสดุปูพื้นผิวที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมและระบายประจุไฟฟ้าสถิต

หวังว่าบทความนี้จะทำให้หลาย ๆ คนรู้จักกับไฟฟ้าสถิตมากขึ้น ตลอดจนสามารถหาวิธีป้องกันและลดโอกาสการเกิดไฟฟ้าสถิตได้ แม้ว่าไฟฟ้าสถิตโดยทั่วไปจะไม่มีความรุนแรง แต่หากเกิดขึ้นกับเครื่องจักรหรือวัสดุในโรงงานก็มีความเสี่ยงที่จะทำให้เกิดไฟไหม้หรือเครื่องจักรพังได้ ดังนั้น ผู้ประกอบการ เจ้าของโรงงาน ควรศึกษาและหาวิธีป้องกันให้รัดกุม เพื่อความปลอดภัยของพนักงานและสินทรัพย์ภายในบริษัท

หากคุณกำลังมองหาวิธีอัปเกรดความปลอดภัยให้พื้นที่ทำงาน KACHA พร้อมเป็นพาร์ทเนอร์ที่ช่วยดูแลคุณด้วยอุปกรณ์คุณภาพสูงที่ออกแบบมาเพื่อสู้กับไฟฟ้าสถิตโดยเฉพาะ เราขอแนะนำ โต๊ะช่างอเนกประสงค์ (Workbench) รุ่นพิเศษที่มาพร้อม แผ่นยาง ESD (Electrostatic Discharge) ช่วยสลายประจุไฟฟ้าสถิตได้ทันที เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ หรืองานซ่อมบำรุงที่ต้องการความแม่นยำสูง ท่านใดที่สนใจ สามารถติดต่อเราได้ทาง LINE @kachathai หรือโทร 092-262-6250

ขอบคุณข้อมูลจาก : SupakornSafety