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도체의 대전

도전체에 있어서 표면에서 전자의 이동이 자유롭기 때문에 대전되는 데에는 다음의 두 가지 경우로서 첫째는 정전유도이다. 대전물의 전계중에 도체가 있으면 그림1-4의 (A)와 같이 정전유도에 의해 도체 표면에 전하가 드러나고 대전물 측의 전하는 대전물의 전기력선에 포착되어 이동할 수 없고 대전물과 반대측의 전하 (대전물과 같은 극성의 전하)는 도체를 접지하게 되면 대지로부터 전하를 공급받아서 중화되므로 접지를 제거하면 (-)로 대전된 결과가 된다. 두번째로 대전된 도체로부터 변환된 대전으로 도체 B는 처음에는 중성상태이고 (+)로 대전된 A의 도체와 B의 도체가 접촉하게 되면 대전된 A도체로부터 B도체로 대전이 평형상태로 이루어 질 때까지 전하가 흐르게 되어 결과적으로 B 도체가 대전되는 현상이다.


그림 (1) 도체의 대전 및 정전유도

습도와 대전전위

정전기에 의한 장애는 습도의 정도에 의해 일반적으로 여름은 겨울보다도 적게 발생하고 있다. 이러한 원리에 의하여 습도 조절로 대전을 방지하려면 절연체 (Plastic,Film,Glass etc)의 경우는 흡습성이 없기 때문에 흡습성이 있는 소재와 같은 효과를 얻기 위해서는 습기가 소재에 충분할 때까지 습도를 높여야 한다. 그 결과 작업자에의 불쾌감, 금속부품 및 기계의 부식 등의 문제를 일으키는 사례가 있어 주의하여야 하며 상대습도의 정도에 따라 대전물이 대전되는 대전전위는 표1-2 와 같이 큰 차이가 있는 것을 고려한다면 습도가 대전에 미치는 영향을 알 수 있다.


 항     목

대 전 전 위 (V) / 상대습도

10 %

40 %

50 %

60 %

카펫트 위를 걸을 때 -  인체

35,000

15,000

7,500

1,500

비닐 마루위를 걸을 때 -  인체

12.000

5,000

3,000

250

일반적인 작업자

6,000

800

400

100

일반 프라스틱 Tube 속의 IC

2,000

700

400

100

스치로-폼에 꼽혀있는 IC

14,500

5,000

3,500

1,500

프라스틱 포장을 해채하였을 때 내부

26,000

20,000

7,000

3,000

스치로-폼으로 포장했을 때

21,000

11,000

5,500

1,000

비닐통 속의 IC

11,500

4,000

2,000

600

표(1) 상대습도에 따른 대전 전위

인체의 대전전위

인체로부터 방전 전하량이 2~3×10-7(C) 이상이 되어 전기적 충격을 발생하는 방전은 표1-3 과 같이 일반적으로 대전 전위가 3KV 이상이 되면 발생하므로 인체의 대전에 기인하여 발생하는 전기적 충격의 발생 한계는 인체의 대전 전위로 표현하면 약 3KV 이다. 이러한 수치는 인체의 정전 용량이 100pF 인 경우이고 인체가 의자에 앉아 있다든지 발 밑에서 특별히 얇은 물질이 있는 경우는 100pF 보다 크게 되기 때문에 전기적 충격의 발생한계로 되는 인체의 대전 전위는 표 1-3에 표시된 수치보다 적은 수치로 된다.


대전전위

인체 전격의 정도

비고

1,0 KV

전혀 감지하지 못함

 

2.0 KV

손가락 바깥쪽에 느껴지지만 통증은 없음

희미한 방전음 발생
(감지 전압) 

3.0 KV

따끔한 통증을 느낌

방전의 발광을 봄

5.0 KV

손 바닥에서 팔꿈치까지 전기적 충격을 느끼는 통증

방전 발광이 길어짐

8.0 KV

손 바닥에서 팔꿈치까지 저리는 무거운 통증

 

10.0 KV

손 전체에 통증과 전기가 흐른 느낌을 받음

 

12.0 KV

강한 전기적 충격으로 손 전체를 강타한 통증

 

표(2) 인체대전과 전격의 관계