JS-Home Elektrostatische Aufladung

Nicht jedem ist es so bewußt, jedoch gespürt hat das schon jeder einmal. Zum Beispiel wenn man aus dem Auto bei trockenen Wetter aussteigt, auf dem Boden steht und dann das Auto anfaßt. Das zuckt manchmal gewaltig in den Fingern. Hält man den Autoschlüssel in der Hand und hat zuerst Kontakt mit dem Schlüsselbart sieht man im dunklen den Funken überspringen. Bei nur 1 mm Funkenstrecke bei Luft hat sich eine Spannung von 1000V entladen. Es gab schon Fälle wo Kraftstofftanks von Pkws zur Explosion kamen bei Berührung des Einfüllstutzen mit der Zapfpistole.

Ursache: Während der Fahrt lädt sich die Zelle des Autos elektrostatisch auf. Durch Reibung der Luftmoleküle an der Metalloberfläche des Autos im Fahrtwind erfolgt eine Ladungstrennung der freien Elektronen. Die Spannung steigt stetig an zwischen Autochassis und Erde. Es baut sich langsam eine Ladung auf. Ein Ableitung der Ladung kann nicht erfolgen weil die Gummiräder gut isolieren. Die Ladungsmenge hängt von der Größe der Metalloberfläche ab wie bei einem Kondensator.

Gegenmaßnahmen: Bei Brummis habe ich schon öfter eine Kette herunter hängen sehen. Steht das Fahrzeug liegt die Kette am Boden und die Ladung baut sich ab. Für Pkws gibt es das gleiche als elastisches Plastleitband. Ich steige grundsätzlich mit der Hand am Türrahmen aus dem Auto. Die Entladung erfolgt dann an der Schuhsohle.

Elektronische Bauelemente sind sehr spannungsempfindlich. Nehmen wir nur mal eine simple Diode. Sie ist ein dotierter pn Halbleiterübergang. Übersteigt die angelegt Spannung an den Anschlüssen die zulässige Sperrspannung, schlägt die Diode durch und wird dauerhaft leitend oder hochohmig. In einem Schaltkeise sind viele von Dioden und Transistoren verbaut wie zum Beispiel in einem Operationsverstärker (kurz OPV). Die Betriebsspannung liegt so bei +-15. Wird die Betriebspannung wesentlich überschritten schlagen einige Bauelemente durch. Der OPV kann dann nicht mehr funktionieren. In hochintegrierten elektronischen Geräten sind Hunderte gar Tausende von Bauelementen verbaut. Nur der Ausfall eines reicht aus für den Totalausfall des Gerätes.

Um 1 mm Funkenstrecke in Luft zu überwinden sind ca 1000V Spannung nötig. Für unsere elektronischen Baugruppen ist das schon lange der Tot.

Ein Blitzeinschlag sagen wir mal aus 800m Höhe hat ca eine Spannung von 1000Vx1000mmx800m=800 Mill Volt. Also der Absolute Feind für unsere Versicherer.

Die Ströme die zum fließen kommen wollen wir jetzt nicht betrachten.

Gegenmaßnahmen: Um zu verhindern das sich für empfindliche elektronische Bauteile gefährliche Spannungen aufbauen gilt es Potentialausgleich der Spannung herzustellen. z.B. bei einer Zusatzkarte in den PC einbauen. Erst mit der einen Hand das Chassis anfassen, dann die Karte in den Slot stecken. Dabei die Karte zuerst auf das PC Gehäuse legen und dann aus der Antistatikverpackung ziehen.