정전기 전압이 높은데도 인체에 위험하지 않는 이유

정전기(Electrostatic Discharge, ESD)의 전압은 수천 볼트에서 만 볼트가 넘는다. 하지만, 정전기에 노출되어도 사람이 죽지는 않는다.

 

정전기의 등가 모델은 다음 그림과 같다. 수천 볼트의 전압 V로 캐패시터 C에 충전이 되고 인체가 접촉하면 스위치를 통해 방전된다.

 

그림 1.ESD 등가 회로

 

이 때 방전되는 전류 파형은 다음 그림과 같다.

 

그림 2.ESD 전류 파형

캐패시터에서 방전되는 전압과 전류는 매우 크지만 방전되는 시간이 몇 십 나노 초(ns)로 매우 짧다. 1ns는 1/1,000,000,000 초이다.인체에 인가되는 에너지는 전압과 전류의 곱에 시간을 곱한 값이다. 시간이 짧기 때문에 인체에 인가 되는 에너지는 매우 작고, 그래서 인체에 위험하지 않다.

 

다른 측면에서 본다면 인체에 매우 큰 전류가 흐르지만 그 흐르는 시간이 매우 짧아 인체에 위험하지 않다고 볼 수도 있다.

 

전류를 1초 동안 흐르는 전하라고 말하지만 이것은 일정 전류가 흐를 때 말하는 것이고, 정확하게는 전류란 흐르는 전하를 시간에 미분한 값이다.

 

IEC 표준에서는 정전기 전압을 2kV, 4kV, 8kV, 15kV로 시험한다.

 

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