Відповідь прикладної фізики №2
Вам потрібна висока напруга чи струм для виробництва іскри?
що таке іскра? :
Світло, що випромінюється іскрою, виходить не від струму електронів, а від матеріального середовища, що флуоресціює у відповідь на зіткнення електронів. Коли електрони стикаються з молекулами повітря в проміжку, вони збуджують свої орбітальні електрони до більш високих енергетичних рівнів. Коли ці збуджені електрони повертаються до початкового рівня енергії, вони випромінюють енергію як світло. Неможливо, щоб у вакуумі утворювалася видима іскра. Без втручання речовини, здатної до електромагнітних переходів, іскра буде невидимою (див. Вакуумну дугу)
Енергія іскри може бути дуже невеликою через надзвичайно високу щільність з надзвичайно малої площі поверхні. Експоненція поля заряду піднімається зі збільшенням сили в напрямку, в якому рухається. Зіткнення зі стаціонарним подібним зарядом ніколи не торкається, але швидко відштовхується, щоб відхилити його шлях і часто розгалужується двома різними контурами і продовжувати до протилежної цілі полярності.
Оскільки швидкість рухомого заряду в провідниках дуже повільна (див. Швидкість дрейфу), площа поверхні може бути такою ж невеликою, як заряджені молекули, які прискорюються до протилежної полярності заряду в мікро-мілісекундах. Після досягнення цілі провідника відбувається вищезазначений механізм, як визначено, який відбувається в піко до наносекунд і триває, поки накопичена енергія не розсіюється у повітрі.
Експериментуйте в час Xmas
-
Ми звикли отримувати Xmas 🌲 мішуру з дерева, яка металізована з пластику, як пластикові ковпачки, але витягнута, як коротка струна 40 см. Він міг би орієнтуватися горизонтально до телевізора, починаючи з відстані 1 м, і розтягуватиметься, коли ближче, ніж зап, коли БДВ повітря ~ 1 кВ / мм від мішури перевищується приблизно на 2 ~ 4 див. Це підтвердило мою оцінку напруги заряду. І все ж іскру ледве можна було відчути, ймовірно, підсилювач тече в наносекунд.
Саме повітря детонує, а не провідники. Але зазор струму настільки малий, що зварювальний електрод і ціль плавляться з гарячого газу плазми на обох кінцях.
Гаряче плазмове середовище стає перегрітим тепловим та електричним провідником і носієм для передачі газу та частинок електрода для протікання та зварювання цільового металу.
————
dt=ESR∗C E=1/2CV2
Таку ж іскру можна створити з 5 мікроюлів розриву індуктивної енергії, що зберігаються в спонтанному розриві з високою напругою, якщо розрив може бути набагато швидшим, ніж швидкість дрейфу в провіднику.
—-
Однією властивістю всіх ізоляторів високої напруги, таких як повітря, є те, що вони діелектрики, що є пропорційною постійною ємністю заряду. Ми нормалізуємо проникність всіх інших діелектриків, таких як Повітря, який також дуже близький до 1,0 вакууму.
Так, вакуум має імпеданс ЕМ, який також руйнується на набагато більш високих рівнях у просторі, якщо не спостерігається потік іонів від сонячного вітру чи гірше, ефект Каррінгтона "
Крім того, всі діелектрики є електричними ізоляторами, а більшість також є теплоізоляторами, крім рідини, як олія.
Усі ізолятори мають пробійну напругу, навіть якщо повітря має тенденцію до зниження бар'єрного порогу в кВ / мм до пробою через мобільні забруднені забруднювачі, які стикаються і створюють лавиноподібний стан або "Таунсенд розряд", це може бути значно гірше або нижче з частковим вакуумуйте до тих пір, поки частинок не буде так багато, що немає для зіткнення, лавини та потоку струму. Фарадей охарактеризував цю дугу великою кількістю експериментів, настільки надихнув Пашена розробити рівняння повітряного тиску проти порогу пробою і надихнути багатьох інших, включаючи Максвелла, який читав усі експерименти Фарадея і приділяв їм більше уваги, ніж великі німецькі математики, як Гаус хто наполягав на ефектах заряду на відстані, але мав великі математичні властивості, коли явно більше ефектів відбувалося на близькій відстані.
Ми знаємо, що в основному є три властивості заряду, провідники, ізолятори та напівпровідники. Сюрприз! Після досягнення поглинаючої напруги повітря стає напівпровідником, незважаючи на те, наскільки це мало. Ми називаємо це в енергетичній галузі частковою напругою початкового розряду або PDIV, що є лише необов'язковим заводським випробуванням до пробою напруги.
Зачекайте хвилину, якщо це напівпровідник, чи можемо ми зробити з нього ТРАНЗИСТОР !, оскільки лавиноподібний вплив на газ є негативним опором?
Ні, але ви можете зробити з неї вакуумну трубку і використовувати інертний газ, щоб уникнути окислення, тоді у вас є «напівпровідник» газової трубки. Але дуги не є гарними для аудіо вакуумних труб, тому ви використовуєте негативний опір або посилення ГМ, що стає більш чутливим до нагрівання а потім НВ зміщує його набагато нижче ефекту синьої корони, який виникає від старості (через забруднення електродом до газу), корона видно світло, але коли всередині компонентів до напруги пробою (BDV), ми називаємо це частковим розрядом (PD) ps Є близько 10 тис. кандидатських дисертацій з Microsoft Academics або Google Scholar лише з цієї теми.
Крім порогу, змінюється дещо лінійно з зазором, за винятком кінцівок, таких як 50 мкм або 50 км, то він менш лінійний.
Але в практичних цілях пам’ятайте 1 кВ / мм або 10 кВ / см для гострих провідників і приблизно 3 рази цю кількість для гладких рівних поверхонь.
Для того, щоб поводитись як TRIAC з порогом 1,3 В, розрив повинен був починатися з нуля, як витягування штекера двигуна, і довга дуга може бути проведена до тих пір, поки нижній поріг утримуючого струму чи інша сила повітря не порушить з'єднання .
TRIACS також має поріг утримуючого струму для постійного струму, хоча ми завжди вважаємо наступне «нульове перетинання» змінного струму як час вимикання.
КОНТАКТИ ---
З цієї причини контакти постійного струму в реле повинні бути зменшені для струму з індуктивними навантаженнями, оскільки РЕЗУЛЬТАТ струму розриву дуги може досягати понад 6000 ° С у повітрі завдяки вмісту кисню та водню.
Нарешті —-
Простий відповідь:
Так І Ні для напруги та струму. Ви можете зробити іскру з високою напругою чи струмом АБО низькою напругою чи струмом,
Експеримент
Навіть з батареї батареї AA або, краще, клітинка LiPo з “трансформатором МОТ” притягне велику дугу при відключенні, але все ще низька напруга по всій дузі, але дуже висока напруга перед початком дуги, оскільки сухі контакти розриваються дуже швидко ( dt в нс), і ми знаємо V = LdI / dt, але маємо контактний відмов **
Ви не можете ініціювати дугу, але ви можете розтягнути велику дугу вищевказаним після заряджання струму на кілька секунд на первинному
Якщо вже проводиться, створення ізолюючого зазору в такому діелектрику, як повітря або SF6 або масло, потребує часу, щоб електрони збуджувалися і перескакували через проміжок (мікросекунди), але потім вони перетворюються на напівпровідниковий режим і дугу в пікосекунді до часу підйому мікросекунди залежно від якщо ми говоримо про порожнечу або забруднення в пластмасовій кришці Y або силовому кабелі XLPE HVAC або пиловій частинці в маслі або якомусь вологому повітрі на скляній НВ-блиску чи блискавці. Тоді як і триаки, і тунельні діоди, і протектори газових труб, вони мають низький негативний опір, що залежить від щільності струму. Що також робить їх корисними для дугових генераторів, що генерують високу напругу, як виявив Тесла і Передавачів, як відкрив Марконі та Фарадей усі ці експерименти століттями тому.