جرقه در هوا و استفاده می کند

استحکام تجزیه دی الکتریک هوای خشک بین الکترودهای کروی تقریباً 33 کیلو ولت در سانتی متر در دمای استاندارد و فشار (STP) است. این تنها یک راهنمای خشن است ، به عنوان یک شکست واقعی ولتاژ تا حد زیادی به شکل و اندازه الکترودها بستگی دارد. میدان های الکتریکی قوی (تولید شده توسط ولتاژهای بالا که برای هادی های کوچک یا اشاره شده ایجاد می شود) اغلب تخلیه تاج بنفش در هوا تولید می کنند ، همراه با جرقه های قابل مشاهده. ولتاژ زیر حدود 500-700 ولت نمی تواند جرقه یا درخشش قابل توجهی در هوا در فشار اتمسفر ایجاد کند. ، بنابراین این ولتاژها طبق این قانون "پایین" هستند. هرچند ، تحت شرایط فشار هوای کم ، مانند هواپیماهای ارتباطی با ارتفاع زیاد یا در محیطی از گازهای بی اثر مانند آرگون یا نئون ، جرقه ها می توانند در بسیار پایین تر اتفاق بیفتند ولتاژ .500 تا 700 ولت حداقل ثابت برای شکست جرقه نیست ، اما این یک قاعده شست است. برای هوا در STP ، حداقل ولتاژ جرقه در حدود 327 ولت است ، همانطور که توسط فردریش پاسچن شرح داده شده است. در حالی که یک ولتاژ پایین تر به طور معمول نخواهد بود پرش به شکافی که قبل از استفاده از ولتاژ وجود داشته است ، قطع جریان موجود با شکاف اغلب باعث ایجاد جرقه ولتاژ کم یا قوس می شود. در تماس ها جدا از هم ، برخی از مخاطبین کوچک به آخرین نقاط جداگانه تبدیل می شوند. جریان الکتریکی محدود به پایان می یابد E لکه های داغ کوچک ، که باعث می شود آنها رشته ای شوند ، که الکترون ها را منتشر می کند (از طریق انتشار ترمیونی). در یک اتاق تاریک ، حتی یک باتری کوچک 9 ولت می تواند از طریق این مکانیسم جرقه قابل توجه ایجاد کند. بخار هوا و بخار فلزی (از مخاطبین) یک پلاسما را تشکیل دهید که به طور موقت شکاف در حال گسترش را ایجاد کند. اگر منبع و بار به جریان کافی اجازه جریان می یابد ، یک قوس خود پایدار ممکن است شکل بگیرد. یک بار شکل گرفته ، قوس ممکن است قبل از شکستن مدار به طول قابل توجهی گسترش یابد. مدار اغلب منجر به قوس می شود زیرا سلف هر زمان که جریان قطع شود ، پالس ولتاژ بالایی را فراهم می کند. سیستم های AC قوس پایدار را کمتر احتمال می دهند زیرا جریان به دو برابر در هر چرخه به صفر باز می گردد. قوس هر بار که جریان صفر می شود خاموش می شود و باید دوباره باشد برای حفظ قوس برای نیمه چرخه بعدی امضا شده است.

بر خلاف یک هادی اهمی ، مقاومت یک قوس با افزایش جریان کاهش می یابد. این باعث می شود قوس تصادفی در تجهیزات الکتریکی خطرناک باشد زیرا حتی یک قوس کوچک می تواند به اندازه کافی بزرگ شود تا به تجهیزات آسیب برساند و اگر جریان کافی در دسترس باشد. مانند روشنایی یا جوشکاری ، برای تثبیت ویژگی های جریان/ولتاژ قوس ، به اجزای خاصی در مدار نیاز دارید.

کاربردهای

خطوط انتقال و توزیع برق به طور معمول از ولتاژ بین ده ها و صدها کیلوولت استفاده می کنند. این خطوط ممکن است سربار یا زیرزمینی باشد. ولتاژ بالا برای توزیع انرژی برای کاهش تلفات اهمی هنگام انتقال قدرت در مسافت های طولانی استفاده می شود.

صنعت

از آن در تولید نیمه هادی برای پخش فیلم های فلزی نازک در سطوح ویفر استفاده می شود. همچنین برای گله های الکترواستاتیک استفاده می شود و اشیاء را با الیاف کوچک که در لبه ها ایستاده اند ، پوشانده است.

علوم پایه

شکاف های جرقه ای از لحاظ تاریخی به عنوان شکل اولیه انتقال رادیو مورد استفاده قرار گرفته است. به همین ترتیب ، تخلیه های رعد و برق در جو مشتری ، منبع تابش فرکانس رادیویی قدرتمند این سیاره است.از ولتاژهای بالا در آزمایشات و اکتشافات برجسته در شیمی و فیزیک ذرات استفاده شده است. از قوس الکتریکی برای جدا کردن و یافتن عنصر آرگون از جو استفاده می شود. Moseley از یک لوله اشعه ایکس برای تعیین تعداد اتمی عناصر فلزی انتخاب شده از طیف ساطع شده در هنگام استفاده به عنوان آند استفاده کرد. ولتاژ بالا برای تولید پرتو الکترونی مورد استفاده در میکروسکوپ استفاده می شود. Cockcroft و Walton چند برابر ولتاژ را برای تبدیل اختراع می کنند. اتم های لیتیوم در اکسید لیتیوم به هلیوم با تسریع در اتم های هیدروژن.

امنیت

اگر ولتاژ بیش از 50 ولت برای پوست خشک و بدون شکسته انسان اعمال شود ، یک جریان الکتریکی در بافت بدن دقیقاً در ناحیه قفسه سینه ایجاد می شود ، و در نتیجه فیبریلاسیون قلب ایجاد می شود. پوست خشک انسان. خصوصیات عایق پوست خشک می تواند بافت انسان را از آسیب حداکثر 50 ولت محافظت کند. ولتاژ روی الکترود اعمال می شود که به پوست نفوذ می کند.تماس تصادفی با هر ولتاژ بالا و انرژی کافی می تواند منجر به آسیب جدی یا مرگ شود. این اتفاق زمانی رخ می دهد که بدن فرد مسیری را برای جریان الکتریکی فراهم می کند و منجر به آسیب بافت و نارسایی قلبی می شود. صدمات دیگر ممکن است شامل سوختگی قوس از تماس تصادفی باشد. اگر تحت تأثیر مجاری هوایی قربانی قرار بگیرد ، این سوختگی ها به خصوص خطرناک خواهند بود. افراد نیز می توانند مجروح شوند از فشار جسمی هنگام سقوط از ارتفاع یا فاصله قابل توجهی پرتاب می شود.قرار گرفتن در معرض انرژی کم در برابر ولتاژهای بالا احتمالاً بی ضرر است ، مانند جرقه ای در آب و هوای خشک هنگام لمس یک doorknob پس از قدم زدن در یک کف فرش.اقدامات احتیاطی استاندارد برای جلوگیری از صدمات شامل کار در شرایطی است که از جریان انرژی الکتریکی از طریق بدن جلوگیری می کند ، به ویژه از طریق مناطقی از قلب ، مانند بازوها یا بین بازوها و پاها. الکتریسیته می تواند بین دو هادی یک ولتاژ بالا جریان یابد دستگاه ، و بدن مدار را تکمیل می کند. برای جلوگیری از این کار ، کارگران باید لباس عایق مانند دستکش لاستیکی بپوشند ، از ابزارهای عایق استفاده کنند و از لمس تجهیزات با بیش از یک دست در یک زمان خودداری کنند. الکتریسیته همچنین می تواند بین دستگاه و زمین جریان یابد برای جلوگیری از وقوع این امر ، کارگران باید روی یک سطح عایق بایستند ، مانند تجهیزات لاستیکی. شرکت تست می تواند در ولتاژهای حداکثر 300000 ولت آزمایش کند و از آزمایش دستکش تا تست پلت فرم کار بالا (یا EWP) خدمات ارائه دهد.