Tia lửa trong không khí và sử dụng

Cường độ phân hủy điện môi của không khí khô giữa các điện cực hình cầu là khoảng 33 kV/cm ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (STP). Đây chỉ là một hướng dẫn sơ bộ, vì sự cố thực tế Vôn phụ thuộc phần lớn vào hình dạng và kích thước của các điện cực. Điện điện mạnh (được tạo ra bởi điện áp cao được áp dụng cho các dây dẫn nhỏ hoặc nhọn) thường tạo ra một chất phóng điện màu tím trong không khí, cùng với những tia lửa có thể nhìn thấy. , do đó, các điện áp này là "thấp " theo quy tắc này. Tuy nhiên, trong điều kiện áp suất không khí thấp, chẳng hạn như trong máy bay độ cao hoặc trong môi trường của các khí trơ như argon hoặc neon, tia lửa có thể xảy ra ở mức thấp hơn nhiều điện áp.500 đến 700 volt không phải là mức tối thiểu cố định cho sự cố tia lửa, nhưng đó là một quy tắc của ngón tay cái. vì không khí tại STP, điện áp tia lửa tối thiểu là khoảng 327 volt, như được mô tả bởi Friedrich Paschen. Nhảy qua một khoảng cách tồn tại trước khi điện áp được áp dụng, làm gián đoạn một dòng điện hiện có với một khoảng cách thường sẽ tạo ra một tia lửa điện áp thấp hoặc ARC E Các điểm nóng nhỏ, khiến chúng trở thành sợi đốt, phát ra các electron (thông qua phát xạ nhiệt). Trong một căn phòng tối, thậm chí một pin nhỏ 9 V có thể tạo ra một tia lửa đáng chú ý thông qua cơ chế này. tạo thành một plasma tạm thời thu hẹp khoảng cách mở rộng. Nếu nguồn và tải cho phép đủ dòng chảy, một vòng cung tự duy trì có thể hình thành. Một số hình thành, vòng cung có thể mở rộng đến một chiều dài đáng kể trước khi phá vỡ mạch. Mạch thường dẫn đến arcing vì cuộn cảm cung cấp xung điện áp cao bất cứ khi nào dòng điện bị gián đoạn. -Ngentited cho nửa chu kỳ tiếp theo để duy trì vòng cung.

Không giống như một dây dẫn ohmic, điện trở của một vòng cung giảm khi dòng điện tăng. Điều này làm cho tình cờ trong thiết bị điện trở nên nguy hiểm vì ngay cả một vòng cung nhỏ cũng có thể trở nên đủ lớn để làm hỏng thiết bị và khởi động lửa nếu có đủ dòng điện. chẳng hạn như để chiếu sáng hoặc hàn, yêu cầu một số thành phần nhất định trong mạch để ổn định các đặc tính hiện tại/điện áp của cung.

Sử dụng

Các đường truyền và phân phối điện thường sử dụng điện áp giữa hàng chục và hàng trăm kilovolts. Các đường này có thể là trên cao hoặc dưới lòng đất. Điện áp cao được sử dụng để phân phối điện để giảm tổn thất ohmic khi truyền điện qua khoảng cách dài.

Ngành công nghiệp

Nó được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn để tạo ra các màng kim loại mỏng trên bề mặt wafer. Nó cũng được sử dụng để đổ tĩnh điện, bao phủ các vật thể có các sợi nhỏ đứng ở các cạnh.

Khoa học

Các khoảng trống của Spark trong lịch sử đã được sử dụng như một hình thức truyền ra vô tuyến sớm. Tương tự, các tia sét thải ra trong bầu khí quyển của Sao Mộc được cho là nguồn gốc của bức xạ tần số vô tuyến mạnh mẽ của hành tinh.Điện áp cao đã được sử dụng trong các thí nghiệm và khám phá mang tính bước ngoặt trong hóa học và vật lý hạt. Vòng cung điện được sử dụng để tách và tìm phần tử argon khỏi khí quyển. Cuộn dây có nguồn gốc năng lượng tia X sớm. Moseley đã sử dụng ống tia X để xác định số lượng nguyên tử của các phần tử kim loại được chọn từ phổ nó phát ra khi được sử dụng làm cực dương. Điện áp cao được sử dụng để tạo ra chùm electron được sử dụng trong kính hiển vi Các nguyên tử lithium trong lithium oxit thành helium bằng cách tăng tốc các nguyên tử hydro.

Sự an toàn

Nếu điện áp vượt quá 50 V được áp dụng cho da khô, không bị phá vỡ, một dòng điện được tạo ra trong mô cơ thể chỉ trên vùng ngực, dẫn đến rung tim. Da khô người. Tính chất cách điện của da khô có thể bảo vệ mô người sống khỏi bị tổn thương lên tới 50 volt hoặc như vậy. Điện áp được áp dụng cho một điện cực xuyên qua da.Tiếp xúc tình cờ với bất kỳ điện áp cao nào cung cấp đủ năng lượng có thể dẫn đến chấn thương hoặc tử vong nghiêm trọng. Điều này xảy ra khi cơ thể của một người cung cấp một đường dẫn cho dòng điện, dẫn đến tổn thương mô và suy tim. Các chấn thương khác có thể bao gồm bỏng do tiếp xúc tình cờ. từ nỗ lực vật lý khi chúng rơi từ độ cao hoặc bị ném một khoảng cách đáng kể.Phơi nhiễm năng lượng thấp với điện áp cao có lẽ là vô hại, chẳng hạn như tia lửa trong khí hậu khô khi bạn chạm vào một tay nắm cửa sau khi đi ngang qua sàn trải thảm. Điện áp có thể nằm trong phạm vi kilovolt, nhưng dòng điện trung bình thấp.Các biện pháp phòng ngừa tiêu chuẩn để tránh chấn thương bao gồm làm việc trong các điều kiện tránh dòng năng lượng điện qua cơ thể, đặc biệt là qua các khu vực của tim, chẳng hạn như giữa cánh tay hoặc giữa cánh tay và chân. thiết bị và cơ thể hoàn thành mạch. Để tránh điều này, công nhân nên mặc quần áo cách điện như găng tay cao su, sử dụng dụng cụ cách điện và tránh chạm vào thiết bị với nhiều hơn một tay. . Để ngăn chặn điều này xảy ra, người lao động nên đứng trên bề mặt cách điện, chẳng hạn như thiết bị bảo mật cao su thường xuyên được kiểm tra để đảm bảo nó vẫn bảo vệ người dùng. Các quy định thay đổi theo quốc gia. Công ty thử nghiệm có thể kiểm tra ở điện áp lên tới 300.000 volt và cung cấp dịch vụ từ thử nghiệm găng tay đến thử nghiệm Nền tảng công việc (hoặc EWP) nâng cao.