Въпроси и отговори за тест химикалки
1. Защо неоновите тръби светят?
2. След като през човешкото тяло протича ток при използване на тестовата писалка, защо хората не получават токов удар?
3. Всъщност носенето на изолирани обувки също може да накара тестовата писалка да светне, но не прекъсва ли връзката между хората и земята? Защо все още е светло?
Първи въпрос: Неоновата тръба е малка стъклена тръба с два електрода, напълнена с неонов газ под ниско налягане. Характеристиката на неоновия газ е, че газът ще се йонизира, когато носи определено достатъчно високо напрежение, и в газа ще се генерират свободни заряди, а свободните заряди ще се движат насочено, за да образуват ток и съпътстващото сияние ще се генерира при йонизиране.
Следователно, когато напрежението между полюсите на неонова тръба се увеличи до определена стойност (наречена начално напрежение, обикновено 60-90 волта), газът в тръбата провежда електричество и възниква красив феномен на светещ разряд. Характеристиката на тлеещия разряд е, че токът е малък и температурата не е висока. По време на нормален тлеещ разряд напрежението му не се променя с тока. С една дума, луминесценцията на неонова тръба е феномен на газово йонизиращо разреждане на неонов газ под високо напрежение.
Вторият проблем: причината да няма електрически удар е, че токът е твърде малък. Някой със сигурност ще попита колко малко е? Човешкото тяло може да усети дори няколко милиампера ток. И така, колко малък е? Нека направим сметката. Когато човек използва електрическата писалка, живият проводник на захранването е в контакт с върха на писалката. Ако е в добър контакт със земята, живият проводник и вътрешното съпротивление на електрическата тестова писалка, неоновата тръба, човешкото тяло и земята образуват последователна верига. Съпротивлението в тестовата писалка обикновено е около 1 megohm, съпротивлението на човешкото тяло обикновено е около 1 000 ома, началното напрежение U0 на неонова тръба е 80 волта, а мощността захранващото напрежение е 220 волта, така че може да се изчисли (220-80)/(1000000 плюс 1000)=0.14mA. Но токът, който хората могат да усетят, е над 1 mA, а токът, който причинява електрически удар, е над 10 mA, като и двата са много по-големи от 0,14 mA. Следователно можем да заключим, че токът преминава през човешкото тяло при използване на електрическата измервателна писалка, но поради Токът е твърде слаб, така че хората изобщо не могат да го усетят, камо ли да причинят токов удар.
Третият въпрос: Можете да видите как неонова тръба свети дори ако носите изолирани обувки. Въпреки че изолираните обувки изолират човешкото тяло и земята, проходът все още съществува. Защото между човешкото тяло и земята има еквивалентен на разпределен капацитет (около стотици пикофаради, когато е близо до земята). Във верига с променлив ток кондензатор, подобно на резистор, може да пропуска ток. Въпреки че този малък разпределен капацитет между човешкото тяло и земята има голям възпрепятстващ ефект върху променливия ток от 50 Hz, той все още може да генерира ток от десетки микроампера във веригата (методът на изчисление е същият като метода във втория въпрос, капацитетът Capacitive reactance 1/wc може да се изчисли сам), така че неонова тръба да свети. Разбира се, ако хората тестват във въздуха далеч от земята и стените, тъй като разпределеният капацитет между хората и земята е много малък, капацитивното съпротивление е много голямо и неонова тръба в тестовата писалка може да не свети.
