Domande e risposte sulle penne di prova
1. Perché i tubi al neon si illuminano?
2. Poiché c'è corrente che scorre attraverso il corpo umano quando si utilizza la penna di prova, perché le persone non ricevono una scossa elettrica?
3. In effetti, indossare scarpe isolanti può anche far illuminare la penna di prova, ma non sta disconnettendo il percorso tra le persone e la terra? Perché è ancora luminoso?
Prima domanda: un tubo al neon è un piccolo tubo di vetro con due elettrodi riempiti di gas neon a bassa pressione. La caratteristica del gas al neon è che il gas verrà ionizzato quando sopporta una certa tensione sufficientemente elevata e nel gas verranno generate cariche libere e le cariche libere si muoveranno in modo direzionale per formare una corrente e il bagliore che l'accompagna sarà generato quando ionizzato.
Pertanto, quando la tensione tra i poli del tubo al neon aumenta fino a un certo valore (chiamato tensione iniziale, generalmente 60-90 volt), il gas nel tubo conduce elettricità e si verifica un bellissimo fenomeno di scarica luminescente. La caratteristica della scarica a bagliore è che la corrente è piccola e la temperatura non è elevata. Durante la normale scarica luminescente, la sua tensione non cambia con la corrente. In una parola, la luminescenza del tubo al neon è un fenomeno di scarica di ionizzazione del gas al neon ad alta tensione.
Il secondo problema: la ragione per nessuna scossa elettrica è che la corrente è troppo piccola. Qualcuno chiederà sicuramente, quanto è piccolo? Il corpo umano può sentire anche pochi milliampere di corrente. Quindi quanto è piccolo? Facciamo i conti. Quando una persona utilizza la penna elettrica, il filo sotto tensione dell'alimentatore è in contatto con la punta della penna. Se è in buon contatto con la terra, il filo sotto tensione e la resistenza interna della penna elettrica di prova, il tubo al neon, il corpo umano e la terra formano un circuito in serie. La resistenza nella penna di prova è generalmente di circa 1 megaohm, la resistenza del corpo umano è generalmente di circa 1000 ohm, la tensione iniziale U0 del tubo al neon è di 80 volt e la potenza la tensione di alimentazione è di 220 volt, quindi può essere calcolata (220-80)/(1000000 plus 1000)=0.14mA. Tuttavia, la corrente che le persone possono sentire è superiore a 1 mA e la corrente che provoca scosse elettriche è superiore a 10 mA, entrambe molto superiori a 0,14 mA. Pertanto, possiamo concludere che la corrente passa attraverso il corpo umano quando si utilizza la penna di misurazione elettrica, ma a causa di La corrente è troppo debole, quindi le persone non possono sentirla affatto, figuriamoci causare una scossa elettrica.
La terza domanda: puoi vedere il tubo al neon brillare anche se indossi scarpe isolanti. Sebbene le scarpe isolanti isolino il corpo umano e la terra, il passaggio esiste ancora. Perché tra il corpo umano e il suolo esiste una capacità equivalente distribuita (circa centinaia di picofarad quando è vicino al suolo). In un circuito a corrente alternata, un condensatore, come un resistore, può far passare corrente. Sebbene questa minuscola capacità distribuita tra il corpo umano e la terra abbia un grande effetto di ostacolo sulla corrente alternata a 50 Hz, può comunque generare una corrente di decine di microampere nel circuito (il metodo di calcolo è lo stesso del metodo nel secondo domanda, la capacità Reattanza capacitiva 1/wc può essere calcolata da solo), in modo che il tubo al neon si illumini. Naturalmente, se le persone testano in aria lontano dal suolo e dai muri, poiché la capacità distribuita tra le persone e la terra è molto piccola, la reattanza capacitiva è molto grande e il tubo al neon nella penna di prova potrebbe non brillare.
