Você precisa de alta tensão ou corrente para produzir uma faísca?

Uma faísca elétrica pode ser formada quando houver alto potencial de energia entre dois condutores, certo? Minha pergunta é: uma faísca pode ser formada com alta corrente e baixa tensão ou apenas vice-versa?

Você precisa de alta voltagem para produzir uma faísca no ar.

Existem duas maneiras de obter uma alta tensão. Uma é fazer uma alta tensão intencionalmente.

A outra é que você pode obter uma alta tensão involuntariamente quebrando uma grande corrente em um circuito indutivo. Como todos os condutores são indutivos até certo ponto, uma corrente suficientemente alta passando por uma chave de abertura criará uma faísca à medida que os contatos se abrem e tentam interromper a corrente. O fornecimento de uma lâmpada do farol a partir de uma bateria de 12V por meio de fios auxiliares e, em seguida, puxando-a para longe, geralmente acende quando a conexão é aberta.

Antes da faísca, não há corrente, apenas uma tensão (diferença de potencial) entre dois pontos.

A descarga do arco ocorre quando a tensão é alta o suficiente para superar a folga e continua quando os condutores são separados até que o plasma se dissipe. Isso depende de quão grande é a diferença; você pode desenhar facilmente faíscas visíveis de uma fonte de alimentação de 12V esfregando alguns condutores. Pequenos arcos se formam através dos poucos mícrons de espaço entre superfícies que não são perfeitamente planas.

Quando um arco é atingido, é um condutor razoavelmente bom; portanto, a tensão através dele diminui e a corrente aumenta até ser limitada pelo resto do sistema.

Os geradores Van der Graff e sistemas similares de "eletricidade estática" são efetivamente capacitores carregados a enormes tensões que produzem uma corrente bastante alta por uma duração extremamente curta. Isso lhes permite produzir faíscas longas e breves.

Por outro lado, os soldadores a arco operam com tensões comparativamente baixas, talvez tão baixas quanto 20V, mas com correntes extremamente altas (centenas ou milhares de amperes). Isso requer uma distância muito curta - você precisa tocar no material que está sendo soldado com o eletrodo.

Tudo depende de como você define uma faísca. Se partículas de metal em chamas contam como uma faísca, você pode criar uma com tensões muito baixas. O curto-circuito em uma bateria AA de 1,5V cria essas faíscas que podem ser facilmente vistas. O que você precisa aqui é de corrente suficiente para derreter o metal, normalmente são necessárias correntes de pelo menos 1..5 A para que as faíscas sejam observadas à luz do dia.

Se estamos falando de arcos elétricos entre eletrodos fixos, é necessário cumprir as condições da lei de Paschen, que relaciona tensão, pressão e distância entre os eletrodos. No ar à pressão atmosférica, você precisa de pelo menos 327V para criar um arco sustentado a uma distância de 7,5 µm. Curiosamente, a redução da distância apenas aumentará a tensão, uma vez que os íons precisam percorrer uma certa distância antes de ganhar energia suficiente para criar emissão secundária de elétrons no impacto com o cátodo.

Se você puder tocar nos eletrodos para inflamar o arco inicialmente (derretendo o metal com altas correntes, conforme descrito acima) e depois desmontá-los, poderá obter um arco considerável com tensões mais baixas. É assim que a soldagem a arco funciona. Você precisa de tensão e alta corrente para sustentar esses arcos, com a tensão sendo aproximadamente proporcional ao comprimento do arco. As tensões típicas de soldagem são de 12 a 36V, o que é suficiente para criar um arco de vários mm.

Física aplicada resposta # 2

Você precisa de alta tensão ou corrente para produzir uma faísca?

o que é uma faísca? :

A luz emitida por uma faísca não provém da corrente dos elétrons, mas do meio material fluorescente em resposta a colisões dos elétrons. Quando os elétrons colidem com moléculas de ar no espaço, eles excitam seus elétrons orbitais para níveis mais altos de energia. Quando esses elétrons excitados retornam aos seus níveis originais de energia, eles emitem energia como luz. É impossível formar uma faísca visível no vácuo. Sem matéria interveniente capaz de transições eletromagnéticas, a faísca será invisível (ver arco de vácuo)

A energia da faísca pode ser muito pequena devido à densidade extremamente alta de uma área de superfície extremamente pequena. O campo de carga exponencial aumenta com força crescente na direção em que está viajando. A colisão com uma carga semelhante estacionária nunca toca, mas é rapidamente repelida para desviar seu caminho e frequentemente se ramifica em dois caminhos diferentes e continua em direção ao alvo de polaridade oposto.

Como a velocidade da carga em movimento é muito lenta nos condutores (consulte a velocidade da deriva), a área da superfície pode ser tão pequena quanto as moléculas carregadas que aceleram em direção a uma polaridade de carga oposta em micro a milissegundos. Uma vez atingido o alvo do condutor, ocorre o mecanismo acima, conforme definido, que ocorre em pico a nanossegundos e dura até que a energia armazenada seja dissipada no ar.

Experimente na época do Natal
-

Nós costumávamos obter enfeites de árvore de Natal, que são de plástico metalizado como tampas de plástico, mas se esticam como um cordão curto de 40 cm. Poderia apontar horizontalmente em direção à TV a partir de 1 m de distância e esticar quando estiver mais próximo do que zap quando o BDV de ar ~ 1kV / mm do ouropel for excedido em torno de 2 ~ 4 cm. Isso confirmou minha estimativa de tensão de carga. No entanto, a faísca mal podia ser sentida com provavelmente Amp fluindo em um nanossegundo.

É o ar que detona e não os condutores. Mas a diferença de corrente é tão pequena que o eletrodo de solda e o alvo derrete a partir do gás quente do plasma nas duas extremidades.
O meio de plasma quente se torna um condutor térmico e elétrico superaquecido e um meio transportador para a transferência de gás e partículas do eletrodo para fluir e soldar o metal alvo.

———-

A mesma faísca pode ser criada a partir de 5 microjoules de energia indutiva de interrupção, armazenados em uma interrupção espontânea com alta tensão, se a ruptura puder ser muito rápida que a velocidade de desvio no condutor. —-

Uma propriedade de todos os isoladores de alta tensão, como o ar, é que eles são dielétricos, que é uma constante proporcional de capacitância de carga. Normalizamos a permeabilidade de todos os outros dielétricos, como o ar, que também é muito próximo a 1,0 do vácuo.

Sim, um vácuo tem uma impedância EM, que também quebra em níveis muito mais altos no espaço, a menos que haja um fluxo de íons dos ventos solares ou pior, um efeito de Carrington ”

Além disso, todos os dielétricos são isoladores elétricos e a maioria também são isoladores térmicos, exceto fluidos como óleo.

Todos os isoladores têm uma tensão de ruptura, mesmo que o ar tenda a diminuir o limiar da barreira em kV / mm para a quebra devido a contaminantes carregados móveis que colidem e criam uma condição de avalanche ou uma "descarga de Townsend", que pode ser muito pior ou mais baixa com uma parcial vácuo até que as partículas sejam tão poucas que não haja colisão, avalanche e corrente de fluxo. Faraday caracterizou esse arco com muitas experiências, tanto que inspirou Paschen a desenvolver a equação da pressão do ar versus o limiar de ruptura e inspirou muitos outros, incluindo Maxwell, que leram todas as experiências de Faraday e deram a eles mais atenção do que os grandes matemáticos alemães como Gauss. que insistiam nos efeitos de uma carga à distância, mas tinham ótimas propriedades matemáticas, quando havia claramente mais efeitos acontecendo a curta distância.

Sabemos que existem basicamente três propriedades de carga, condutores, isoladores e semicondutores. Surpresa! O ar se torna um semicondutor assim que a tensão inicial é atingida, causando uma faísca, por menor que seja. Chamamos isso de Tensão Parcial de Descarga Parcial (PDIV) ou PDIV, que é apenas um teste opcional de fábrica antes da tensão de ruptura.

Espere um minuto, se for um semicondutor, podemos fazer dele um TRANSISTOR !, pois o efeito de avalanche em um gás é uma resistência negativa?

Não, mas você pode fazer um tubo de vácuo e usar um gás inerte para evitar a oxidação. Então, você tem um "semicondutor" de tubo de gás. Mas o arco não é bom para tubos de vácuo de áudio, então você usa a resistência negativa ou o ganho de GM mais sensível ao calor e, em seguida, a HV o polariza bem abaixo do efeito de coroa azul que ocorre desde a velhice (devido à contaminação do eletrodo a gás) a coroa é luz visível, mas quando é interior dos componentes antes da tensão de ruptura (BDV), chamamos de Descarga Parcial (DP) ps Existem cerca de 10 mil teses de doutorado no Microsoft Academics ou no Google Scholar sobre esse tópico.

Diferente do limiar muda um pouco linear com o intervalo, exceto em extremidades como 50 um ou 50 km, então é menos linear.

Mas, para fins práticos, lembre-se de 1kV / mm ou 10kV / cm para condutores afiados e cerca de 3x esse valor para superfícies planas e lisas.

Para se comportar como um TRIAC com um limiar de 1,3V, o intervalo teria que começar do zero, como puxar o plugue de um motor e um arco longo pode ser desenhado até que o limiar mais baixo da corrente de retenção ou alguma outra força no ar interrompa a conexão .

O TRIACS também possui um limite de corrente de retenção para DC, embora sempre consideremos o próximo "cruzamento zero" da corrente CA como o tempo de desligamento.

CONTATOS --

Por esse motivo, os contatos CC nos relés devem ser reduzidos para corrente com cargas indutivas, pois o RESULTADO da corrente de arco de ruptura pode atingir mais de 6000 'C no ar devido ao conteúdo de oxigênio e hidrogênio.

Finalmente --

Resposta Simples:

Sim E Não para tensão e corrente. Você pode fazer uma faísca com alta tensão ou corrente OU baixa tensão ou corrente,

Experimentar

Mesmo a partir de uma célula de bateria AA ou melhor, uma célula LiPo com um "transformador MOT" desenha um grande arco quando desconectado, mas ainda há baixa voltagem no arco, mas alta voltagem imediatamente antes do arco iniciar, pois os contatos secos quebram muito rápido ( dt em ns) e sabemos V = LdI / dt, mas temos retorno de contato **

Você não pode iniciar um arco, mas pode esticá-lo com o descrito acima depois de carregar a corrente por alguns segundos no primário.

Se já estiver conduzindo, a criação de uma lacuna isolante em alguns dielétricos, como ar ou SF6 ou óleo, leva algum tempo para que os elétrons se excitem e pulem através da lacuna (microssegundos), mas eles se transformam no modo semicondutor e ficam em picosegundos para o microssegundo, dependendo do tempo de subida. se estivermos falando de um vazio ou contaminante em uma tampa em Y de plástico ou cabo de alimentação XLPE HVAC ou uma partícula de poeira em óleo ou um pouco de ar úmido em uma bucha ou relâmpago de alta tensão de vidro. Então, assim como os triacs e os diodos de túnel e os protetores de tubo de gás, eles têm uma baixa resistência negativa que depende da densidade da corrente. O que também os torna úteis para osciladores de arco de alta tensão, como Tesla descobriu e transmissores, como Marconi descobriu e Faraday fez todos esses experimentos séculos atrás.