Test kalemleri hakkında sorular ve cevaplar
1. Neon tüpler neden parlar?
2. Test kalemini kullanırken insan vücudundan akım geçtiğine göre, insanlar neden elektrik çarpmaz?
3. Aslında, yalıtımlı ayakkabı giymek de test kalemini aydınlatabilir, ancak bu, insanlarla dünya arasındaki yolu kesmez mi? Neden hala parlak?
İlk soru: Bir neon tüp, düşük basınçlı neon gazıyla doldurulmuş iki elektrotlu küçük bir cam tüptür. Neon gazının özelliği, gazın yeterince yüksek bir voltaj taşıdığında iyonize olması ve gazda serbest yüklerin oluşması ve serbest yüklerin bir akım oluşturmak için yönlü bir şekilde hareket etmesi ve buna eşlik eden ışımadır. iyonlaştığında oluşacaktır.
Bu nedenle, neon tüpün kutupları arasındaki voltaj belirli bir değere yükseldiğinde (başlangıç voltajı olarak adlandırılır, genellikle 60-90 volt), tüpteki gaz elektriği iletir ve güzel bir ışıltılı deşarj olgusu oluşur. Kızdırma deşarjının özelliği, akımın küçük olması ve sıcaklığın yüksek olmamasıdır. Normal kızdırma deşarjı sırasında voltajı akımla değişmez. Tek kelimeyle, neon tüp lüminesansı, neon gazının yüksek voltaj altında bir gaz iyonizasyon deşarj olgusudur.
İkinci sorun: Elektrik çarpmamasının nedeni akımın çok küçük olmasıdır. Birisi kesinlikle soracaktır, ne kadar küçük? İnsan vücudu birkaç miliamperlik akımı bile hissedebilir. Peki ne kadar küçük? Hadi matematik yapalım. Bir kişi elektrikli kalemi kullandığında, güç kaynağının canlı kablosu kalem ucuyla temas halindedir. Toprakla iyi temas halindeyse, canlı kablo ve elektrikli test kaleminin iç direnci, neon tüp, insan vücudu ve toprak bir seri devre oluşturur. Test kalemindeki direnç genellikle yaklaşık 1 megohm'dur, insan vücudunun direnci genellikle yaklaşık 1 bin ohm'dur, neon tüpün başlangıç voltajı U0 80 volttur ve güç besleme gerilimi 220 volttur, dolayısıyla (220-80)/(1000000 artı 1000)=0.14mA olarak hesaplanabilir. Ancak insanların hissedebildiği akım 1 mA'nın, elektrik çarpmasına neden olan akım ise 10 mA'nın üzerindedir ve her ikisi de 0,14 mA'dan çok daha fazladır. Bu nedenle, elektrik ölçüm kalemini kullanırken akımın insan vücudundan geçtiği sonucuna varabiliriz, ancak çünkü Akım çok zayıf, bu nedenle insanlar elektrik çarpmasına neden olmayı bırakın, onu hiç hissedemezler.
Üçüncü soru: Yalıtımlı ayakkabı giyseniz bile neon tüpün parladığını görebilirsiniz. Yalıtımlı ayakkabılar insan vücudunu ve toprağı izole etse de geçit hala var. Çünkü insan vücudu ile zemin arasında dağıtılmış bir kapasitans (yere yakınken yaklaşık yüzlerce pikofarad) eşdeğeri vardır. Alternatif akım devresinde, direnç gibi bir kondansatör akım geçirebilir. İnsan vücudu ile toprak arasındaki bu küçük dağıtılmış kapasitans, 50 Hz alternatif akım üzerinde büyük bir engelleyici etkiye sahip olsa da, yine de devrede onlarca mikroamperlik bir akım üretebilir (hesaplama yöntemi, ikincideki yöntemle aynıdır). sorusunda kapasitans Kapasitif reaktans 1/wc kendiniz hesaplanabilir), böylece neon tüp parlar. Tabii ki, insanlar zeminden ve duvarlardan uzakta havada test yaparsa, insanlar ve dünya arasındaki dağıtılmış kapasitans çok küçük olduğundan, kapasitif reaktans çok büyüktür ve test kalemindeki neon tüp Parlamayabilir.
