Gerilim ve akımı anlama

"Aptallar için elektronik" okurken aşağıdaki bloktan geçti ve elektrikle ilgili belirsiz bazı kavramlarım olduğunu fark ettim:

Elektrostatik boşalma, aşırı düşük akımlarda çok yüksek gerilimler içerir. Saçlarınızı kuru bir günde taramak on binlerce volt statik elektrik geliştirebilir, ancak akım nadiren fark edersiniz. Düşük akım, bir şok aldığınızda statik deşarjın size gerçekten zarar vermesini önler. Bunun yerine, sadece can sıkıcı bir gıdıklamak

Gerilimin akımı tahrik eden itici güç olduğunu ve üretilen akımın büyüklüğünün bir voltaj farkının terminalleri arasındaki dirence bağlı olduğunu düşündüm, öyleyse neden on binlerce volt statik elektrik tarafından üretilen düşük bir akım var? 220 volt soket elektroklaşabilirse neden bu on binlerce volt olamaz? direnç aynıdır yani vücut

Bu, bir gökdelenden bir bardak su dökersem, neden bir türbini bazı anlamlı elektrik üretmek için kullanamazsınız diye sormak gibidir. Yerçekimi potansiyeli var, sorun ne? Sonuçta, bir gökdelen kadar uzun olmayan hidroelektrik barajlar çok fazla megawatt üretiyor.

Statik elektrik öldürme kapasitesine sahip olabilir. Bu doğada meydana gelir ve yıldırım denir.

Grafik olmayı seviyorum.

Saçlarınız elektrostatik olarak şarj edildiğinde, yüksek voltajlara şarj edilmiş küçük kapasitörler gibi davranır. Bu küçük kapasitörlerde depolanan enerji sonlu ve küçüktür, bu yüzden size çok az zarar verebilir.

Öte yandan, 220 Vrms'lik bir priz çok daha düşük bir voltaja sahiptir, ancak sınırsız bir enerji kaynağıdır. Aynı yük direncine göre hareket etmek bile, bu çok daha tehlikelidir, çünkü tüm bu ekstra enerji, dokularınızın daha fazla ısınmasına ve dolayısıyla daha fazla hasara neden olabileceği anlamına gelir.

Peki açıklama biraz belirsiz.

Elektrostatik deşarjlar ile hem anlık akım hem de voltaj çok miktarda alırsınız, ancak çok az elektrik yükü elde edersiniz. Bu, akımın geçebileceği süreyi ve meydana gelebilecek hasar miktarını sınırlar.

Zamanla, akım gerçekten düşüktür, ancak burada dikkate alınması gereken nokta, akımın temel olarak aşamalara geçmesidir: Akımınızın olduğu kısım ve akımınızın olmadığı kısım.

Akıma sahip olduğunuz kısım sadece kısa bir süre sürer ve bu süre boyunca akım, havanın voltajı ve direncinden kaynaklanır (hava doğrusal olmayan dirence sahip olduğu için oldukça karmaşıktır). Elektrostatik yük azaldıkça ve havanın direnci hava hareketinden dolayı değiştikçe zamanla akım azalır. Akımın içinden geçtiği bir hava hacminin direnci zamanla azalmaya meyillidir, ancak hava ısınır ve genişler ve deşarj kaynağından uzaklaşır, bu da iletkenin uzunluğu arttığı için toplam direncin arttığı anlamına gelir. Bu çok kısa bir süre sürer. Bir noktada, direncin yayı korumak için çok yüksek olduğu kısma ulaşırsınız (veya alternatif olarak yükün tükendiği noktaya ulaşırsınız) ve ardından ark kırılır. O andan itibaren,

Başka bir nokta elektrik çarpmasıdır. Bunun için sadece yeterli voltaja değil aynı zamanda yeterli enerjiye de ihtiyacınız vardır. Diyelim ki 220 V'deki bir elektrik prizi çok uzun bir süre (arkın ne kadar sürdüğüne kıyasla) "büyük" akım sağlayabilir ve bu da dokuya zarar verecek şekilde genişletilmiş enerjinin yeterince aktarılmasını sağlar. Bu enerji, normal elektrostatik boşalma durumunda mevcut değildir.

Bu simülasyonda elektrostatik deşarjın nasıl çalıştığı görülebilir . Siyah ekranın sağ alt köşesindeki süreye dikkat edin ve anahtara tıklayın ve kapasitörün ne kadar hızlı boşaldığını görün. Böyle bir şey elektrostatik boşalma ile de olur.

Akımın birim zaman başına bir iletken dilim boyunca hareket eden yük miktarı olduğunu hatırlayın. Bence metnin hatası, yükü akımla sınırlamaktır. Ohm Yasası hala geçerli, akımın kendisi yüksek olacak ... ESD olayı boyunca, mikrosaniye civarında ya da orada. Ancak yükün kendisi çok düşüktür, bu nedenle akım sürdürülemez. Akımı "mikrosaniye başına şarj" biriminde ölçecek olsaydınız, kısa bir süre için yüksek bir akım görürsünüz, ancak akımı "saniye başına şarj" (yani amper) cinsinden ölçerseniz, büyük.

Bu yüzden kapakta 5000 V olmasına rağmen, çok fazla şarj olmayacak, çok fazla hasara neden olamaz; ESD olayı meydana geldiğinde, şarjın tamamı gitti ve artık akım akmıyor. Ve "sadece" 220 V duvardan çıkarken, tüm niyet ve amaçlar için sınırsız şarjı vardır ve bağlantı süresi boyunca bağlı olan her şeye şarj pompalamaya devam edecektir.

Voltaj hakkında konuştuğumuzda, iki nokta arasındaki potansiyel farkı ifade ederken, akım şarj akış hızıdır. İletkenler ve izolatörler kavramı burada çok önemlidir. İletkenlerde, akım akışına izin veren serbest elektronlar vardır, ancak izolatörlerde çok az serbest elektron vardır, bu nedenle akım akışı sınırlanır. Büyük bir potansiyel farkla, malzeme saçınız gibi bir yalıtkan ise, size zarar vermek için az akım akabilir. Ancak bu büyük voltajlar bir iletkende geliştirildiyse, bir akım akışı var. Bir iletkeni açık olan bir vana ve kapalı olan bir yalıtkan olarak düşünün. Su basıncını potansiyel fark olarak ve vanadan geçen suyu akım olarak hayal edin. valf kapalı olduğunda, yani bir yalıtkan daha sonra çok az su akar veya hiç akmaz, ancak valf açıkken i.

Bu akımı sağlayabilecek bir kaynak olduğunu varsayar. Elektrostatik birikme sınırlı bir potansiyele sahiptir, aydınlatma karşı uçta ve ortada bir yerde bir rotor teknesi olacaktır. Her durumda, sizi öldürmek için bu statik seviyeyi elde etmek zor değil ama imkansız değil.