电火花产生机理
来源:互联网 发布:万国数据是私人企业吗 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 05:27
日常生活中,我们经常可以看见电火花,最常见的是使用3孔电源插头插入到墙壁插座或接线板上(已上电),冒出电火花。我们知道,三孔插头为:地线(E) 零线(N )火线(L),最长的那根是地线了,这样设计的目的是让地线先连接好,稳定好系统的参考平面。当零线(N)和火线(L)接触到电源插座时,会经历接触->断开->接触的过程,在这个断开的过程会有火花产生,这个过程很难避免,避免的方法为要么快速插入要么先插入后上电。
当压差大于10~20V,电流大于80~100mA时,就可能产生电火花。这个电火花其实是电弧,电弧的形成是触头间中性质子(分子和原子)被游离的过程。开关触头分离时,触头间距离很小,电场强度E很高(E = U/d)。当电场强度超过3×10^6V/m时,阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。这种游离方式称为:强电场发射。从阴极表面发射出来的自由电子和触头间原有的少数电子,在电场力的作用下向阳极作加速运动,途中不断地和中性质点相碰撞。只要电子的运动速度v足够高,电子的动能A = mv2足够大,就可能从中性质子中打出电子,形成自由电子和正离子。这种现象称为碰撞游离。新形成的自由电子也向阳极作加速运动,同样地会与中性质点碰撞而发生游离。碰撞游离连续进行的结果是触头间充满了电子和正离子,具有很大的电导;在外加电压下,介质被击穿而产生电弧,电路再次被导通。
PS:电弧产生一般在插头断开时产生,因为插入过程不可能让其一次连接到位,会经历接触-断开-接触的过程,这个过程满足上述电弧产生的要求。而拔除插座时,由于两端都会接大容值电容,会在掉电一段时间内保持触头分开过程中压差不是很大,不满足电弧产生要求,故大多情况看不见电火花。
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