Perguntas e respostas sobre canetas de teste
1. Por que os tubos de néon brilham?
2. Como há corrente fluindo pelo corpo humano ao usar a caneta de teste, por que as pessoas não levam um choque elétrico?
3. Na verdade, usar sapatos isolados também pode fazer a caneta de teste acender, mas não está desconectando o caminho entre as pessoas e a terra? Por que ainda está brilhante?
Primeira pergunta: Um tubo de neon é um pequeno tubo de vidro com dois eletrodos preenchidos com gás neon de baixa pressão. A característica do gás neon é que o gás será ionizado quando suportar uma certa tensão alta o suficiente, e cargas livres serão geradas no gás, e as cargas livres se moverão de maneira direcional para formar uma corrente, e o brilho que a acompanha será gerado quando ionizado.
Portanto, quando a tensão entre os pólos do tubo de néon aumenta para um determinado valor (chamado de tensão inicial, geralmente 60-90 volts), o gás no tubo conduz eletricidade e ocorre um belo fenômeno de descarga de brilho. A característica da descarga incandescente é que a corrente é pequena e a temperatura não é alta. Durante a descarga incandescente normal, sua tensão não muda com a corrente. Em uma palavra, a luminescência do tubo de néon é um fenômeno de descarga de gás de ionização de gás de néon sob alta tensão.
O segundo problema: a razão para não haver choque elétrico é que a corrente é muito pequena. Alguém definitivamente perguntará, quão pequeno é? O corpo humano pode sentir até mesmo alguns miliampères de corrente. Então, quão pequeno é? Vamos fazer as contas. Quando uma pessoa usa a caneta elétrica, o fio energizado da fonte de alimentação está em contato com a ponta da caneta. Se estiver em bom contato com o solo, o fio energizado e a resistência interna da caneta de teste elétrica, o tubo de néon, o corpo humano e o solo formam um circuito em série. A resistência na caneta de teste é geralmente de cerca de 1 megohm, a resistência do corpo humano é geralmente de cerca de 1 mil ohms, a tensão inicial U0 do tubo de néon é de 80 volts e a potência a tensão de alimentação é de 220 volts, portanto pode ser calculada (220-80)/(1000000 mais 1000)=0.14mA. No entanto, a corrente que as pessoas podem sentir é superior a 1 mA e a corrente que causa o choque elétrico é superior a 10 mA, ambas muito superiores a 0,14 mA. Portanto, podemos concluir que a corrente passa pelo corpo humano ao usar a caneta de medição elétrica, mas por causa de A corrente é muito fraca, então as pessoas não podem senti-la, muito menos causar um choque elétrico.
A terceira pergunta: você pode ver o brilho do tubo de néon mesmo usando sapatos isolantes. Embora os sapatos isolados isolem o corpo humano e a terra, a passagem ainda existe. Porque entre o corpo humano e o solo existe uma capacitância equivalente a uma distribuição (cerca de centenas de picofarads quando está próximo ao solo). Em um circuito de corrente alternada, um capacitor, como um resistor, pode passar corrente. Embora esta minúscula capacitância distribuída entre o corpo humano e a terra tenha um grande efeito de impedimento na corrente alternada de 50 Hz, ela ainda pode gerar uma corrente de dezenas de microamperes no circuito (o método de cálculo é o mesmo do segundo questão, a capacitância reatância capacitiva 1/wc pode ser calculada por você mesmo), de modo que o tubo de néon brilhe. Claro, se as pessoas testarem no ar longe do chão e das paredes, porque a capacitância distribuída entre as pessoas e a terra é muito pequena, a reatância capacitiva é muito grande e o tubo de néon na caneta de teste pode não brilhar.
