Preguntas y respuestas sobre bolígrafos de prueba
1. ¿Por qué brillan los tubos de neón?
2. Dado que hay una corriente que fluye a través del cuerpo humano cuando se usa la pluma de prueba, ¿por qué las personas no reciben una descarga eléctrica?
3. De hecho, usar zapatos con aislamiento también puede hacer que la pluma de prueba se ilumine, pero ¿no está desconectando el camino entre las personas y la tierra? ¿Por qué sigue siendo brillante?
Primera pregunta: un tubo de neón es un pequeño tubo de vidrio con dos electrodos llenos de gas de neón a baja presión. La característica del gas neón es que el gas se ionizará cuando tenga un cierto voltaje lo suficientemente alto, y se generarán cargas gratuitas en el gas, y las cargas gratuitas se moverán de manera direccional para formar una corriente, y el brillo que lo acompaña se generará cuando se ionice.
Por lo tanto, cuando el voltaje entre los polos del tubo de neón aumenta a un cierto valor (llamado voltaje de arranque, generalmente 60-90 voltios), el gas en el tubo conduce la electricidad y ocurre un hermoso fenómeno de descarga luminiscente. La característica de la descarga luminiscente es que la corriente es pequeña y la temperatura no es alta. Durante la descarga luminiscente normal, su voltaje no cambia con la corriente. En una palabra, la luminiscencia del tubo de neón es un fenómeno de descarga de ionización de gas de gas de neón bajo alto voltaje.
El segundo problema: la razón por la que no hay descarga eléctrica es que la corriente es demasiado pequeña. Alguien definitivamente preguntará, ¿qué tan pequeño es? El cuerpo humano puede sentir incluso unos pocos miliamperios de corriente. Entonces, ¿qué tan pequeño es? Hagamos los cálculos. Cuando una persona usa el bolígrafo eléctrico, el cable vivo de la fuente de alimentación está en contacto con la punta del bolígrafo. Si está en buen contacto con el suelo, el cable vivo y la resistencia interna de la pluma de prueba eléctrica, el tubo de neón, el cuerpo humano y el suelo forman un circuito en serie. La resistencia en la pluma de prueba es generalmente de aproximadamente 1 megaohmio, la resistencia del cuerpo humano es generalmente de aproximadamente 1 mil ohmios, el voltaje inicial U0 del tubo de neón es de 80 voltios y la potencia el voltaje de suministro es de 220 voltios, por lo que se puede calcular (220-80)/(1000000 más 1000)=0.14mA. Sin embargo, la corriente que las personas pueden sentir está por encima de 1 mA y la corriente que causa una descarga eléctrica está por encima de 10 mA, ambas muy por encima de 0,14 mA. Por lo tanto, podemos concluir que la corriente pasa a través del cuerpo humano cuando se usa la pluma de medición eléctrica, pero debido a que la corriente es demasiado débil, las personas no pueden sentirla en absoluto, y mucho menos causar una descarga eléctrica.
La tercera pregunta: puede ver el tubo de neón brillar incluso si usa zapatos con aislamiento. Aunque los zapatos con aislamiento aíslan el cuerpo humano y la tierra, el pasaje todavía existe. Porque entre el cuerpo humano y el suelo hay una capacitancia distribuida equivalente (alrededor de cientos de picofaradios cuando está cerca del suelo). En un circuito de corriente alterna, un capacitor, como una resistencia, puede pasar corriente. Aunque esta pequeña capacitancia distribuida entre el cuerpo humano y la tierra tiene un gran efecto de impedimento en la corriente alterna de 50 Hz, todavía puede generar una corriente de decenas de microamperios en el circuito (el método de cálculo es el mismo que el método en el segundo pregunta, la capacitancia Reactancia capacitiva 1/wc puede ser calculada por usted mismo), de modo que el tubo de neón brille. Por supuesto, si las personas prueban en el aire lejos del suelo y las paredes, debido a que la capacitancia distribuida entre las personas y la tierra es muy pequeña, la reactancia capacitiva es muy grande y el tubo de neón en la pluma de prueba podría no brillar.
