अनुप्रयुक्त भौतिकी उत्तर # 2
स्पार्क पैदा करने के लिए क्या आपको हाई वोल्टेज या करंट की जरूरत है?
एक चिंगारी क्या है? :
एक चिंगारी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश स्वयं इलेक्ट्रॉनों की धारा से नहीं निकलता है, बल्कि इलेक्ट्रॉनों से टकराव के जवाब में भौतिक माध्यम प्रतिदीप्ति से निकलता है। जब इलेक्ट्रॉन अंतराल में हवा के अणुओं से टकराते हैं, तो वे अपने कक्षीय इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा स्तर तक उत्तेजित करते हैं। जब ये उत्तेजित इलेक्ट्रॉन अपने मूल ऊर्जा स्तर पर वापस आते हैं, तो वे प्रकाश के रूप में ऊर्जा का उत्सर्जन करते हैं। एक निर्वात में दिखाई देने वाली स्पार्क के लिए असंभव है। विद्युत चुम्बकीय संक्रमणों में सक्षम पदार्थ के हस्तक्षेप के बिना, चिंगारी अदृश्य हो जाएगी (वैक्यूम आर्क देखें)
एक बहुत छोटे सतह क्षेत्र से अत्यधिक घनत्व के कारण स्पार्क ऊर्जा बहुत छोटी हो सकती है। चार्ज फील्ड एक्सपोनेंशियल उस दिशा में बढ़ती हुई ताकत के साथ बढ़ता है जो यात्रा कर रहा है। एक स्थिर समान चार्ज के साथ टकराव कभी नहीं छूता है, लेकिन तेजी से अपने पथ और अक्सर दो अलग-अलग रास्तों में शाखा को हटाने के लिए निरस्त किया जाता है और विरोधी ध्रुवीयता लक्ष्य की ओर जारी रहता है।
चूंकि चालन चार्ज का वेग कंडक्टरों में बहुत धीमा है (बहाव वेग देखें) यह सतह का क्षेत्र है, जो आवेशित अणुओं के रूप में छोटा हो सकता है जो माइक्रो से मिलीसेकंड में एक विरोधी चार्ज ध्रुवीयता की ओर गति करते हैं। एक बार कंडक्टर तक पहुंचने के बाद उपर्युक्त तंत्र को परिभाषित किया जाता है जो कि पिको में नैनोसेकंड में होता है और तब तक रहता है जब तक कि संग्रहीत ऊर्जा हवा में विघटित नहीं हो जाती है।
क्रिसमस के समय प्रयोग
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हम Xmas t ट्री टिनल प्राप्त करते थे, जो कि प्लास्टिक कैप की तरह धातुयुक्त प्लास्टिक होता है, लेकिन एक छोटे से 40cm स्ट्रिंग की तरह खिंचाव करता है। यह 1 मी दूरी से शुरू होने वाले टीवी की ओर क्षैतिज रूप से इशारा कर सकता है और करीब तब झपकी लेगा जब tinsel से हवा ~ 1kV / मिमी का BDV लगभग 2 ~ 4 सेमी से अधिक हो गया था। इससे मेरे चार्ज वोल्टेज अनुमान की पुष्टि हुई। अभी तक चिंगारी शायद ही कभी महसूस किया जा सकता है के साथ Amp एक नैनोसेकंड में बह रहा है।
यह हवा है जो कंडक्टरों को विस्फोट करती है और नहीं लेकिन वर्तमान का अंतर इतना छोटा है कि वेल्डिंग इलेक्ट्रोड और लक्ष्य दोनों छोर पर प्लाज्मा गर्म गैस से पिघलता है।
गर्म प्लाज्मा माध्यम एक सुपरहीटेड थर्मल और इलेक्ट्रिकल कंडक्टर बन जाता है और लक्ष्य धातु को प्रवाह और वेल्ड करने के लिए इलेक्ट्रोड गैस और कणों के हस्तांतरण के लिए एक वाहक माध्यम बन जाता है।
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ASSERTION
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एक चिंगारी बहुत कम ऊर्जा के साथ दिखाई देगी, लेकिन यह एक आवेग के साथ हवा में एक टोपी में संग्रहीत आरोपों से होनी चाहिए।
घटी = ईएसआर ∗ सी ए= 1 / 2 सीवी2
आसानी से एक 1uF 3.3V टैंटलम कैप या 3300 नैनोकोलम्बस या 5 माइक्रोजॉल्स को छोटा करने से दिखाई देता है।
एक ही चिंगारी को उच्च वोल्टेज के साथ एक स्पॉन्टेनियस ब्रेक में संग्रहीत प्रेरक ऊर्जा के 5 माइक्रोजॉल्स से बनाया जा सकता है अगर ब्रेक कंडक्टर में बहाव वेग की तुलना में बहुत तेज हो सकता है।
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वायु जैसे सभी उच्च वोल्टेज इन्सुलेटर की एक संपत्ति यह है कि वे डाइलेक्ट्रिक्स हैं, जो चार्ज कैपेसिटेंस का आनुपातिक निरंतर है। हम अन्य सभी डाइलेक्ट्रिक्स की पारगम्यता को सामान्य करते हैं जैसे कि वायु जो कि वैक्यूम के 1.0 के बहुत करीब है।
हाँ एक वैक्यूम में एक ईएम प्रतिबाधा होती है जो अंतरिक्ष में बहुत उच्च स्तर पर टूट जाती है जब तक कि सौर हवाओं से आयन प्रवाह या बदतर नहीं होता है, एक कैरिंगटन प्रभाव "
इसके अलावा सभी डाइलेक्ट्रिक्स विद्युत इन्सुलेटर हैं और अधिकांश तेल जैसे तरल पदार्थों को छोड़कर थर्मल इन्सुलेटर हैं।
सभी इंसुलेटर में एक ब्रेकडाउन वोल्टेज होता है, भले ही हवा केवी / मिमी में बाधा अवरोधक को कम करके मोबाइल चार्ज करने वाले दूषित पदार्थों के कारण टूट जाती है, जो एक हिमस्खलन की स्थिति या "टाउनसेंड डिस्चार्ज" से टकराते हैं और इसे आंशिक रूप से खराब या कम कर सकते हैं। जब तक कण बहुत कम होते हैं तब तक टकराना, हिमस्खलन और प्रवाह प्रवाह नहीं होता है। फैराडे ने इस चाप को एक महान कई प्रयोगों के साथ चित्रित किया, इतना ही कि इसने पसचेन को हवा के दबाव बनाम टूटने की सीमा के समीकरण को विकसित करने और मैक्सवेल सहित कई अन्य लोगों को प्रेरित किया जिन्होंने फैराडे के सभी प्रयोगों को पढ़ा और उन्हें गॉस जैसे महान गणितज्ञों की तुलना में अधिक ध्यान दिया। जो एक दूरी पर एक चार्ज के प्रभाव पर जोर देते थे, फिर भी महान गणित गुण थे, जब करीबी सीमा पर स्पष्ट रूप से अधिक प्रभाव चल रहे थे।
हम जानते हैं कि मूल रूप से 3 चार्ज गुण, कंडक्टर, इन्सुलेटर और अर्धचालक हैं। आश्चर्य! इंसेप्शन वोल्टेज के एक बार स्पार्क पहुंचाने के बाद वायु एक अर्धचालक बन जाती है, चाहे कितनी भी छोटी हो। हम इसे पावर यूटिलिटी इंडस्ट्री में कहते हैं आंशिक डिस्चार्ज इंसेप्शन वोल्टेज या PDIV जो ब्रेकडाउन वोल्टेज से पहले केवल एक वैकल्पिक कारखाना परीक्षण है।
एक मिनट रुकिए अगर यह अर्धचालक है, तो क्या हम एक ट्रांजिस्टर बना सकते हैं ? क्योंकि गैस पर हिमस्खलन का प्रभाव एक नकारात्मक प्रतिरोध है?
नहीं, लेकिन आप इसकी एक वैक्यूम ट्यूब बना सकते हैं और ऑक्सीकरण से बचने के लिए एक अक्रिय गैस का उपयोग कर सकते हैं तब आपके पास एक गैस ट्यूब "सेमीकंडक्टर" है लेकिन ऑडियो वैक्यूम ट्यूबों के लिए arcing अच्छा नहीं है इसलिए आप नकारात्मक प्रतिरोध या ग्राम लाभ का उपयोग करते हैं जो गर्मी के साथ अधिक संवेदनशील होता है और फिर एचवी पूर्वाग्रह नीले कोरोना प्रभाव के नीचे अच्छी तरह से होता है जो बुढ़ापे से होता है (गैस संदूषण के कारण) कोरोना हल्का दिखाई देता है लेकिन जब टूटने वाले वोल्टेज (बीडीवी) से पहले घटकों को आंतरिक हम इसे आंशिक निर्वहन (पीडीए) पीएस कहते हैं। अकेले इस विषय पर Microsoft शिक्षाविदों या Google विद्वान पर लगभग 10 हजार पीएचडी शोध।
50 um या 50 km जैसे छोरों को छोड़कर थ्रेशोल्ड कुछ हद तक अंतर के साथ बदलता है तो यह कम रैखिक होता है।
लेकिन व्यावहारिक प्रयोजनों के लिए 1kV / mm या 10kV / cm को तेज कंडक्टर के लिए याद रखें और चिकनी सपाट सतहों के लिए इस राशि को लगभग 3x करें।
1.3V की दहलीज के साथ एक TRIAC की तरह व्यवहार करने के लिए अंतराल को शून्य से शुरू करना होगा जैसे कि एक मोटर के प्लग को बाहर निकालना और एक लंबे चाप को तब तक खींचा जा सकता है जब तक कि वर्तमान की निचली दहलीज या हवा पर कोई अन्य बल कनेक्शन को तोड़ नहीं देता। ।
TRIACS में DC के लिए एक होल्डिंग करंट थ्रेशोल्ड है, भले ही हम हमेशा Ac के वर्तमान "शून्य क्रॉसिंग" को समय के स्विच के रूप में मानते हैं।
संपर्क-
इस कारण से रिले में डीसी संपर्क को आगमनात्मक भार के साथ वर्तमान के लिए निकाला जाना चाहिए क्योंकि ब्रेकिंग आर्क का परिणाम ऑक्सीजन और हाइड्रोजन सामग्री के कारण हवा में 6000'C तक पहुंच सकता है।
आखिरकार --
सरल उत्तर:
हाँ और नहीं दोनों वोल्टेज और वर्तमान के लिए। आप उच्च वोल्टेज या करंट या लो वोल्टेज या करंट के साथ स्पार्क बना सकते हैं,
प्रयोग
यहां तक कि AA बैटरी सेल से या "MOT ट्रांसफॉर्मर" वाली LiPo सेल बेहतर होने पर एक बड़ा चाप खींचेगा जब डिस्कनेक्ट हो जाएगा फिर भी यह आर्क के पार लो वोल्टेज है, फिर भी चाप के शुरू होने से ठीक पहले बहुत उच्च वोल्टेज बहुत तेजी से टूटने लगता है ( ns में dt) और हम V = LdI / dt जानते हैं लेकिन संपर्क में उछाल है **
आप एक आर्क आरंभ नहीं कर सकते हैं, लेकिन आप प्राथमिक पर कुछ सेकंड के लिए करंट चार्ज करने के बाद ऊपर के साथ एक बड़ा आर्क खींच सकते हैं
यदि पहले से ही आयोजित किया जा रहा है, तो हवा या एसएफ 6 या तेल जैसे कुछ ढांकता हुआ में एक इन्सुलेटर गैप बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित होने और अंतराल (माइक्रोसेकंड) में छलांग लगाने में समय लगता है, लेकिन फिर वे सेमीकंडक्टर मोड में बदल जाते हैं और पिकोसैकोंड में चाप माइक्रोसेकंड वृद्धि के समय पर निर्भर करते हैं अगर हम एक प्लास्टिक Y कैप या XLPE HVAC पावर केबल या तेल में धूल के कण या एक गिलास एचवी झाड़ी या बिजली पर कुछ नम हवा में एक शून्य या दूषित के बारे में बात कर रहे हैं । फिर ट्राइकस और टनल डायोड और गैस ट्यूब प्रोटेक्टर की तरह, उनके पास एक कम नकारात्मक प्रतिरोध है जो वर्तमान घनत्व पर निर्भर करता है। जो उन्हें आर्क हाई वोल्टेज जनरेटिंग ऑसिलेटर्स के लिए भी उपयोगी बनाता है, जैसा कि टेस्ला ने खोजा और ट्रांसमिटर्स के रूप में मार्कोनी ने खोजा और फैराडे ने ये सारे प्रयोग सदियों पहले किए थे।