Spurningar og svör um prófunarpenna
1. Af hverju glóa neonrör?
2. Þar sem straumur flæðir í gegnum mannslíkamann þegar prófunarpenninn er notaður, hvers vegna fær fólk þá ekki raflost?
3. Reyndar getur það líka látið prófunarpennann kvikna að vera í einangruðum skóm, en er það ekki að aftengja leiðina milli fólks og jarðar? Af hverju er enn bjart?
Fyrsta spurning: Neonrör er lítið glerrör með tveimur rafskautum fyllt með lágþrýstingsneongasi. Einkenni neongas er að gasið verður jónað þegar það ber nægilega háa spennu og ókeypis hleðslur myndast í gasinu og ókeypis hleðslur munu hreyfast í stefnu til að mynda straum og meðfylgjandi ljóma myndast við jónað.
Þess vegna, þegar spennan á milli skauta neonrörsins eykst upp í ákveðið gildi (kallað upphafsspenna, yfirleitt 60-90 volt), leiðir gasið í rörinu rafmagn og fallegt glóðafhleðslufyrirbæri kemur fram. Einkenni ljómaútskriftar er að straumurinn er lítill og hitastigið er ekki hátt. Við venjulega glóðafhleðslu breytist spenna þess ekki með straumnum. Í orði, neon rör luminescence er gasjónunarútskrift fyrirbæri neon gas undir háspennu.
Annað vandamálið: Ástæðan fyrir engu raflosti er sú að straumurinn er of lítill. Einhver mun örugglega spyrja, hversu lítið er það? Mannslíkaminn getur fundið jafnvel nokkra milliampera af straumi. Svo hversu lítið er það? Við skulum reikna út. Þegar einstaklingur notar rafpenna er spennuvír aflgjafans í snertingu við pennaoddinn. Ef það er í góðri snertingu við jörðu, mynda spennuvírinn og innra viðnám rafmagnsprófunarpennans, neonrörið, mannslíkaminn og jörðin röð hringrásar. Viðnám í prófunarpennanum er almennt um 1 megóhm, viðnám mannslíkamans er almennt um 1 þúsund ohm, upphafsspenna U0 neonrörsins er 80 volt og afl framboðsspenna er 220 volt, þannig að hægt er að reikna hana (220-80)/(1000000 plús 1000)=0.14mA. Hins vegar er straumurinn sem fólk finnur fyrir yfir 1 mA og straumurinn sem veldur raflosti er yfir 10 mA, sem báðir eru mun meiri en 0,14 mA. Þess vegna getum við ályktað að straumurinn fari í gegnum mannslíkamann þegar rafmagnsmælipenninn er notaður, en vegna þess að straumurinn er of veikur, þannig að fólk finnur alls ekki fyrir honum, hvað þá valdið raflosti.
Þriðja spurningin: Þú getur séð neonrörið ljóma þó þú sért í einangruðum skóm. Þrátt fyrir að einangruðu skórnir einangri mannslíkamann og jörðina er gangurinn enn til. Vegna þess að á milli mannslíkamans og jarðar jafngildir dreifðri rýmd (um hundruð píkófaraða þegar hún er nálægt jörðu). Í riðstraumsrás getur þétti, eins og viðnám, farið í gegnum straum. Þrátt fyrir að þessi örsmáa dreifða rýmd milli mannslíkamans og jarðar hafi mikil hindrunaráhrif á 50 Hz riðstrauminn, getur hún samt myndað tugi míkróamparastraum í hringrásinni (útreikningsaðferðin er sú sama og aðferðin í seinni spurning, rafrýmd Rafrýmd viðbrögð 1/wc er hægt að reikna út sjálfur), þannig að neonrörið glói. Auðvitað, ef fólk prófar í loftinu langt í burtu frá jörðu og veggjum, vegna þess að dreifð rafrýmd milli fólks og jarðar er mjög lítill, er rafrýmd viðbragð mjög stór og neonrörið í prófunarpennanum gæti ekki skína.
