了解电压和电流

电器工程 电压 当前的 静电放电 释放 收费
2022-01-22 03:12:26

在阅读“傻瓜电子学”时,我经历了以下部分,我意识到我对电有一些不清楚的概念:

静电放电涉及非常高的电压和极低的电流。在干燥的日子里梳理头发会产生数万伏的静电,但电流几乎可以忽略不计,您很少注意到它。低电流可防止静电放电在您受到电击时真正伤害您。相反,您只会感到烦人的挠痒痒

我以为电压是驱动电流的驱动力,产生电流的大小取决于电压差端子之间的电阻,如果是这样,那为什么几万伏的静电会产生小电流呢?如果插座中的 220 伏电压可以触电,那么为什么这个数万伏电压不能呢?阻力是相同的,即身体

4个回答

这就像在问,如果我从摩天大楼上倒一杯水,为什么不能驱动涡轮机产生有意义的电力?它有引力势,那有什么问题呢?毕竟,没有摩天大楼那么高的水电大坝会产生数兆瓦的电力。

静电可以有杀伤力。这发生在自然界中,称为闪电。

我喜欢图形化。

当你的头发被静电充电时,就像充电到高压的小电容器一样。存储在这些小电容器中的能量是有限且小的,因此它对您的伤害很小。

另一方面,220 Vrms 插座的电压要低得多,但它是无限的能源。即使作用于相同的负载电阻,这也更加危险,因为所有额外的能量意味着它会导致组织更多的发热,从而造成更多的伤害。

数字

好吧,那里的描述有点不清楚。

通过静电放电,您可以获得大量瞬时电流和电压,但电荷很少。这限制了电流可以通过的持续时间,并限制了可能发生的损坏程度。

随着时间的推移,电流确实很低,但这里需要考虑的一点是,电流基本上会经历几个阶段:有电流的部分和没有电流的部分。

您有电流的部分仅持续很短的时间,在此期间,电流是电压和空气电阻的结果(这非常复杂,因为空气具有非线性电阻)。随着时间的推移,电流随着静电荷的耗尽而减小,并且由于空气运动而导致空气电阻发生变化。电流通过的一定体积空气的电阻会随着时间的推移而减小,但空气会升温并膨胀并远离放电源,这意味着总电阻会随着导体长度的增加而增加。这会持续很短的时间。在某一点,您到达电阻太高而无法维持电弧的部分(或者您到达电荷耗尽的点),然后电弧中断。从那一刻起,

还有一点就是触电。为此,您不仅需要足够的电压,还需要足够的能量。比如说 220 V 的电源插座可以在很长一段时间内提供“大”电流(与电弧持续的时间相比),并且允许足够大的能量转移,这些能量会膨胀以损伤组织。在通常的静电放电的情况下,这种能量不存在。

在此模拟中可以看到静电放电的工作原理。注意黑屏右下角的时间,点击开关,看看电容放电的速度。静电放电也会发生类似的情况。

回想一下,电流是每单位时间通过一片导体的电荷量。我认为文本的错误是将电荷与电流混为一谈。欧姆定律仍然成立,电流本身会很高……在 ESD 事件的持续时间内,大约是微秒或大约在那里。但电荷本身非常低,因此电流无法持续。如果您要以“每微秒充电”为单位测量电流,您会在短时间内看到高电流,但如果您以“每秒充电”(即安培)为单位测量电流,那么看起来就不是这样了大。

因此,即使帽上有 5000 V 的电压,电荷也很少,不会造成太大的损坏;一旦 ESD 事件发生,电荷全部消失,不再有电流流过。虽然“只有”220 V 从墙上流出,但出于所有意图和目的,它具有无限充电,并且在连接期间它将继续将电荷泵入与其连接的任何东西。