Kann man die Energie eines Funkens berechnen?

Wenn Sie einen Funken erzeugen, erzeugen Sie eine Spannung,$V$, zwischen den beiden Elektroden und einem Strom,$I$, fließt zwischen ihnen. Sowohl die Spannung als auch der Strom ändern sich mit der Zeit, also müssen wir sie als Funktionen der Zeit schreiben:$V(t)$Und$I(t)$.

Wenn wir eine Strömung haben$I$über eine Spannung fließt$V$, dann ist die Potenz gegeben durch:

$$W = VI$$

Energie ist Leistung multipliziert mit Zeit. Also wenn wir uns ganz kurz Zeit nehmen$dt$Die Energie in dieser Zeit ist:

$$dE = VIdt$$

Nun, in unserem System (dem Funken) sind sowohl die Spannung als auch der Strom Funktionen der Zeit, also müssen wir integrieren, um die Gesamtenergie zu berechnen$VIdt$:

$$E = \int V(t) I(t) dt$$

Und so berechnen wir die Gesamtenergie im Funken.

Aber ...

Ob dies Ihre Frage beantwortet oder nicht, weiß ich nicht, da ich die Energie nicht wirklich berechnet habe. Das liegt daran, dass ich nicht weiß, wie sich Spannung und Strom mit der Zeit ändern. Wie$V(t)$Und$I(t)$mit der Zeit variieren, hängt von den genauen Details des Funkens ab. Offensichtlich unterscheidet sich ein Gasfeuerzeug stark von einem Blitz. Es gibt keine allgemeine Regel, die besagt, wie sich Spannung und Strom mit der Zeit ändern, daher kann ich keine allgemeine Antwort geben. Um die Energie in einem Funken tatsächlich zu berechnen, wären detaillierte Kenntnisse über das spezifische System erforderlich, das Sie in Betracht ziehen.

Eine Möglichkeit besteht darin, die Zündung an einen Hochspannungskondensator (10 kV) anzuschließen. Dann ist die Energie:

$$E = \int VI d t = \frac{CV^2}{2},$$ Wo $C$ist seine Kapazität und $V$seine Spannung, vorausgesetzt, Sie haben es angeschlossen und die Messungen so durchgeführt, dass die Energieverluste vernachlässigbar sind.