Bei einer 9-Volt-Batterie verursacht das Berühren der beiden Anschlüsse (oder die Verwendung eines fehlerhaften Anschlusses) einen Funken ungefähr dort, wo ich ihn haben möchte.
Wie ist das möglich? Wird in diesem Fall nur ein sehr kleiner Teil der die Drähte umgebenden Luft ionisiert und ist es nur besser sichtbar? Ich glaube, in extrem geringem Abstand sind ~ 300 V der Durchschlagspunkt der Luft (oft zum Beispiel nach dem Paschen -Gesetz), daher verstehe ich nicht, wie die Batterie dies tun kann.
Beim Unterbrechen des Kontakts wird eine Verbindung durch sehr kleine Metallstücke (mikroskopische Merkmale) hergestellt, die genug Strom durch sie haben, um zu verdampfen, deren Ionen dann kurzzeitig einen Strom durch die Luft unterstützen.
Während niedrigere Spannungen im Allgemeinen keine Lücke überspringen, die vor dem Anlegen der Spannung vorhanden ist, erzeugt das Unterbrechen eines bestehenden Stromflusses mit einer Lücke oft einen Funken oder Lichtbogen mit niedriger Spannung. Wenn die Kontakte getrennt werden, werden einige kleine Kontaktpunkte die letzten, die sich trennen. Der Strom wird auf diese kleinen Hot Spots eingeengt, was bewirkt, dass sie weißglühend werden, so dass sie Elektronen emittieren (durch thermionische Emission). Selbst eine kleine 9-V-Batterie kann durch diesen Mechanismus in einem abgedunkelten Raum merklich funken. Die ionisierte Luft und der Metalldampf (von den Kontakten) bilden ein Plasma, das vorübergehend den sich erweiternden Spalt überbrückt.
Wenn ein fließender Strom unterbrochen wird, verursacht dies auch einen induktiven Rückschlag, bei dem das zusammenbrechende Magnetfeld einen Spannungsanstieg verursacht, um zu versuchen, den vorhandenen Strom aufrechtzuerhalten. Die Spannung kann ausreichend ansteigen, um einen dielektrischen Durchschlag der Luft zu verursachen und Strom durch sie fließen zu lassen.
Beim Versuch, einen induktiven Stromkreis zu öffnen, entsteht häufig ein Lichtbogen, da die Induktivität bei jeder Unterbrechung des Stroms einen Hochspannungsimpuls liefert
Wikipedia: Hochspannung § Funken in der Luft
Ich bin mir nicht sicher, ob der induktive Rückschlag mit einer 9-V-Batterie stark genug ist, um selbst einen Funken zu verursachen, aber er würde dazu beitragen, dass Strom fließt, nachdem sich der Plasmapfad gebildet hat.
Gegen-EMK tritt nur bei einem induktiven oder kapazitiven Schaltkreis auf, bei einem Widerstandsschaltkreis ist dies nicht der Fall. Der Funke entsteht, weil im letzten Moment des Kontakts das Metall wie zuvor beschrieben verdampft. Wenn die Spannung über 20 Volt ausreicht, kann der Funke zu einem Lichtbogen werden und eine Länge von mehreren Zoll erreichen, der Strom fließt immer noch, bis die Trennung wird zu groß. Wenn der Stromkreis zu einer Induktivität unterbrochen wird, intensiviert die Gegen-EMK von der Spule den Lichtbogen und hilft, den Lichtbogen aufrechtzuerhalten. Ein elektrischer Stromfluss ist schwer zu stoppen, und dies ist die Schönheit von Gleichstrom (kann aber lästig sein). Bei Wechselstrom fließt kein Nettostrom, und dieser Fluss stoppt und beginnt, sodass Lichtbogenbildung bei Wechselstrom kein Problem darstellt , daher sind Schalter primitiv.
Um diese Frage zu beantworten, müssen Sie das Ohmsche Gesetz kennen: V = IR sowie die Induktivität, die Strom "speichert" oder besser gesagt Stromänderungen widersteht.
Dies bedeutet, dass sobald eine Drahtverbindung zwischen den Batterieklemmen hergestellt ist, Strom durch den Draht zu fließen beginnt. Der Strom 'I' ist gleich V/R, was der Batteriespannung (9 V) geteilt durch den Widerstand des Kabels und der Batterie entspricht. Denken Sie jetzt daran, dass die Induktivität des Systems versuchen wird, diesen Strom aufrechtzuerhalten. Wenn Sie den Draht trennen, selbst für Bruchteile von Abschnitten, versucht die Induktivität, „I“ konstant zu halten. Der Vorgang des Unterbrechens der Verbindung lässt 'R' von sehr niedrig auf sehr hoch gehen. Wenn nun „I“ konstant ist und „R“ gegen unendlich geht, muss „V“ ebenfalls gegen unendlich gehen, um die V=IR-Gleichung auszugleichen. Auf diese Weise erhalten Sie die Spannung hoch genug, um Gas zu ionisieren und eine sehr kleine Menge des verbleibenden Metallkontakts zu entzünden oder zu verbrennen. Spannung natürlich nicht
Früher in diesem Thread erwähnte jemand, dass wenn die Verbindung zum ersten Mal nur durch ein paar kleine Metallstücke hergestellt wird, wodurch der gesamte Strom durchfließt und sie verbrennt. Das ist eigentlich falsch, da die wenigen Metallstücke einen sehr hohen Widerstand haben, der aber sowieso nicht genug Strom durchlässt. Nur wenn die Verbindung unterbrochen wird, zwingt die Systeminduktivität den Strom höher, als es der Widerstand allein zulassen würde.
Russell McMahon