Fragen und Antworten zu Teststiften
1. Warum leuchten Neonröhren?
2. Warum erleiden Menschen keinen Stromschlag, da bei der Verwendung des Teststifts Strom durch den menschlichen Körper fließt?
3. Tatsächlich kann das Tragen isolierter Schuhe auch dazu führen, dass der Teststift aufleuchtet, aber trennt es nicht den Weg zwischen Mensch und Erde? Warum ist es immer noch hell?
Erste Frage: Eine Neonröhre ist eine kleine Glasröhre mit zwei Elektroden, die mit Niederdruck-Neongas gefüllt ist. Die Charakteristik von Neongas besteht darin, dass das Gas ionisiert wird, wenn eine bestimmte, ausreichend hohe Spannung anliegt, und im Gas freie Ladungen erzeugt werden, die sich in eine gerichtete Weise bewegen, um einen Strom und das damit einhergehende Leuchten zu erzeugen wird bei der Ionisierung erzeugt.
Wenn daher die Spannung zwischen den Polen der Neonröhre auf einen bestimmten Wert (Anfangsspannung genannt, im Allgemeinen 60-90 Volt) ansteigt, leitet das Gas in der Röhre Elektrizität und es kommt zu einem wunderschönen Glimmentladungsphänomen. Das Merkmal der Glimmentladung ist, dass der Strom klein und die Temperatur nicht hoch ist. Bei einer normalen Glimmentladung ändert sich die Spannung nicht mit dem Strom. Kurz gesagt, Neonröhrenlumineszenz ist ein Gasionisationsentladungsphänomen von Neongas unter Hochspannung.
Das zweite Problem: Der Grund dafür, dass es keinen Stromschlag gibt, ist, dass der Strom zu gering ist. Jemand wird sicherlich fragen, wie klein es ist? Der menschliche Körper kann bereits Stromstärken von wenigen Milliampere spüren. Wie klein ist es also? Lass uns rechnen. Wenn eine Person den elektrischen Stift benutzt, kommt das stromführende Kabel der Stromversorgung mit der Stiftspitze in Kontakt. Bei gutem Bodenkontakt bilden die stromführende Leitung und der Innenwiderstand des elektrischen Prüfstifts, der Neonröhre, des menschlichen Körpers und der Erde eine Reihenschaltung. Der Widerstand im Teststift beträgt im Allgemeinen etwa 1 Megaohm, der Widerstand des menschlichen Körpers beträgt im Allgemeinen etwa 1.000 Ohm, die Startspannung U0 der Neonröhre beträgt 80 Volt und die Leistung Die Versorgungsspannung beträgt 220 Volt, daher kann sie berechnet werden (220-80)/(1000000 plus 1000)=0,14 mA. Der für Menschen spürbare Strom liegt jedoch über 1 mA und der Strom, der einen Stromschlag verursacht, liegt über 10 mA, was beides weit über 0,14 mA liegt. Daraus können wir schließen, dass der Strom bei Verwendung des elektrischen Messstifts durch den menschlichen Körper fließt, der Strom jedoch zu schwach ist, so dass Menschen ihn überhaupt nicht spüren, geschweige denn einen Stromschlag verursachen können.
Die dritte Frage: Man kann die Neonröhre auch dann leuchten sehen, wenn man isolierte Schuhe trägt. Obwohl die isolierten Schuhe den menschlichen Körper und die Erde isolieren, existiert der Durchgang immer noch. Denn zwischen dem menschlichen Körper und dem Boden besteht eine äquivalente verteilte Kapazität (etwa Hunderte von Pikofarad, wenn er sich in Bodennähe befindet). In einem Wechselstromkreis kann ein Kondensator wie ein Widerstand Strom leiten. Obwohl diese winzige verteilte Kapazität zwischen dem menschlichen Körper und der Erde eine große behindernde Wirkung auf den 50-Hz-Wechselstrom hat, kann sie dennoch einen Strom von mehreren zehn Mikroampere im Stromkreis erzeugen (die Berechnungsmethode ist dieselbe wie die Methode im zweiten). Frage, die Kapazität kapazitive Reaktanz 1/wc kann man selbst berechnen), damit die Neonröhre leuchtet. Wenn Menschen in der Luft weit entfernt vom Boden und von Wänden testen, ist die kapazitive Reaktanz natürlich sehr groß, da die verteilte Kapazität zwischen Menschen und Erde sehr gering ist und die Neonröhre im Teststift möglicherweise nicht leuchtet.
