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  • 试电笔为什么是氖气?试电笔的工作原理

    文/ 发布于2018-09-26 浏览次数:4358

      试电笔由笔尖金属探头、电阻、氖管、笔身、观察孔、弹簧和笔尾的金属体组成。当试电笔测试带电体时,只要带电体、电笔、人体、大地构成通路,并且带电体与大地之间的电位差超过一定数值(例如60伏),试电笔之中的氖管就会发光,这就告诉人们,被测物体带电,并且超过了一定的电压强度。

      使用试电笔时,人手接触电笔的部位一定在试电笔顶端的金属,而绝对不是试电笔前端的金属探头。使用试电笔要使氖管观察孔背光,以便看清它测出的带电体带电时发出的红光。正确的握姿一般是用大拇指和食指去触摸顶端金属,用笔尖去接触测试点,并同时观察氖管是否发光。试电笔的使用方法极为重要,握试电笔也有一定的规则。告诉人们使用试电笔时怎样是正确的,怎样是错误的。用错误的握笔方法去测试带电体,会造成触电事故,因此必须特别留心。

      比如:

      1,氖管为什么会发光?

      2,既然使用试电笔的时候有电流流过人体,人为啥不触电吗?

      3,事实上穿绝缘鞋也能使试电笔亮,但不是把人和大地的通路断开了吗,为啥还亮?

      第一个问题:氖管是装有两个电极的小玻璃管,管内充有低压氖气。氖气特性是,承受足够高的一定电压时气体会发生电离,,气体中产生自由电荷,自由电荷定向移动形成电流,电离时伴生辉光。所以当氖管的两极间电压增大到一定值时(称作起辉电压,一般在60—90伏)管内气体导电,发生美丽的辉光放电现象。辉光放电的特点是电流小,温度不高,在正常辉光放电时,其电压不随电流变化。一句话总结,氖管发光是氖气在高电压下发生的气体电离放电现象。

      第二个问题:不触电的原因是电流太小。肯定会有人追问,到底多小呢,人体可是连几个毫安的电流就能感觉到了。那么到底有多小呢?下面来算算看。当人使用测电笔时,电源的火线同笔尖接触,假设与地面接触良好,则火线和测电笔内部的电阻、氖管、人体和大地构成串联电路。测电笔中的电阻一般在1兆欧左右,人体电阻一般在1千欧左右,氖管的起辉电压U0取80伏,电源电压取220伏,由此可以计算(220-80)/(1000000+1000)=0.14毫安。而人能感觉到的电流在1毫安以上,引起触电的电流在10毫安以上,均远远大于0.14毫安,因此,我们可以得出结论:使用测电笔时电流通过了人体,但因电流太弱,所以人根本感觉不到,更无法引起触电。

      第三个问题:穿绝缘鞋也能看到氖管发光,虽然绝缘鞋隔离了人体和大地,其实通路仍然是存在的。因为人体和大地之间,等效于存在一个分布电容(离地面近时大概数百皮法)。在交流电电路中,电容和电阻一样,是可以通过电流的。人体和大地之间的这个微小的分布电容对50赫兹交流电虽然产生很大阻碍作用,但仍然能使回路中产生几十微安左右的电流(计算方法同第二个问题中的方法,电容的容抗1/wc自己可以算),从而使氖管发光,当然如果人在远离地面和墙壁的空中去测试,由于人与大地的分布电容很小,容抗很大,测电笔中的氖管就可能不会发光了。

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