Возникновение искры в электрическом ключе.

Question

При размыкании ключа в цепи на нем может возникнуть искра. По какой формуле можно посчитать, при каком зазоре между контактами ключа возникнет искра. Дано напряжение, и площадь контактов.

Answer 1

Искра возникнет при первом же микроне зазора.
Искра - это пробой воздуха. Толщина слоя воздуха, который может быть пробит разрядом, прямо пропорциональна напряжению.
Поэтому когда ты СБЛИЖАЕШЬ контакты, разряд возникнет тем раньше, чем выше приложено напряжение. При тысяче вольт, например, искра загорится при зазоре в 1 миллиметр.

Но когда ты РАЗДВИГАЕШЬ контакты, то искра появляется при ЛЮБОМ напряжении, т. к. сколь бы оно ни было мало, зазор в первое мгновение все равно достаточно мал.

А дальше - интересне. Когда разряд уже загорелся, то в воздухе существует узкий канал из ионизированных молекул, который очень хорошо проводит ток. И если зазор продолжает возрастать, то электрическому току приходится заново ионизировать дополнительные молекулы - одну за другой, последовательно. То есть, напряжение тратится только на удлиннение канала, каждый раз на одну молекулу. Вся остальная длина искры особой энергии уже не требует - она УЖЕ проводит ток. Благодаря этому, при раздвигании контактов искра подерживается ЗНАЧИТЕЛЬНО дольше, и может покрывать зазоры в тысячи раз больше, чем нужно для первоначального пробоя.

Например, чтобы пробить воздух напряжением 220 вольт, нужен зазор не шире 0. 2 миллиметра. Однако, при размыкании цепи с этим напряжением, искра может растянуться аж до половины сантиметра, прежде чем "порвется" и погаснет.

Answer 2

Примени искрогасящую цепочку, которую надо рассчитывать под конкретную цепь. Можно взять и типовую под похожую нагрузку. Однако имей в виду, что её применения затягивает процесс выключения и, чтобы получить наименьше время, надо искать экстремум. Если умешь численно интегрировать, это делается просто в Excel. А общей ф-лы нет.