Kıvılcım aralığı

Kıvılcım aralığı iki elektriksel iletken elektrotlarını içerir ve boşluklar ile ayrılır ve genelde gaz mesela hava ile doldurulur, düzenlenen elektrik kıvılcımları iletkenlerin arasından geçer. İletkenler arasındaki potansiyel farkı dayanma gerilimini aştığında (boşluğun içindeki gaz), elektrik kıvılcımı oluşur, gaz iyonlaşır ve şiddetle elektriksel özdirenç ve iletkenlik azalır. Daha sonra elektrik akımı olur ve iyonlaşan gazın yolu kırılır veya akım minimum değerin altında azalır buna " tutulan akım ". Bu genelde potansiyel durduğunda olur, fakat bazı durumlarda, ısıtıldığında gaz artar, gerilim ve sonra iyonlaşmış gazın lifi kırılır. Genellikle, iyonlaşmış gazın etkisi şiddetli ve yıkıcıdır, sıklıkla ses oluşumuna yol açar (ranging from a snap for a spark plug to thunder for a lightning discharge), parlak ve sıcaktır.
Kıvılcım aralığı tarihte elektriksel araçlar olarak kullanılırdı, örneğin radyo vericileri kıvılcım boşluğu, elektrostatik makineler ve röntgen cihazları olarak. Onların genel kullanımları günümüzde bujilerdir ve bunlar içten yanmalı motorlarının yakıtlarını ateşlemek için kullanılır, fakat bunlar ayrıca paratonerler ve elektriksel cihazları yüksel potansiyel fark geçişlerinden korumak için kullanılır.
Kıvılcım görünürlüğü
Kıvılcım tarafından emilen ışık akımdaki elektronlardan gelmiyor, fakat materyal floresan ortası elektronların çarpışmasına yanıt verir. Havadaki boşluklardaki moleküllerle elektronlar çarpıştığında, onlar atomik orbital elektronlarını yüksek enerji seviyesi için uyarırlar Bu uyarılmış elektronlar kendi orijinal seviyelerine geri çekildiğinde, ışık olarak enerjiyi emerler. Bu görünür kıvılcımların vakum oluşturması için imkansızdır. Karışan madde dışında elektromanyetizma geçişlerinin yeteneği, kıvılcım görünmez olabilir (vakum arkı görün).
Uygulamalar
Kıvılcım aralığı elektronik aletlerin fonksiyonunun temelidir.
Ateşleme aletleri
Buji kıvılcım aralığı yanma tepkimelerini başlatmak için kullanılır. İyonlaşma yolunun sıcaklığı, fakat daha önemlisi, UV radyasyonları ve sıcak özgür elektronlar içten yanmalı motorlarda yakıt hava karışımını tutuşturur veya ocak, fırın veya o tarzdaki şeylerin içindeki yanmadır. Daha fazla UV radyasyonu üretilir ve yanma boşluğunun içine başarılı bir şekilde yayılır, ayrıca yanma işlemleri devam ediyor.
Koruyucu cihazlar
Kıvılcım aralığı zararlı aletlerden oluşan potansiyel fark dalgalanmalarını engellemek için sıklıkla kullanılır. Kıvılcım aralığı yüksek voltaj anahtarlarında, yüksek güçlü transformatörlerde, elektrik santralinde ve şalt sahasında kullanılır. Bu tarz anahtarlar büyük kurulur, uzaktan kumandalı dayanak ile anahtar kılıcı bir bağlantı ve iki kanatlı yaylar ikinci bağlantının sonunu tutarlar. Eğer anahtar açılırsa, kıvılcım anahtar ile yay arasındaki bağlantıyı tutabilir. (Kıvılcım havayı iyonlaştırır, ve bu iletken yapar, arc a oluşması için izin verilir, ve iyonlaşmayı sürdürür ve böylece iletkenlik de sürdürülür.) Burada, a Jacob's ladder on top of the switch will pull the arc apart and so extinguish it. One might also find small Jacob's ladders mounted on top of ceramic insulators of high-voltage pylons. Bunlar bazen boynuz boşlukları olarak da adlandırılır. Eğer kıvılcım yalıtkanın üzerinde zıplamayı sürdürürse, kıvılcım söndürülecektir.
Daha küçük kıvılcım aralıkları elektriksel veya elektronik aletleri yüksek voltaj dalgalanmalarından korumak için kullanılırdı. Bu aletlerin gelişmiş versiyonları (bunlara gaz tüp arestörleri de denir), anormal voltaj dalgalanmaları sırasında küçük kıvılcım boşlukları kırılır, safely shunting the surge to ground and thereby protecting the equipment. Bu aletler genelde yapıya girilirken telefon ağları için kullanılır; kıvılcım aralıkları yapıları korumak ve telefon devrelerinin içindekileri şimşek ve yıldırım etkilerinden korumak için yardım edilir. Daha az gelişmiş (ve daha az pahalı olan) kıvılcım aralıkları seramik kapasitörlerin kullanımında değişir; bu aletler için, kıvılcım aralığı iki tel arasındaki kesilmiş hava boşluğu için basitleştirilmiştir ve bunlar devredeki kapasitörleri bağlar. Voltaj dalgalanmaları kıvılcıma sebep olur ve bu bir telden diğerine zıplar ve bıçkı işlemi aracılığıyla gerçekleşir. Bu ucuz maliyetli aletler, elementlerdeki katot ışınlı tüpler elektron pompaların (CRT) içinde zararları engellemek için kullanılırdı.[kaynak belirt]
Telefon santrallerinde küçük kıvılcım boşlukları oldukça yaygındır, uzun telefon kabloları çok duyarlı meydana gelen gelen Yıldırım çarpmalarındaki dalgalanmaları indükler. Güç hatlarını korumak için büyük kıvılcım boşlukları kullanılır.
Transils ve trisils düşük güç uygulamaları için olan kıvılcım boşluklarında katı durum alternatifleridir. Neon ampuller de bu amaç için kullanılır.
Yüksek hızlı fotoğrafçılık
Hava boşluğu flaşı tetiklenen kıvılcım aralığında yarı mikro saniye domayin i fotografik ışığın yanıp sönmesiyle üretilir.
Radyo vericileri
Kıvılcım elektromanyetik tayf boyunca enerji yayar. Bu günlerde, bu sıklıkla elektromanyetik girişim olarak görülür ve bu bastırılmıştır, fakat but radyo iletişimlerinin ilk günlerinde (18801920), bu sinyalleri ileten bir araçtı, parça kıvılcım boşluğu vericisinde. Birçok radyo kıvılcım boşluğu soğuk aletleri içerir örneğin döner boşluk ve ısı emiciler, çünkü kıvılcım boşlukları yüksek güçte bunların kullanımında çok sıcak olur.
Voltaj ölçümleri için yuvarlak boşluk
Ayarlanan küresel kıvılcım boşluğu yüksek derecede tekrarlanan voltaj da bozulur, hava basıncı, nemliliği ve sıcaklığında düzeltilir. İki yuvarlak arasındaki boşluk herhangi elektronik ve voltaj aletleri dışında voltaj ölçümü sağla doğruluğu yaklaşık 3%. Kıvılcım boşluğu AC de, DC de veya vuruş için yüksek voltajı ölçmek için kullanılır fakat çok kısa vuruşlarda, mor ötesi ışık kaynağı veya radyoaktivite elektronlarının kökeni bir uca konulabilir.
Güç-anahtarlama cihazları
Özel amaç, yüksek enerji tetikleyicisi kıvılcım aralığı hızlıca yüksek voltajı değiştirir ve belirli titreşim güç onayları için yüksek akım oluşturur, mesela lazerler, elektromanyetik toplar, füzyon çarpar, aşırı güçlü çarpma manyetik alan araştırması ve nükleer bombaların tetiklenmesi. Ticari olarak uygun aletler iki gruba bölünebilir: pozitif basınç ve tetiklemiş vakum boşlukları. Pozitif basınç boşluğun sahip olduğu sınırlanmış çalışan voltaj sıralamasını tetikler (örneğin, 1/3 ten 2/3 e kadar dayanma voltajı). Tetiklenmiş vakum boşlukları geniş işletim voltaj sıralaması teklif eder (400 V ila 90 kV arası ulaşılabilir ). Bu sınıflandırmaların ikisi de yüksek enerji seviyesini herhangi birinden fazla değiştirir bunlar tristör, tiratron, kritron veya spritron. Tetiklenmiş boşluklar tek atış ve düşük tekrarlama oranı için uygulamaları çok popülerdir. Bu tip anahtarlar trigatron olarak bilinir. Ignitron ve Crossatron tetiklenmiş boşluklar olarak düşünülebilir. Sonuncusu özeldir ve bu iletkenlik başladıktan sonra elektrotların kontrolü geri döner. Xenon flaş tüpü diğer yaygın tetiklenmiş boşluktur. Birçok şema güçte tetiklenen açık hava boşluğu için tasarlanmıştır. Kıvılcım boşluklarının kurulumu Marx üreticisinde bir anahtar elementtir, yüksek voltaj itme üretiminde kullanılır ; kıvılcım boşluğu kapasitörün oluşumu paralellerde yavaş bir şekilde yüklendi ve serilerde hızla boşalır.
Görsel gösteri
Jacob'ın merdiveni (resmen, yüksek gerilim dolaşım arkı) büyük bir kıvılcım dizisinin devamlı üretimi için bir alettir ve yukarı artar. Kıvılcım aralığı iki tel aracılığıyla oluşuyor, yaklaşık olarak dikey yavaşça ıraksaktır yukarıdan dara doğru giden her biri için V şekli. Bu kutsal kitapta cennete merdiven olarak adlandırılır.
Boşluğa yüksek voltaj uygulandığında, kıvılcım oluşumları tellerin dibinden yakınlaştıkları yere kadar, elektrik arkı hızlı bir şekilde değişir. Hava bozulması yaklaşık 30 kV/cm, nemliliğe sıcaklığı vb. bağlıdır. Anot ve katodun yanında gerilim düşer, ark kısa devre gibi davranır, elektriksel güç kaynağı akımı kadar gönderilir ve ağır yüklenen boşluklar arasındaki voltajı azaltır..
Isıtılan iyonize edilmiş hava yükselir, bu yol ile akım sağlar. İyonlaşma yolu uzun zaman aldıkça, gittikçe daha ve daha fazla düzensiz olur ve sonunda kırılır. Elektrotların arasındaki, voltajlar artar ve kıvılcımlar aletlerin dibinde tekrar oluşur.
Bu devir elektriğin egzotik görünümlü beyaz, sarı, mavi veya mor yay görünümüne yol açar, bu sıklıkla çılgın bilim adamı filmi gibi gözükür. Alet okullarda zımba olarak kullanılır ve bilim fuarları 1950s ve 1960s, tipik olarak Model T kıvılcım bobini inşa edilir veya yüksek voltajın 10,00030,000-volt arasında diğer kökenleridir, mesela neon işaret transformatörü (515 kV)veya televizyon resim tüp devresi (transformatör geri uçuşu) (1028 kV), ve iki vestiyer veya V şeklindeki çubuk yapımı. Büyük merdivenler için, mikrodalga fırın geçişleri seri bağlıdır, gerilim çarpanları ve elektrik direği transformatörleri (kutup domuzu) terste çalışması (artırmak) sıklıkla kullanılır.
Dolanan ark aletleri tehlikelidir. Kıvılcımlar ince kağıtlar ve plastik ve yangın başlangıcı boyunca yanar ve oluşan yüksek voltajlı iletkenler öldürücü olabilir.
Medya Jacob merdivenleriyle ilgilidir. Wikimedia yayınları
Sağlık tehlikeleri
Bu deney öldürücü olabilir. Sandusky, Ohio da garaj da bu deneyi tekrarlamayı denerken ve anlatıp youtube a yüklerken genç öldü.
Maruz kalınan ark üretim aleti sağlık tehlikeleri için çare olabilir. Kapalı bir alanda mesela sınıf veya ev, açık havanın devamlı ark oluşumu Jacob merdiveni oksijeni ve nitrojeni iyonlaştırır, bu hareketli moleküllerin içinde tekrar oluşur mesela ozon ve azot oksit. Bu radikal insanların kıvılcım boşluklarının yakınlarındaki mukoza zarar verebilirler. Bitkiler ayrıca ozon zehirlenmesi için duyarlı olabilir.
Bu tehlikeler ark dışarıda oluşturulduğunda mevcut değildir çünkü ısıtılan iyonlaşmış gaz hava içinde yukarı doğru çıkar ve atmosfere dağılır. Kıvılcım aralıkları yalnızca aralıklı olarak kısa kıvılcım patlamaları yaratır ve bunlar ayrıca çok az tehlikelidir çünkü iyonların hacimleri çok az üretir.
Arklar ayrıca dalga boylarının geniş spektrumlarını üretir ve bunlar görünür ışığı ve görünmeyen UV ve kızıl-ötesi spektrumu içerirler. Çok yoğun arklar araçlar aracılığıyla üretilir örneğin ark kaynağı önemli miktarda UV içerir bu gözlemcilerin retinasına zarar verebilir. Bu arklar yalnızca özel siyah filtrelerle gözlemlenebilir ve bunlar ark yoğunluğunu ve gözlemcilerin gözlerinin kalkanları ultraviyole ışınlardan azaltır.