Εξηγήστε πώς ο αέρας μπορεί να γίνει καλός αγωγός και τι συμβαίνει όταν συμβαίνει αυτό;
1. Ιονισμός:
* υψηλή τάση: Όταν εφαρμόζεται πολύ υψηλή τάση σε ένα κενό στον αέρα, το ηλεκτρικό πεδίο γίνεται αρκετά ισχυρό για να σχίσει τα ηλεκτρόνια μακριά από τα μόρια αέρα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ιονισμός και δημιουργεί ελεύθερα ηλεκτρόνια και φορτισμένα θετικά ιόντα στον αέρα. Αυτά τα φορτισμένα σωματίδια μπορούν τώρα να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα, καθιστώντας τον αέρα αγώγιμο.
* Υψηλές θερμοκρασίες: Η ακραία θερμότητα, όπως η αστραπή ή η σπίθα, μπορεί επίσης να ιονίζει τα μόρια αέρα, δημιουργώντας μια διαδρομή για να ρέει η ηλεκτρική ενέργεια.
Τι συμβαίνει όταν ο αέρας διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια;
Όταν ο αέρας γίνεται ιονισμένος, μπορεί να διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια, με αποτέλεσμα πολλά φαινόμενα:
* εκκένωση σπινθήρα: Αυτό είναι το πιο συνηθισμένο περιστατικό. Η ξαφνική ροή της ηλεκτρικής ενέργειας μέσω του ιονισμένου αέρα δημιουργεί ένα φωτεινό φλας φωτός (σπινθήρα) και έναν δυνατό ήχο σκασίματος. Αυτό συμβαίνει σε ένα μπουζί, ένα στατικό σοκ, ακόμα και αστραπή.
* εκκένωση τόξου: Εάν η τάση είναι αρκετά υψηλή και ο αέρας είναι ιονισμένος για παρατεταμένη περίοδο, μπορεί να εμφανιστεί συνεχής ροή ηλεκτρικής ενέργειας, σχηματίζοντας ένα παρατεταμένο τόξο. Η συγκόλληση ARC χρησιμοποιεί αυτήν την αρχή για να λιώσει το μέταλλο.
* Εκκένωση Corona: Αυτό συμβαίνει όταν το ηλεκτρικό πεδίο είναι αρκετά ισχυρό για να ιονίζει τον αέρα γύρω από έναν αγωγό, αλλά όχι αρκετά ισχυρό για να δημιουργήσει μια πλήρη σπίθα. Αυτό προκαλεί μια ελαφριά λάμψη και έναν ήχο, που συχνά παρατηρείται κοντά σε γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής τάσης.
Παραδείγματα αγωγιμότητας αέρα:
* Lightning: Μια τεράστια διαφορά τάσης μεταξύ των σύννεφων και του εδάφους ιονίζει τον αέρα, δημιουργώντας ένα μονοπάτι για να ρέει η αστραπή.
* μπουζί: Σε έναν κινητήρα αυτοκινήτου, μια υψηλή τάση δημιουργεί μια σπίθα πέρα από το χάσμα στο μπουζί, αναφλέγοντας το καύσιμο.
* Στατική ηλεκτρική ενέργεια: Όταν τρίβετε ένα μπαλόνι στα μαλλιά σας, η τριβή δημιουργεί στατικές χρεώσεις που μπορούν να δημιουργήσουν. Όταν αγγίζετε κάτι γειωμένο, οι χρεώσεις ξαφνικά ρέουν στον αέρα, δημιουργώντας μια μικρή σπίθα.
Συμπέρασμα:
Ενώ ο αέρας είναι γενικά ένας καλός μονωτήρας, η υψηλή τάση και οι υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να ιονίζουν τα μόρια αέρα, καθιστώντας τα αγώγιμα. Αυτή η αγωγιμότητα οδηγεί σε διάφορα φαινόμενα όπως οι σπινθήρες, τα τόξα και οι απορρίψεις Corona, οι οποίες διαδραματίζουν σημαντικούς ρόλους σε διάφορες τεχνολογικές εφαρμογές και φυσικά περιστατικά.
