(Tento pokus je analogický pokusu Ruhmkorffův transformátor – jiskrový výboj.)
Může se stát vzduch za nějakých podmínek vodivým?
Co je to elektrický proud (jev)?
Co musí vzduch obsahovat, aby mohl vést (aby mohl vzniknout elektrický proud)?
Kdy začne procházet proud ionizovaným vzduchem?
Vzduch je vždy alespoň částečně ionizován (obsahuje malé množství částic s elektrickým nábojem) působením ionizátorů - kosmického záření a radioaktivity zemské kůry, ale za běžných podmínek je izolantem (nevede měřitelný proud).
Proč se stane vzduch vodivým (kde se vezme dostatečné množství ionizovaného vzduchu)?
Existují různé typy ionizace. Ve video ukázce se uplatňuje tzv. ionizace nárazem.
Při dostatečně vysokém napětí (zápalné napětí) dochází k ionizace nárazem – elektrony a ionty, které jsou urychlovány elektrickým polem, narážejí při svém pohybu k elektrodám na neutrální molekuly a vyvolávají další ionizaci (předávají jim část své kinetické energie). Počet iontů lavinovitě vzrůstá a nastává samostatný výboj.
Jedním z typů samostatného výboje za atmosférického tlaku je JISKROVÝ VÝBOJ.
Určitě znáte jiskrový výboj z atmosférické elektřiny…
Je jím BLESK – velmi krátce trvající silný elektrický proud, kterým se za bouřky vyrovnává velmi silné napětí (až 109 V) mezi dvěma mraky nebo mezi mrakem a zemí, doprovázený jasným světlem a zvukem – ránou. (Vzduch se v okolí výboje silně zahřeje a jeho prudké rozpínání způsobuje hluk, hrom.)
K jiskrovému výboji, který trvá krátkou dobu, dochází, když intenzita pole mezi elektrodami dosáhne hodnoty potřebné k lavinovité ionizaci, ale zdroj není schopen trvale dodávat elektrický proud. Přeskok jiskry je doprovázen vznikem zvukové vlny.
Pokus ukazuje jiskrový výboj.
K získání vysokého napětí (až 105 V) je použita indukční elektřina (viz např. Svoboda M. a kol: Praktikum školních pokusů III, Karolinum, Praha 1996).
Pozorujte elektrody indukční elektřiny, když začne demonstrátor točit její klikou (přivede na elektrody vysoké napětí).
Mezi elektrodami přeskakují jiskry doprovázené zvukem – praskáním.
Vysokou teplotou, která vzniká při výboji, se narušuje povrch elektrod. Tak dochází k poškození, opalování elektrod v přístrojích a zařízeních, protože při vypnutí proudu přeskočí mezi spínacími elektrodami jiskra.
Jiskrový výboj může být také nebezpečný. Jednou elektrodou se může stát člověk – například při blesku nebo v blízkosti troleje pro elektrické lokomotivy, …