Jeśli dobrze rozumiem twoje pytanie, bateria nie jest wymagana do wykazania tego problemu. Powiedz, że masz jakiś obiekt z pewnym potencjałem . Następnie podłączasz go do innego potencjału. Czy płynie jakiś prąd? Powiedzmy, że to sześcian metalu i ma potencjał Ziemi plus jeden wolt. Następnie jest on nagle połączony z Ziemią:
symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab
Krótka odpowiedź: brak przepływu prądu. Nie ma obwodu do przepływu prądu.
Ale jest to przybliżenie, dokonane w celu uproszczenia analizy. Pomijamy ważny fakt: wszystko ma pewną pojemność do wszystkiego innego. Metalowa kostka jest jedną płytą kondensatora, a Ziemia drugą. Więc obwód jest w rzeczywistości taki:
zasymuluj ten obwód
W takim przypadku, gdy V1 nagle osiągnie 0 V, przepłynie część prądu. Całkowity ładunek, który przepłynie, będzie zależeć od bardzo małej pojemnościMoże , jeśli nawet to. Wiemy, że pojemność razy razy pojemność jest ładunkiem:1 f F.do1 ffa
doV.= Q
Zatem całkowity ładunek, który przepłynie, jeśli V1 wzrośnie z do , a wynosi wynosi:0 V C 1 f F.1 V.0 V.do1 ffa
1 ffa⋅ - 1 V.= - 1 fdo
Jest to bardzo mały ładunek, który nie ma znaczenia dla żadnego praktycznego obwodu.
Przepływający prąd jest funkcją szybkości zmian i pojemności , zgodnie z: C.V.1do
ja= Cd vd t
Jak to się ma do ESD?
ESD jest tym, co dostajesz, gdy różnica potencjałów między dwiema rzeczami jest wystarczająco duża, aby rozbić izolację między tymi rzeczami. Zwykle izolacją jest powietrze. To, ile napięcia to wymaga, zależy od wielu czynników i nie jestem ekspertem, ale mówimy o różnicach mierzonych w kilowoltach.
Te wysokie napięcia są osiągalne właśnie dzięki bardzo małej pojemności między tobą a wszystkim innym. Przypomnijmy, że ponownie . Możemy zmienić to jako:doV.= Q
V=QC
Jeśli jest bardzo małe, wówczas bardzo mały ładunek może prowadzić do bardzo wysokiego napięcia. Kiedy przesuwasz się po dywanie, możesz przenosić tylko (metaforyczną) garść elektronów , ale to wystarczy, aby dość mocno zmienić napięcie w stosunku do otoczenia.QCQ
Kiedy mówimy o kilowoltach, a nie o wartości w przykładzie, jak poprzednio, ten nieznaczny prąd nie jest już tak nieznaczny. Wciąż niewielki, pamiętaj, ale zastosowany w tak krótkim czasie może uszkodzić wrażliwe urządzenia.1V
Być może najbardziej powszechnie uszkodzone urządzenie w dzisiejszych czasach jest brama tlenek izolacja w MOSFET , który jest tak cienka, to może mieć napięcie przebicia może z . Jeśli masz wystarczająco dużo ładunku, aby podnieść napięcie na tyle, aby pokonać stosunkowo silne powietrze wokół ciebie, wówczas kilka atomów dwutlenku krzemu może zatrzymać ten ładunek, podobnie jak mokra bibuła:10V
Baterie nie są naładowane elektrycznie .
Jeśli jeden zacisk akumulatora jest podłączony do idealnej masy (idealny zlew do ładowania elektrycznego), a ładunek miałby wypłynąć z (lub do) tego zacisku do (z) ziemi, akumulator zostałby naładowany elektrycznie.
Ale zwiększyłoby to energię potencjalną systemu, a nie ją zmniejszyło . *
Innym sposobem na to jest to, że jeśli powiedzmy elektrony opuściłyby baterię, bateria byłaby naładowana dodatnio, co przyciągnęłoby elektrony z ziemi z powrotem do baterii .
* Może wystąpić niewielka redystrybucja ładunku w zależności od geometrii, która obniża energię układu.
źródło
Wyładowanie elektrostatyczne może nastąpić tylko wtedy, gdy istnieje wystarczający potencjał przebicia się przez barierę narzuconą przez powietrze (lub próżnię lub inny gaz).
Oto wyjaśnienie prawa Paschena. Odnosi się to do wymaganego napięcia końcowego w porównaniu do „przerwy” między zaciskami dla łuku elektrycznego, aby spowodować przepływ prądu przy różnych ciśnieniach gazu:
Należy pamiętać, że jeśli bateria jest poniżej 100 V, nawet przy optymalnym ciśnieniu dla najbardziej optymalnego gazu (argonu) trudno byłoby uzyskać przepływ prądu. Jeśli jednak zaciski akumulatora zostały ukształtowane optymalnie, istnieje większe prawdopodobieństwo, że prąd zacznie płynąć. Nie zamierzam zejść tą drogą w tej odpowiedzi, chyba że o to poproszę.
Nie ma znaczenia, czy bateria jest uziemiona na jednym zacisku, czy nie - to różnica potencjałów (inaczej napięcie) na baterii określa, czy rozładowuje się przez powietrze / gaz / próżnię.
źródło
To pytanie jest takie samo jak moje, kiedy zaczynam studiować elektronikę.
Prosta odpowiedź, ponieważ akumulator jest ogniwem galwanicznym, które wymaga reakcji chemicznej, aby umożliwić przepływ prądu z jego zacisków. Bez połączenia z zaciskami + i - nie płynie tam prąd.
Bateria nie jest jak błyskawica, która ma inny potencjał ( napięcie nieba ) między powietrzem a ziemią (ziemia, ziemia).
źródło
Akumulator nie ma ładunku sieciowego. Nawet w obwodzie zamkniętym ładunek netto akumulatora wynosi zero. Jednak gdy akumulator jest podłączony do obwodu zamkniętego, co oznacza, że między zaciskami (+) i (-) akumulatora została ustalona ścieżka przewodząca, ładunki są pompowane przez ścieżkę przewodzącą między zaciskami baterii, ponieważ istnieje potencjał różnica między zaciskami.
Podłączenie pojedynczego zacisku zwykłej baterii do przewodzącego brudu ziemi byłoby tym samym, co podłączenie obiektu przewodzącego, który nie ma ładunku netto do ziemi; nic się nie dzieje. Podłączenie tylko jednego terminala do uziemienia jest tym samym, co przechowywanie akumulatora w drewnianej szufladzie (z wyjątkiem pozostawienia terminala w ziemi prawdopodobnie go skoroduje)
Jeśli miałbyś podłączyć oba zaciski do przewodzącego brudu w ziemi, to ukończyłeś obwód i ładunek przepłynie przez ziemię między zaciskami akumulatora.
Jeśli powiesz, że masz akumulator o różnicy potencjałów 3000 V między jego zaciskami i podłączyłeś jeden zacisk do przewodzącego brudu ziemi i utrzymałeś maksymalną szczelinę powietrzną wynoszącą 1 mm między drugim zaciskiem a ziemią, powietrze najprawdopodobniej pęknie i dokończy obwód (zacisk akumulatora, ziemia, zjonizowane powietrze, inny zacisk akumulatora), umożliwiając przepływ prądu między zaciskami akumulatora.
źródło