Понимание напряжения и тока

При чтении «Электроники для чайников» прошел следующий блок и понял, что у меня есть неясные представления об электричестве:

Электростатический разряд включает очень высокое напряжение при чрезвычайно низких токах. Расчесывание волос в сухой день может привести к накоплению десятков тысяч вольт статического электричества, но сила тока практически ничтожна, и вы редко замечаете это. Низкий ток не дает статическому разряду причинять вам боль, когда вы получаете удар. Вместо этого вы просто получаете раздражающее щекотание

Я думал, что напряжение - это движущая сила, которая управляет током, и величина генерируемого тока зависит от сопротивления, приложенного между клеммами разности напряжений, если так, то почему существует низкий ток, генерируемый десятками тысяч вольт статического электричества? если 220 вольт в розетке может привести к поражению электрическим током, то почему не могут эти десятки тысяч вольт? сопротивление то же самое, то есть тело

Это все равно, что спросить, если я наливаю чашку воды с небоскреба, почему это не может привести в движение турбину для производства значимого электричества? У него есть гравитационный потенциал, так в чем же проблема? В конце концов, гидроэлектростанции, не такие высокие, как небоскребы, генерируют много мегаватт.

Статическое электричество может убивать. Это происходит в природе и называется молнией.

Мне нравится быть графическим.

Ваши волосы, заряженные электростатически, действуют как маленькие конденсаторы, заряженные до высокого напряжения. Энергия, хранящаяся в этих маленьких конденсаторах, конечна и мала, поэтому она может причинить вам мало вреда.

С другой стороны, розетка 220 Vrms имеет гораздо более низкое напряжение, но это неограниченный источник энергии. Даже воздействуя на то же сопротивление нагрузки, это намного опаснее, потому что вся эта дополнительная энергия означает, что она может вызвать больший нагрев ваших тканей и, следовательно, больший ущерб.

Ну, описание там немного неясно.

С электростатическими разрядами вы получаете много мгновенного тока и напряжения, но мало электрического заряда. Это ограничивает продолжительность времени, в течение которого ток может проходить, и ограничивает количество повреждений, которые могут возникнуть.

Со временем ток действительно становится низким, но момент, который необходимо здесь рассмотреть, заключается в том, что ток в основном проходит по этапам: часть, где у вас есть ток, и часть, где у вас нет тока.

Часть, в течение которой у вас есть ток, длится только короткое время, и в течение этого времени ток является результатом напряжения и сопротивления воздуха (что довольно сложно, поскольку воздух имеет нелинейное сопротивление). Со временем ток уменьшается по мере истощения электростатического заряда и изменения сопротивления воздуха вследствие движения воздуха. Сопротивление объема воздуха, через который проходит ток, имеет тенденцию уменьшаться с течением времени, но этот воздух нагревается, расширяется и удаляется от источника разряда, а это означает, что общее сопротивление увеличивается, поскольку длина проводника увеличивается. Это длится очень короткое время. В какой-то момент вы достигаете части, где сопротивление слишком велико для поддержания дуги (или, в качестве альтернативы, вы достигаете точки, в которой заряд был исчерпан), и затем дуга разрывается. С этого момента

Другой момент - поражение электрическим током. Для этого вам нужно не только достаточное напряжение, но и достаточное количество энергии. Электрическая розетка, скажем, на 220 В может обеспечивать «большой» ток в течение очень длительного времени (по сравнению с тем, как долго длится дуга), и это обеспечивает достаточно большую передачу энергии, которая расширяется для повреждения ткани. Эта энергия не существует в случае обычного электростатического разряда.

Как работает электростатический разряд, можно увидеть в этой симуляции. Обратите внимание на время в нижней правой части черного экрана и нажмите на переключатель и посмотрите, как быстро разряжается конденсатор. Нечто подобное происходит и с электростатическим разрядом.

Напомним, что ток - это количество заряда, которое проходит через кусок проводника за единицу времени. Я думаю, что ошибка в тексте состоит в том, чтобы отнести заряд к текущему. Закон Ома остается в силе, сам ток будет высоким ... на время события ESD, которое составляет порядка микросекунд или около того. Но сам заряд очень низкий, поэтому ток не может поддерживаться. Если бы вы измеряли ток в единицах «заряд в микросекунду», вы бы видели высокий ток в течение короткого периода, но если вы измеряли ток в «заряде в секунду» (то есть в амперах), то он не выглядел так большой.

Поэтому, несмотря на то, что на крышке есть напряжение 5000 В, заряда настолько мало, что он не может причинить значительный ущерб; как только происходит событие ESD, весь заряд исчезает, и ток больше не течет. И хотя из стены «выходит» только 220 В, для любых целей и задач он имеет неограниченный заряд, и он будет продолжать накачивать заряд во все, что к нему подключено, в течение всего времени соединения.

Когда мы говорим о напряжении, мы имеем в виду разность потенциалов между двумя точками, в то время как ток - это скорость потока заряда. Понятие проводников и изоляторов здесь очень актуально. В проводниках существуют свободные электроны, которые позволяют течь току, но в изоляторах очень мало свободных электронов, поэтому поток тока ограничен. При большой разности потенциалов, если материал представляет собой изолятор, подобный вашим волосам, тогда небольшой ток может нанести вам вред. Но если эти большие напряжения возникли в проводнике, то возникает скачок тока. Думайте о проводнике как о открытом клапане, а о изоляторе - как о закрытом клапане. Представьте, что давление воды как разность потенциалов, а вода через клапан - как ток. когда клапан закрыт, т. е. изолятор, то через него протекает мало воды или она вообще не течет, но когда клапан открыт, т.е.

Это предполагает источник, который может обеспечить ток. Электростатическое накопление имеет ограниченный потенциал, освещение будет на противоположном конце, а роторный аппарат где-то посередине. В любом случае вы не можете использовать больше, чем то, что получить статический уровень, чтобы убить вас сложно, но не невозможно.