ກົນໄກການຜະລິດໄຟຟ້າສະຖິດ

ປົກກະຕິແລ້ວ, ໄຟຟ້າສະຖິດແມ່ນຜະລິດເນື່ອງຈາກ friction ຫຼື induction.

ໄຟຟ້າສະຖິດ frictional ແມ່ນຜະລິດໂດຍການເຄື່ອນໄຫວຂອງຄ່າໄຟຟ້າທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການຕິດຕໍ່, friction, ຫຼືການແຍກລະຫວ່າງສອງວັດຖຸ. ໄຟຟ້າສະຖິດທີ່ປະໄວ້ໂດຍ friction ລະຫວ່າງ conductors ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຂ້ອນຂ້າງອ່ອນແອ, ເນື່ອງຈາກ conductors ທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງ conductors. ທາດໄອອອນທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍ friction ຈະຍ້າຍກັນຢ່າງໄວວາແລະເປັນກາງໃນລະຫວ່າງແລະໃນຕອນທ້າຍຂອງຂະບວນການ friction ໄດ້. ຫຼັງຈາກ friction ຂອງ insulator, ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ສູງຂຶ້ນອາດຈະຖືກສ້າງຂື້ນ, ແຕ່ປະລິມານຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແມ່ນຫນ້ອຍຫຼາຍ. ນີ້ຖືກກໍານົດໂດຍໂຄງສ້າງທາງດ້ານຮ່າງກາຍຂອງ insulator ຕົວມັນເອງ. ໃນໂຄງສ້າງໂມເລກຸນຂອງ insulator, ມັນເປັນການຍາກສໍາລັບເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ຈະຍ້າຍອອກໄດ້ຢ່າງເສລີຈາກການຜູກມັດຂອງນິວເຄລຍຂອງປະລໍາມະນູ, ດັ່ງນັ້ນ friction ມີພຽງແຕ່ຈໍານວນຂະຫນາດນ້ອຍຂອງໂມເລກຸນຫຼື ionization ປະລໍາມະນູ.

ໄຟຟ້າສະຖິດ inductive ແມ່ນສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ເກີດຈາກການເຄື່ອນທີ່ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກໃນວັດຖຸພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າໃນເວລາທີ່ວັດຖຸຢູ່ໃນພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວກະແສໄຟຟ້າສະຖິດແບບ inductive ສາມາດຜະລິດໄດ້ພຽງແຕ່ຢູ່ໃນຕົວນໍາ. ຜົນກະທົບຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທາງກວ້າງຂອງພື້ນຕໍ່ insulators ສາມາດຖືກລະເລີຍ.

ກົນໄກການໄຫຼໄຟຟ້າສະຕິກ

ແມ່ນຫຍັງຄືເຫດຜົນວ່າເປັນຫຍັງໄຟຟ້າຫຼັກ 220V ສາມາດຂ້າຄົນໄດ້, ແຕ່ຫລາຍພັນ volts ຢູ່ໃນຄົນບໍ່ສາມາດຂ້າພວກມັນໄດ້? ແຮງດັນໄຟຟ້າໃນທົ່ວຕົວເກັບປະຈຸແມ່ນຕອບສະຫນອງສູດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: U = Q / C. ອີງຕາມສູດນີ້, ເມື່ອ capacitance ຂະຫນາດນ້ອຍແລະປະລິມານຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແມ່ນຫນ້ອຍ, ແຮງດັນສູງຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນ. “ປົກກະຕິແລ້ວ, ຄວາມອາດສາມາດຂອງຮ່າງກາຍ ແລະສິ່ງຂອງທີ່ຢູ່ອ້ອມຮອບຕົວເຮົາມີໜ້ອຍຫຼາຍ. ເມື່ອ​ມີ​ຄ່າ​ໄຟຟ້າ​ຖືກ​ສ້າງ​ຂຶ້ນ, ຄ່າ​ໄຟຟ້າ​ຈຳນວນ​ໜ້ອຍ​ກໍ່​ສາມາດ​ສ້າງ​ແຮງ​ດັນ​ສູງ​ໄດ້.” ເນື່ອງຈາກຈໍານວນຂະຫນາດນ້ອຍຂອງຄ່າໄຟຟ້າ, ເມື່ອປ່ອຍອອກມາ, ກະແສໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດມີຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ, ແລະເວລາສັ້ນຫຼາຍ. ແຮງດັນໄຟຟ້າບໍ່ສາມາດຮັກສາໄດ້, ແລະປະຈຸບັນຫຼຸດລົງໃນເວລາສັ້ນໆ. "ເນື່ອງຈາກວ່າຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດບໍ່ແມ່ນ insulator, ຄ່າຄົງທີ່ສະສົມໃນທົ່ວຮ່າງກາຍ, ເມື່ອມີເສັ້ນທາງໄຫຼ, ຈະ converge. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຮູ້ສຶກວ່າກະແສໄຟຟ້າສູງຂຶ້ນແລະມີຄວາມຮູ້ສຶກຂອງໄຟຟ້າຊອດ.” ຫຼັງຈາກໄຟຟ້າສະຖິດຖືກຜະລິດຢູ່ໃນຕົວນໍາເຊັ່ນ: ຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດແລະວັດຖຸໂລຫະ, ກະແສໄຟຟ້າຈະຂ້ອນຂ້າງໃຫຍ່.

ສໍາລັບວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດ insulation ທີ່ດີ, ອັນຫນຶ່ງແມ່ນວ່າປະລິມານຂອງຄ່າໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດແມ່ນຫນ້ອຍຫຼາຍ, ແລະອີກຢ່າງຫນຶ່ງແມ່ນວ່າຄ່າໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດແມ່ນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກທີ່ຈະໄຫຼ. ເຖິງແມ່ນວ່າແຮງດັນໄຟຟ້າຈະສູງ, ເມື່ອມີເສັ້ນທາງໄຫຼຢູ່ບ່ອນໃດບ່ອນຫນຶ່ງ, ມີພຽງແຕ່ສາກໄຟຢູ່ຈຸດຕິດຕໍ່ແລະພາຍໃນຂອບເຂດຂະຫນາດນ້ອຍໃກ້ຄຽງສາມາດໄຫຼແລະໄຫຼໄດ້, ໃນຂະນະທີ່ການສາກໄຟຢູ່ທີ່ຈຸດຕິດຕໍ່ບໍ່ສາມາດໄຫຼອອກໄດ້. ເພາະສະນັ້ນ, ເຖິງແມ່ນວ່າມີແຮງດັນຂອງຫຼາຍສິບພັນ volts, ພະລັງງານການໄຫຼອອກແມ່ນຍັງ negligible.

ອັນຕະລາຍຂອງໄຟຟ້າສະຖິດຕໍ່ອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກ

ໄຟຟ້າສະຖິດສາມາດເປັນອັນຕະລາຍຕໍ່LEDs, ບໍ່ພຽງແຕ່ "ສິດທິບັດ" ເປັນເອກະລັກຂອງ LED, ແຕ່ຍັງໃຊ້ທົ່ວໄປ diodes ແລະ transistors ທີ່ເຮັດດ້ວຍວັດສະດຸຊິລິຄອນ. ເຖິງແມ່ນວ່າອາຄານ, ຕົ້ນໄມ້, ແລະສັດສາມາດເສຍຫາຍໄດ້ຈາກໄຟຟ້າສະຖິດ (ຟ້າຜ່າແມ່ນຮູບແບບຂອງໄຟຟ້າສະຖິດ, ແລະພວກເຮົາຈະບໍ່ພິຈາລະນາມັນຢູ່ທີ່ນີ້).

ດັ່ງນັ້ນ, ໄຟຟ້າສະຖິດທໍາລາຍອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກແນວໃດ? ຂ້າພະເຈົ້າບໍ່ຕ້ອງການທີ່ຈະໄປໄກເກີນໄປ, ພຽງແຕ່ເວົ້າກ່ຽວກັບອຸປະກອນ semiconductor, ແຕ່ຍັງຈໍາກັດກັບ diodes, transistors, ICs, ແລະ LEDs.

ຄວາມເສຍຫາຍທີ່ເກີດຈາກໄຟຟ້າກັບອົງປະກອບຂອງ semiconductor ສຸດທ້າຍແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບກະແສໄຟຟ້າ. ພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງກະແສໄຟຟ້າ, ອຸປະກອນເສຍຫາຍຍ້ອນຄວາມຮ້ອນ. ຖ້າມີກະແສໄຟຟ້າ, ຕ້ອງມີແຮງດັນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, diodes semiconductor ມີ PN junctions, ທີ່ມີລະດັບແຮງດັນທີ່ຕັນປະຈຸບັນທັງໃນທິດທາງຂ້າງຫນ້າແລະປີ້ນກັບກັນ. ອຸປະສັກທີ່ມີທ່າແຮງຕໍ່ຫນ້າແມ່ນຕໍ່າ, ໃນຂະນະທີ່ອຸປະສັກທີ່ມີທ່າແຮງດ້ານກົງກັນຂ້າມແມ່ນສູງກວ່າຫຼາຍ. ໃນວົງຈອນ, ບ່ອນທີ່ຄວາມຕ້ານທານສູງ, ແຮງດັນແມ່ນເຂັ້ມຂຸ້ນ. ແຕ່ສໍາລັບ LEDs, ເມື່ອແຮງດັນໄຟຟ້າຖືກນໍາໄປຂ້າງຫນ້າກັບ LED, ເມື່ອແຮງດັນພາຍນອກແມ່ນຫນ້ອຍກວ່າແຮງດັນໄຟຟ້າຂອງ diode (ທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບຄວາມກວ້າງຂອງແຖບວັດສະດຸ), ບໍ່ມີກະແສຕໍ່, ແລະແຮງດັນທັງຫມົດແມ່ນໃຊ້ກັບ. PN ແຍກ. ເມື່ອແຮງດັນໄຟຟ້າຖືກນໍາໄປໃຊ້ກັບ LED ໃນດ້ານປີ້ນກັບກັນ, ເມື່ອແຮງດັນພາຍນອກແມ່ນຫນ້ອຍກວ່າແຮງດັນການແບ່ງຕົວຂອງ LED, ແຮງດັນໄຟຟ້າຍັງຖືກນໍາໃຊ້ກັບ PN junction ທັງຫມົດ. ໃນ​ເວ​ລາ​ນີ້, ບໍ່​ມີ​ແຮງ​ດັນ​ຫຼຸດ​ລົງ​ໃນ​ການ​ເຊື່ອມ​ຕໍ່ solder faulty ຂອງ LED, ວົງ​ເລັບ, ພື້ນ​ທີ່ P, ຫຼື​ພື້ນ​ທີ່ N! ເນື່ອງຈາກວ່າບໍ່ມີປະຈຸບັນ. ຫຼັງຈາກຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ PN ຖືກແຍກລົງ, ແຮງດັນພາຍນອກຖືກແບ່ງປັນໂດຍຕົວຕ້ານທານທັງຫມົດໃນວົງຈອນ. ບ່ອນທີ່ຄວາມຕ້ານທານສູງ, ແຮງດັນທີ່ເກີດຈາກສ່ວນແມ່ນສູງ. ເທົ່າທີ່ LEDs ເປັນຫ່ວງ, ມັນເປັນທໍາມະຊາດທີ່ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ PN ຮັບແຮງດັນໄຟຟ້າສ່ວນໃຫຍ່. ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນທີ່ຜະລິດຢູ່ທີ່ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ PN ແມ່ນແຮງດັນຫຼຸດລົງໃນທົ່ວມັນຄູນດ້ວຍຄ່າປະຈຸບັນ. ຖ້າມູນຄ່າປະຈຸບັນບໍ່ຈໍາກັດ, ຄວາມຮ້ອນຫຼາຍເກີນໄປຈະເຜົາໄຫມ້ PN junction, ເຊິ່ງຈະສູນເສຍຫນ້າທີ່ຂອງມັນແລະເຈາະ.

ເປັນຫຍັງ ICs ຂ້ອນຂ້າງຢ້ານໄຟຟ້າສະຖິດ? ເນື່ອງຈາກວ່າພື້ນທີ່ຂອງແຕ່ລະອົງປະກອບໃນ IC ມີຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ, capacitance ກາຝາກຂອງແຕ່ລະອົງປະກອບຍັງນ້ອຍຫຼາຍ (ປົກກະຕິແລ້ວການທໍາງານຂອງວົງຈອນຕ້ອງການ capacitance ກາຝາກຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ). ດັ່ງນັ້ນ, ຈໍານວນຂະຫນາດນ້ອຍຂອງຄ່າໄຟຟ້າສະຖິດຈະສ້າງແຮງດັນໄຟຟ້າສູງ, ແລະຄວາມທົນທານພະລັງງານຂອງແຕ່ລະອົງປະກອບມັກຈະມີຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນການໄຫຼຂອງ electrostatic ສາມາດທໍາລາຍ IC ໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ອົງປະກອບທີ່ບໍ່ຊ້ໍາກັນທໍາມະດາ, ເຊັ່ນ: diodes ພະລັງງານຂະຫນາດນ້ອຍທໍາມະດາແລະ transistors ພະລັງງານຂະຫນາດນ້ອຍ, ແມ່ນບໍ່ຢ້ານກົວຫຼາຍຂອງໄຟຟ້າສະຖິດ, ເນື່ອງຈາກວ່າພື້ນທີ່ chip ຂອງເຂົາເຈົ້າແມ່ນຂ້ອນຂ້າງໃຫຍ່ແລະ capacitance parasitic ຂອງເຂົາເຈົ້າແມ່ນຂ້ອນຂ້າງໃຫຍ່, ແລະມັນບໍ່ງ່າຍທີ່ຈະສະສົມແຮງດັນໄຟຟ້າສູງ. ພວກມັນຢູ່ໃນການຕັ້ງຄ່າສະຖິດທົ່ວໄປ. transistors MOS ພະລັງງານຕ່ໍາແມ່ນມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ຄວາມເສຍຫາຍ electrostatic ເນື່ອງຈາກຊັ້ນອອກໄຊຂອງປະຕູຮົ້ວບາງໆແລະ capacitance ຂອງແມ່ກາຝາກຂະຫນາດນ້ອຍ. ພວກເຂົາເຈົ້າປົກກະຕິແລ້ວອອກຈາກໂຮງງານຫຼັງຈາກວົງຈອນສັ້ນຂອງສາມ electrodes ຫຼັງຈາກການຫຸ້ມຫໍ່. ໃນການນໍາໃຊ້, ມັນມັກຈະຈໍາເປັນຕ້ອງເອົາເສັ້ນທາງສັ້ນຫຼັງຈາກການເຊື່ອມໂລຫະສໍາເລັດ. ເນື່ອງຈາກພື້ນທີ່ຊິບຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ transistors MOS ທີ່ມີພະລັງງານສູງ, ໄຟຟ້າສະຖິດທໍາມະດາຈະບໍ່ທໍາລາຍພວກມັນ. ດັ່ງນັ້ນທ່ານຈະເຫັນວ່າສາມ electrodes ຂອງ transistors MOS ພະລັງງານບໍ່ໄດ້ປ້ອງກັນໂດຍວົງຈອນສັ້ນ (ຜູ້ຜະລິດຕົ້ນຍັງ short circuited ໃຫ້ເຂົາເຈົ້າກ່ອນທີ່ຈະອອກຈາກໂຮງງານ).

ຕົວຈິງແລ້ວ LED ມີ diode, ແລະພື້ນທີ່ຂອງມັນແມ່ນຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼາຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບແຕ່ລະອົງປະກອບພາຍໃນ IC. ເພາະສະນັ້ນ, capacitance ກາຝາກຂອງ LEDs ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງໃຫຍ່. ດັ່ງນັ້ນ, ໄຟຟ້າສະຖິດໃນສະຖານະການທົ່ວໄປບໍ່ສາມາດທໍາລາຍ LEDs ໄດ້.

ໄຟຟ້າສະຖິດໃນສະຖານະການທົ່ວໄປ, ໂດຍສະເພາະໃນ insulators, ສາມາດມີແຮງດັນສູງ, ແຕ່ປະລິມານການໄຫຼອອກແມ່ນຫນ້ອຍທີ່ສຸດ, ແລະໄລຍະເວລາຂອງກະແສໄຟຟ້າໄຫຼສັ້ນຫຼາຍ. ແຮງດັນຂອງຄ່າໄຟຟ້າສະຖິດທີ່ເກີດຢູ່ໃນຕົວນໍາອາດຈະບໍ່ສູງຫຼາຍ, ແຕ່ກະແສໄຟຟ້າໄຫຼອາດມີຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະເລື້ອຍໆຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ນີ້ແມ່ນເປັນອັນຕະລາຍຫຼາຍຕໍ່ອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກ.

ເປັນຫຍັງໄຟຟ້າສະຖິດຈຶ່ງເສຍຫາຍຊິບ LEDບໍ່ຄ່ອຍເກີດຂຶ້ນ

ໃຫ້ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍປະກົດການທົດລອງ. ແຜ່ນເຫລໍກທີ່ເຮັດດ້ວຍໄຟຟ້າສະຖິດ 500V. ວາງ LED ໃສ່ແຜ່ນໂລຫະ (ເອົາໃຈໃສ່ກັບວິທີການຈັດວາງເພື່ອຫຼີກເວັ້ນບັນຫາຕໍ່ໄປນີ້). ເຈົ້າຄິດວ່າໄຟ LED ຈະເສຍຫາຍບໍ? ໃນທີ່ນີ້, ເພື່ອເຮັດໃຫ້ໄຟ LED ເສຍຫາຍ, ມັນຄວນຈະຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍປົກກະຕິທີ່ມີແຮງດັນທີ່ສູງກວ່າແຮງດັນທີ່ແຕກຫັກຂອງມັນ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າ electrodes ຂອງ LED ທັງສອງຄວນຕິດຕໍ່ກັບແຜ່ນໂລຫະພ້ອມໆກັນແລະມີແຮງດັນທີ່ສູງກວ່າແຮງດັນທີ່ແຕກຫັກ. ເນື່ອງຈາກແຜ່ນທາດເຫຼັກເປັນ conductor ທີ່ດີ, ແຮງດັນ induced ທົ່ວມັນເທົ່າທຽມກັນ, ແລະອັນທີ່ເອີ້ນວ່າແຮງດັນໄຟຟ້າ 500V ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບດິນ. ດັ່ງນັ້ນ, ບໍ່ມີແຮງດັນລະຫວ່າງສອງ electrodes ຂອງ LED, ແລະຕາມທໍາມະຊາດຈະບໍ່ມີຄວາມເສຍຫາຍ. ເວັ້ນເສຍແຕ່ວ່າທ່ານຕິດຕໍ່ກັບ electrode ຫນຶ່ງຂອງ LED ກັບແຜ່ນທາດເຫຼັກ, ແລະເຊື່ອມຕໍ່ electrode ອື່ນໆທີ່ມີ conductor (ມືຫຼືສາຍໂດຍບໍ່ມີການໃສ່ຖົງມື insulating) ກັບດິນຫຼື conductors ອື່ນໆ.

ປະກົດການການທົດລອງຂ້າງເທິງນີ້ເຕືອນພວກເຮົາວ່າໃນເວລາທີ່ LED ຢູ່ໃນພາກສະຫນາມໄຟຟ້າສະຖິດ, ໄຟຟ້າຫນຶ່ງຕ້ອງຕິດຕໍ່ກັບຮ່າງກາຍ electrostatic, ແລະ electrode ອື່ນໆຕ້ອງຕິດຕໍ່ກັບດິນຫຼື conductors ອື່ນໆກ່ອນທີ່ຈະສາມາດເສຍຫາຍ. ໃນການຜະລິດແລະການນໍາໃຊ້ຕົວຈິງ, ດ້ວຍຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍຂອງ LEDs, ບໍ່ຄ່ອຍມີໂອກາດທີ່ສິ່ງດັ່ງກ່າວຈະເກີດຂື້ນ, ໂດຍສະເພາະໃນຊຸດ. ເຫດການອຸບັດຕິເຫດແມ່ນເປັນໄປໄດ້. ຕົວຢ່າງ, ໄຟ LED ຢູ່ໃນຮ່າງກາຍ electrostatic, ແລະ electrode ຫນຶ່ງຕິດຕໍ່ກັບຮ່າງກາຍ electrostatic, ໃນຂະນະທີ່ electrode ອື່ນໆພຽງແຕ່ຖືກໂຈະ. ໃນ​ເວ​ລາ​ນີ້​, ຜູ້​ໃດ​ຜູ້​ຫນຶ່ງ​ສໍາ​ຜັດ​ກັບ electrode suspended​, ຊຶ່ງ​ອາດ​ຈະ​ທໍາ​ລາຍ​ໄດ້​ໄຟ LED.

ປະກົດການຂ້າງເທິງນີ້ບອກພວກເຮົາວ່າບັນຫາ electrostatic ບໍ່ສາມາດຖືກລະເລີຍ. ການໄຫຼຂອງໄຟຟ້າສະຖິດຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີວົງຈອນ conductive, ແລະບໍ່ເປັນອັນຕະລາຍຖ້າມີໄຟຟ້າສະຖິດ. ໃນເວລາທີ່ພຽງແຕ່ການຮົ່ວໄຫຼເລັກນ້ອຍຫຼາຍ, ບັນຫາຂອງຄວາມເສຍຫາຍ electrostatic ອຸບັດຕິເຫດສາມາດໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາ. ຖ້າມັນເກີດຂື້ນໃນປະລິມານຫຼາຍ, ມັນມັກຈະເປັນບັນຫາຂອງການປົນເປື້ອນຂອງຊິບຫຼືຄວາມກົດດັນ.