Comprendre la tension et le courant

En lisant "Electronique pour les nuls", je suis passé par le bloc suivant et je me suis rendu compte que j'avais des concepts non élucidés sur l'électricité:

Les décharges électrostatiques impliquent des tensions très élevées à des courants extrêmement faibles. Peigner vos cheveux par temps sec peut développer des dizaines de milliers de volts d'électricité statique, mais le courant est presque si négligeable que vous le remarquez rarement. Le faible courant empêche la décharge statique de vraiment vous blesser lorsque vous recevez un choc. Au lieu de cela, vous obtenez juste un chatouillement ennuyeux

Je pensais que la tension est la force motrice qui entraîne le courant, et l'amplitude du courant généré dépend de la résistance attachée entre les bornes d'une différence de tension, si oui, alors pourquoi y a-t-il un faible courant généré par des dizaines de milliers de volts d'électricité statique? si 220 volts dans la prise peuvent s'électrocuter, pourquoi pas ces dizaines de milliers de volts? la résistance est la même c'est à dire le corps

C'est comme demander, si je verse une tasse d'eau d'un gratte-ciel, pourquoi cela ne peut-il pas entraîner une turbine pour produire de l'électricité significative? Il a le potentiel gravitationnel, alors quel est le problème? Après tout, les barrages hydroélectriques ne sont pas aussi hauts qu'un gratte-ciel génèrent de nombreux mégawatts.

L'électricité statique peut avoir la capacité de tuer. Cela se produit dans la nature et s'appelle la foudre.

J'aime être graphique.

Vos cheveux, lorsqu'ils sont chargés électrostatiquement, agissent comme de petits condensateurs chargés à des tensions élevées. L'énergie stockée dans ces petits condensateurs est finie et petite, et elle peut donc vous faire peu de mal.

D'un autre côté, une prise 220 Vrms a une tension beaucoup plus basse, mais c'est une source d'énergie illimitée. Même en agissant sur la même résistance à la charge, cela est beaucoup plus dangereux, car toute cette énergie supplémentaire signifie qu'elle peut provoquer plus de chauffage de vos tissus, et donc plus de dommages.

Eh bien, la description est un peu floue.

Avec les décharges électrostatiques, vous obtenez beaucoup de courant et de tension instantanés mais peu de charge électrique. Cela limite la durée pendant laquelle le courant peut passer et limite la quantité de dommages qui peuvent survenir.

Au fil du temps, le courant est en effet faible, mais le point qui doit être pris en considération ici est que le courant passe essentiellement par des étapes: la partie où vous avez du courant et la partie où vous n'en avez pas.

La partie pendant laquelle vous avez du courant ne dure que peu de temps et pendant ce temps, le courant est le résultat de la tension et de la résistance de l'air (ce qui est assez complexe car l'air a une résistance non linéaire). Au fil du temps, le courant diminue à mesure que la charge électrostatique s'épuise et que la résistance de l'air change en raison du mouvement de l'air. La résistance d'un volume d'air à travers lequel le courant passe a tendance à diminuer avec le temps, mais cet air se réchauffe, se dilate et s'éloigne de la source de décharge, ce qui signifie que la résistance totale augmente car la longueur du conducteur augmente. Cela dure très peu de temps. À un moment donné, vous atteignez la partie où la résistance est trop élevée pour maintenir l'arc (ou bien vous atteignez le point où la charge a été épuisée), puis l'arc se brise. Dès ce moment-là,

Un autre point est l'électrocution. Pour cela, vous avez besoin non seulement d'une tension suffisante, mais également d'une énergie suffisante. Une prise électrique à, disons, 220 V peut fournir un "grand" courant pendant très longtemps (par rapport à la durée de l'arc) et qui permet un transfert d'énergie suffisamment important qui se dilate pour endommager les tissus. Cette énergie n'existe pas en cas de décharge électrostatique habituelle.

Le fonctionnement de la décharge électrostatique peut être vu dans cette simulation. Notez l'heure dans la partie inférieure droite de l'écran noir et cliquez sur l'interrupteur et voyez à quelle vitesse le condensateur se décharge. Quelque chose comme ça arrive aussi avec les décharges électrostatiques.

Rappelez-vous que le courant est la quantité de charge qui se déplace à travers une tranche de conducteur par unité de temps. Je pense que l'erreur du texte est de confondre la charge avec le courant. La loi d'Ohm tient toujours, le courant lui-même sera élevé ... pendant la durée de l'événement ESD, qui est de l'ordre des microsecondes ou aux alentours. Mais la charge elle-même est très faible, donc le courant ne peut pas être soutenu. Si vous deviez mesurer le courant en unités de "charge par microseconde", vous verriez un courant élevé pendant une brève période, mais si vous mesurez le courant en "charge par seconde" (c.-à-d. Ampères), il ne semble pas si grand.

Donc, même s'il y a 5000 V sur le capuchon, il y a si peu de charge qu'il ne peut pas causer beaucoup de dégâts; une fois que l'événement ESD se produit, la charge a disparu, et plus aucun courant ne circule. Et bien qu'il n'y ait "que" 220 V sortant du mur, à toutes fins utiles, il a une charge illimitée, et il continuera à pomper la charge dans tout ce qui lui est connecté pendant la durée de la connexion.

Lorsque nous parlons de tension, nous nous référons à la différence de potentiel entre deux points tandis que le courant est le taux de flux de charge. La notion de conducteur et d'isolant est ici très pertinente. Dans les conducteurs, il existe des électrons libres qui permettent la circulation du courant mais dans les isolateurs, il y a très peu d'électrons libres, donc le flux de courant est restreint. Avec une grande différence de potentiel, si le matériau est un isolant comme vos cheveux, peu de courant peut circuler pour vous blesser. Mais si ces grandes tensions ont été développées dans un conducteur, il y a une ruée de courant. Considérez un conducteur comme une vanne ouverte et un isolant comme une vanne fermée. Imaginez la pression de l'eau comme différence de potentiel et l'eau traversant la vanne comme courant. lorsque la vanne est fermée, c'est-à-dire un isolant, peu ou pas d'eau s'écoule, mais lorsque la vanne est ouverte i.

Cela suppose une source qui peut fournir le courant. L'accumulation électrostatique a un potentiel limité, l'éclairage serait à l'extrémité opposée et un engin à rotor quelque part au milieu. Dans tous les cas, vous ne pouvez pas utiliser plus que ce qui est là pour obtenir ce niveau de statique pour vous tuer est difficile mais pas impossible.