请问各位高人,电工用的低压验电笔原理是什么?为什么验交流电时氖泡两端都亮,而验直流电时一端亮?

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请问各位高人,电工用的低压验电笔原理是什么?为什么验交流电时氖泡两端都亮,而验直流电时一端亮?
低压验电笔的结构和工作原理及使用
低压验电笔(试电笔)是电工随身携带的常用辅助安全工具,主要用来检查低压导体或电气设备外壳等是否带电。

验电笔有多种形式,但基本结构和工作原理都相同。

验电笔前端为金属探头,后端也有金属挂钩或金属片等,以便使用时用手接触。

中间绝缘管内装有发光氖灯、电阻及压紧弹簧。

验电笔的工作原理是:当测试带电体时,测试者用手触及验电笔后端的金属挂钩或金属片,此时验电笔端、氖泡、电阻、人体和大地形成回路。

当被测物体带电时,电流便通过回路,使氖泡起辉;如果氖泡不亮,则表明该物体不带电。

测试者即使穿上绝缘鞋或站在绝缘物上,也可认为形成了回路,因为绝缘物的漏电和人体与大地之间的电容电流足以使氖泡起辉。

只要带电体与大地之间存在一定的电位差(通常在60伏以上),验电笔就会发出辉光。

若是交流电,氖泡两极发光;若是直流电,则只有一极发光。

使用低压验电笔(试电笔)应注意以下事项:
(1)测试前应在带电体上进行校核,确认验电笔良好,以防作出错误判断。

(2)使用验电笔时,最好穿上绝缘鞋。

(3)避免在光线明亮的方向观察氖泡是否起辉,以免因看不清而误判。

(4)有些设备,特别是测试仪表,往往因感应而带电。

此外,某些金属外皮也有感应电。

在这些情况下,用验电笔测试有电,不能作为存在触电危险的依据。

因此,还必须采用其他方法(例如用万用表测量)确认其是否真正带电。

在使用测电笔时,用手接触笔尾的金属体,笔尖接触火线,测电笔氖管立即发出桔红色的光。

氖管是装有两个电极的小玻璃管,管内充有低压的氖气。

当两极间电压增大到一定值时(称作起辉电压)管内气体导电,发生了美丽的辉光放电现象。

辉光放电的特点是电流小,温度不高,在正常辉光放电时,其电压不随电流变化,一般起辉电压在60-90伏。

当人正在使用测电笔时,电源的火线同笔尖接触。

实际上即使我们穿皮鞋、塑料底鞋,甚至脚底下踩一块塑料布也能看到氖管发光。

这是因为人体和大地之间,等效于存在一个电容。

电容器不能使直流电通过,但对交流电是产生一定阻碍作用。

人体和大地之间的电容对每秒50Hz的交流电虽然产生很大阻碍作用,但仍然能使回路中产生30μA左右的电流,而使氖管发光,当然如果人在远离地面和墙壁的空中去测试,测电笔中的氖管就不会发光了。

1、用测电笔判断导体是否接在火线上,分为两种情况:人站在绝缘物上测;人直接接地测。

当人站在绝缘物上测时,是利用了人与大地间的分布电容来点燃测电笔中氖管的;当人处于较高的绝缘物(如站在较高的木梯上)上,人与大地间的分布电容极小,氖管是不亮的。

2、用测电笔可以判断出直流电源的极性。

不过此时直流电源电压应大于127伏。

直流电路中,氖管一端起辉,起辉端为电源负极。

这时因整个极间电压几乎全部集中在阴极附近狭窄区内,形成阴电辉。

如果测电笔接在交流线路中,两极都有辉光,以此区别交流电与直流电。

3、用摩擦方法使物体带了电,有时测电笔是可以测试的。

在天气干燥时,用硬橡胶棒在毛皮上摩擦,手拿测电笔(站在地上)。

用笔尖与硬橡胶棒接触,发现靠近硬棋胶棒的氖泡一端起辉,但时间很短。


黑暗处,现象很明显。

若用氖管代替测电笔,现象又明显些。

同判断直流电源正负极道理一样,用测电笔(或氖管)可判断电荷的性质。

若带电体所带电荷较少,即使对地电压大于测电笔(或氖管)起辉电压,由于形成的暂态电流,时间短于视神经能反应时间,而电流强度又小于人的感知电流,故不能观察和感觉到。

这说明用测电笔(或氖管)来判断物体是否带有电荷,同使用验电器来判断物体是否带有电荷相比,它的可视性、灵敏度都较小。

应说明,低压测电笔不能测高于笔上标称的电压值的电源电压。

例如测电车电路时,应选用“100-1000V”的测电笔。

因为我国一般电车线路直流电压为550V。

测电笔使用一段时间,应更换,特别注意笔管内是否受潮。

发生触电时除了与电压有关外,还与通过人体的电流有关。

通过人体的电流在10MA时,人会感到麻热和痉挛,但可以自己脱离电源。

在30--50MA时,人就会心脏跳动不规则,失去知觉。

电流的大小就取决于人体与地面的接触电阻了,电阻越小,则电流越大。

,所以有的电工站在桌子上修理日光灯时,就是用手接触火线也没有事(当然不提倡这样做了,在这里只是为了说明问题)。

回到试电笔的问题上来,试电笔里面有个电阻,它的阻值是2兆欧姆,人拿着它去接触220V电,通过人体的电流小到只有几个微安,所以是非常安全的。

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