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问题

为什么拔插头的时候会有电弧？

回答
拔插头时看到那一闪而过的火花，也就是我们常说的“电弧”，其实是一个挺有趣的物理现象。它不是什么神秘力量，也不是插头坏了的征兆，而是电力在特定条件下的一种表现。说白了，就是空气这位“中间人”在这种情况下没能完全阻止电流的顺畅通过，反而成了导体，让电能在空气中跳了一段舞。

咱们一步一步地把这个过程捋一捋。

首先，得知道插头和插座里头装的是啥。插头两端（或者三端）的金属片，就是和插座里的金属触点接触的地方。当插头插进去的时候，这些金属片就和电源连接起来，电就顺着导线流过来了。

然后，关键的时刻来了：拔插头。想象一下，你正慢慢地把插头往外拉。一开始，插头的金属片和插座触点之间还是紧密接触的，电流也能顺利通过。但是，随着你越拔越深，这两者之间的距离就开始拉开了。

这时候，空气就登场了。空气，在大多数情况下，是个挺好的绝缘体。也就是说，它不太容易让电流通过。就好像一条平坦的马路，车辆（电流）可以畅通无阻地行驶。

但是，这也不是绝对的。当插头金属片和插座触点之间的距离还非常非常小的时候，虽然它们已经开始分离了，但电压（可以想象成推动电流的力量）却依然很大。就像马路上虽然有了个很小的坑，但车子开过去，速度和惯性还是能让它勉强过去。

在这个微小的缝隙里，空气分子虽然不活跃，但在强大的电场作用下，它们开始变得“不那么绝缘”了。电压会把空气中的电子从原子那里“拽”出来，让空气变得有一点点导电性。这种现象就像是空气的“绝缘层”被撕裂了一点点。

一旦空气开始变得导电，电流就会试图找到一条通路。虽然这个缝隙非常小，但电流仍然会一股脑儿地挤过去。而电流通过导体的过程中，会伴随着能量的释放，其中一部分就是光和热。这就像是用非常细的吸管喝浓稠的饮料，水流通过狭窄的通道时会产生一些扰动和溅射。

所以，你看到的那个瞬间的火花，就是电流在空气这个临时开辟的“通道”中通过时产生的辉光。它通常很短暂，因为插头很快就完全拔离了，这个微小的缝隙就彻底断开了电流的通路。

这个电弧的产生，跟两个主要因素有关：

1. 电压（Voltage）：电压越高，电场就越强，越容易把空气击穿，形成电弧。所以，在你拔插一些电器，特别是那些需要较高功率或者内部有储能器件（比如电源适配器）的电器时，更容易看到电弧，因为它们内部的电压变化会更剧烈。
2. 电流（Current）：电流越大，能量就越大，电弧的能量也就越明显，可能会表现得更亮一些。

还有一个小细节，有时候你会发现拔插头的时候，如果动作快一点，反而看不见电弧，或者电弧很小。这是因为动作快的话，插头金属片和插座触点之间的分离过程非常迅速，几乎来不及形成一个足够大的、能够产生明显电弧的缝隙。而慢慢拔，则给了电流一个在分离过程中不断寻找导电路径的机会，从而更容易产生电弧。

所以，下次再看到那个小小的火花，别害怕，它只是电力在跟你告别时留下的一个瞬间的“告别礼”。虽然它不危险，但如果频繁出现或者电弧很大、持续时间长，那就可能提示插头或插座的接触不良，那倒是要检查一下了。

网友意见

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很多时候负载是感性的。拔插头的时候电感的电流突变会在开关的间隙产生很高的电压。

高压击穿空气间隙以后， 电感里储存的能量继续释放， 就能维持电弧的形成。


当然， 这只是为什么拔插头的时候会有电弧的最常见原因，而不是终极原因。


更多的参考资料：


。。

电弧（electric arc）又称弧放电（arc discharge），是由于电场导致气体发生电击穿持续形成等离子体，使电流通过通常绝缘的介质（例如空气）的现象。1808年汉弗里·戴维（Humphry Davy）利用电弧现象发明了第一盏“电灯”， 也就是电弧灯（voltaic arc lamp）。




Cadillac model 5-X, a 5-tube supherheterodyne radio, used a synchronous vibrator to generate its B+ supply.

5-X Car Radio Cadillac Div., build 1936 ?, 2 schematics, 5 t 

       https://www.radiomuseum.org/r/cadillacge_5x.html#a




尽管电弧对于防火和安全是有害的，例如 NFPA70 NEC 建议北美房子的插座都用




AFCI (arc-fault circuit interrupter) .

但是， 聪明的人们在研究电弧的时候， 顺便发明了开关电源和电弧焊接。


相关知识




帕邢定律（Paschen's law) :

**德国物理学家帕邢于1889年发现的定律, 在气压很高和二电极距离很短时不成立。

二电极间开始形成电弧或放电的击穿电压是气体的压力和电极距离乘积的函数，

V = f(pd)

p是气体的压力；d是电极的距离。

帕邢发现的函数形式是

V = ( a*p*d / ln(p*d)) + b

a和b是常数， 和气体的成分有关。在标准大气压下，a= 43.66， b=12.8。





【未完待续】

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