スパークギャップとは

スパークギャップは、電気スパークが一方から他方にジャンプする2つの電極間のギャップです。 通常、電極間には特定の電圧しきい値に達すると電気を伝導できるガスがあり、これは絶縁破壊電圧として知られています。 この電圧により、ガスが電離し、電圧が低下するかガスが膨張してイオン間に空間が大きくなりすぎるまで導電率が大幅に増加します。 スパークギャップテクノロジーの一般的なアプリケーションには、パワースイッチングチューブ、電圧保護デバイス、移動アーク、および点火システム用のスパークプラグが含まれます。

火花が形成されると、ガスのイオン化がしばしば急激であるため、火花ギャップに可視光と特徴的な音が存在することがよくあります。 放出される光は、電子の蛍光によって引き起こされます。蛍光は、ガスイオンとの衝突の増加によって高エネルギーレベルに励起されます。 それらが通常のエネルギーレベルに戻ると、ギャップに光のバーストを作り出す光子を放出します。 これらの感覚現象は一般に有害ではありませんが、スパークギャップは空気をイオン化し、酸素と窒素のフリーラジカルを形成するため、連続アークを形成すると健康上の懸念を引き起こすことがあります。 実験が屋内で行われる場合、これらの分子は近くの植物や動物に害を及ぼす可能性がありますが、屋外の実験では有毒ガスが放散され、潜在的な危険が低減されます。

多くのストーブ、バーナー、エンジンは火花ギャップを利用して点火します。 ギャップ内の空気がイオン化されると大量の熱が生成されるため、生成された熱を使用して燃料源に点火することが容易になります。 スパークプラグはこの発生を利用し、保護デバイスは点火を回避するためにスパークギャップテクノロジーを使用します。 電圧サージが発生すると、火花ギャップが破壊され、サージの通過が妨げられます。 この技術は、落雷などの電力サージを引き起こす可能性のある電子機器や電話回線を保護するのに役立ちます。

スパークギャップは、ジェイコブのはしごの形成、または電気アークの進行にも使用されます。 このデバイスでは、下部の2本のワイヤ間にスパークギャップが導入され、スパークがカラムを運ぶように方向付けられています。 火花は空気をイオン化して加熱し、空気を上昇させて、空気が熱くなりすぎて電流を流すことができないブレークダウンポイントに達するまで電流を流し続けます。 壊れると、火花は再び列の下部から始まります。