Vad är ett gnistgap?
En gnistgap är ett mellanrum mellan två elektroder där en elektrisk gnista kan hoppa från den ena till den andra. Vanligtvis finns det en gas mellan elektroderna som kan leda elektricitet när en viss spänningströskel uppfylls, känd som nedbrytningsspänningen. Denna spänning gör att gasen jonas och drastiskt ökar sin konduktivitet tills spänningen sjunker eller gasen expanderar och skapar för mycket utrymme mellan jonerna. Vanliga tillämpningar av gnistgapsteknik inkluderar kraftomkopplingsrör, spänningsskyddsanordningar, resande elektriska bågar och tändstift för ett tändningssystem.
Vid bildande av en gnista finns det ofta synligt ljus och karakteristiskt ljud i gnistgapet eftersom joniseringen av gasen ofta är plötslig. Det utsända ljuset orsakas av fluorescens i elektronerna, som är upphetsade till höga energinivåer genom ökade kollisioner med gasjonerna. När de sjunker tillbaka till normala energinivåer avger de fotoner som skapar ljusbrist i gapet. Även om dessa sensoriska fenomen i allmänhet inte är skadliga, kan gnistgap ibland skapa hälsoproblem när de bildar kontinuerliga bågar, eftersom dessa kommer att jonera luften och bilda fria radikaler av syre och kväve. Dessa molekyler kan skada närliggande växter och djur om experimentet utförs inomhus, medan utomhusexperiment tillåter de giftiga gaserna att spridas, vilket minskar potentiella faror.
Många spisar, brännare och motorer använder gnistgap för att antändas. Eftersom en stor grad av värme genereras när luften i spalten joniseras, gör detta det enkelt att använda den genererade värmen för att antända en bränslekälla. Tändstift utnyttjar detta, medan skyddsanordningar använder gnistgapsteknik för att undvika antändning. Under en spänningsavbrott bryts gnistgapet och förhindrar att överspänningen går igenom. Den här tekniken är användbar för att skydda elektronik eller telefonlinjer under potentiellt skadliga strömavbrott, t.ex. blixtnedslag.
Gnistgap används också för att bilda en Jakobs stege eller resa elektrisk båge. I denna anordning införs ett gnistgap mellan två trådar i botten, som är riktade så att gnisten bär upp en kolonn. Gnisten joniserar och värmer upp luften, vilket gör att den stiger uppåt och fortsätter strömmen tills den når nedbrytningspunkten där luften har blivit för varm för att bära strömmen. När gnisten har brutits börjar den igen längst ner i kolumnen.