Language
Country/Area
No result found
Kekuatan misterius percikan listrik: Mengapa ia dapat menyalakan segalanya dalam sekejap?
Percikan adalah pelepasan listrik tiba-tiba yang terjadi ketika medan listrik yang cukup kuat menciptakan jalur konduktif bermuatan dalam media yang biasanya bersifat isolasi seperti udara atau gas lainnya. Percikan. Fenomena ini menyebabkan banyak ilmuwan, seperti Michael Faraday, memujinya sebagai "kilatan cahaya indah yang menyertai pelepasan arus listrik biasa."
Transisi cepat percikan dari keadaan non-konduktif ke keadaan konduktif disertai dengan kilatan cahaya singkat dan suara letupan yang tajam.
Percikan terjadi ketika medan listrik yang diberikan melebihi kekuatan tembus dielektrik media. Untuk udara, kekuatan tembusnya sekitar 30 kV/cm di permukaan laut. Berbagai percobaan akan menunjukkan variasi dalam jumlah ini, tergantung pada kelembapan, tekanan atmosfer, bentuk elektroda (misalnya berbentuk jarum dan datar, setengah bola, dll.) dan jarak di antara keduanya, dan bahkan jenis bentuk gelombang, seperti gelombang sinus atau gelombang persegi panjang kosinus.
Pada tahap awal aliran arus, elektron bebas di celah (dari sinar kosmik atau radiasi latar belakang) dipercepat oleh medan listrik, yang menyebabkan longsoran Townsend. Ketika elektron-elektron ini bertabrakan dengan molekul udara, mereka menciptakan lebih banyak ion dan elektron yang baru dihasilkan, yang juga dipercepat. Akhirnya, energi termal menyediakan sumber ion yang besar, yang menyebabkan kerusakan dielektrik di wilayah dalam ruang hampa.
Setelah ruang hampa rusak, batas aliran arus ditentukan oleh muatan yang tersedia (misalnya, pelepasan muatan elektrostatik) atau impedansi sumber daya eksternal. Jika sumber daya terus memasok arus, percikan akan berubah menjadi fenomena pelepasan muatan berkelanjutan yang disebut busur. Percikan listrik juga dapat terjadi pada cairan atau padatan yang bersifat isolasi, tetapi mekanisme pemecahannya berbeda dengan percikan pada gas.
Sejarah EDM
Pada tahun 1671, Leibniz menemukan bahwa percikan berhubungan dengan listrik. Pada tahun 1708, Samuel Wall melakukan percobaan untuk menghasilkan percikan dengan menggosokkan karet pada kain. Pada tahun 1752, Thomas François Dallibard mengatur agar seorang veteran Prancis mengumpulkan petir dalam toples Leyden di desa Marly, berdasarkan percobaan yang diajukan oleh Benjamin Franklin, yang membuktikan bahwa petir dan listrik adalah fenomena yang sama. Dan percobaan layang-layang Franklin yang terkenal adalah contoh keberhasilan mengekstraksi percikan dari awan selama badai petir.
Penerapan EDM
Sumber Pengapian
Percikan listrik digunakan dalam busi mesin pembakaran internal berbahan bakar bensin untuk menyalakan campuran bahan bakar dan udara. Muatan pada busi dilepaskan dari elektroda tengah yang terisolasi ke terminal ground. Tegangan untuk percikan disediakan oleh koil pengapian atau generator magneto dan dihubungkan ke busi melalui kabel terisolasi. Pemantik api menggunakan arus listrikpercikan api untuk memulai pembakaran pada kompor dan pembakar gas tertentu, menggantikan api terbang tradisional.
Komunikasi Nirkabel
Pemancar celah percikan menggunakan celah percikan listrik untuk menghasilkan radiasi elektromagnetik frekuensi radio yang dapat digunakan sebagai pemancar untuk komunikasi nirkabel. Pemancar celah percikan digunakan secara luas selama tiga puluh tahun pertama, dari tahun 1887 hingga 1916, tetapi kemudian digantikan oleh sistem tabung vakum dan tidak lagi digunakan untuk komunikasi sebelum tahun 1940. Penggunaan pemancar celah percikan secara luas menyebabkan "Spark" menjadi julukan bagi operator radio kapal.
Pengerjaan logam
Percikan listrik juga digunakan dalam berbagai teknik pengerjaan logam. Pemesinan pelepasan listrik (EDM), terkadang disebut pemesinan percikan, menggunakan pelepasan percikan untuk menghilangkan material dari benda kerja. Teknologi ini terutama digunakan untuk logam keras yang sulit diproses menggunakan teknik tradisional. Sintering plasma percikan (SPS) adalah teknik sintering yang melibatkan pengaliran arus DC berdenyut melalui bubuk konduktif dalam cetakan grafit. SPS lebih cepat daripada pengepresan isostatik panas tradisional.
Analisis Kimia
Cahaya yang dihasilkan oleh percikan listrik dapat digunakan dalam teknik spektroskopi yang disebut spektroskopi emisi percikan. Laser berdenyut berenergi tinggi juga dapat digunakan untuk menghasilkan percikan listrik. Spektroskopi kerusakan yang diinduksi laser (LIBS) adalah teknik spektroskopi emisi atom yang menggunakan laser berdenyut berenergi tinggi untuk mengeksitasi atom dalam sampel. Teknik ini juga dikenal sebagai spektroskopi percikan laser (LSS). Percikan listrik juga digunakan untuk membuat ion dalam spektrometri massa.
Bahaya percikan listrikPercikan listrik berbahaya bagi manusia, hewan, dan bahkan benda statis. Percikan listrik dapat menyalakan bahan yang mudah terbakar, cairan, gas, dan uap. Bahkan pelepasan muatan statis yang tidak disengaja, seperti yang dihasilkan saat menyalakan lampu atau sirkuit lain, dapat memicu percikan dari uap yang mudah terbakar seperti bensin, aseton, propana, atau bubuk di pabrik tepung.
Jika seseorang membawa listrik statis bertegangan tinggi atau berada di dekat sumber daya bertegangan tinggi, percikan akan melompat di antara konduktor dan tubuhnya, melepaskan energi yang sangat besar, yang dapat menyebabkan luka bakar parah, kerusakan pada jantung dan organ dalam, dan bahkan menyebabkan timbulnya Arc flash. Bahkan percikan berenergi relatif rendah, seperti yang berasal dari pistol setrum, dapat membebani jalur listrik sistem saraf, yang menyebabkan kontraksi otot yang tidak disengaja atau mengganggu ritme jantung.Percikan sering kali menunjukkan adanya medan tegangan tinggi; semakin tinggi tegangan, semakin jauh jarak yang dapat ditempuh percikan.
Oleh karena itu, percikan listrik bukan hanya fenomena fisik yang menarik, tetapi juga memicu pemikiran mendalam kita tentang keselamatan, teknologi, dan aplikasi. Di balik fenomena ini, adakah hal-hal yang lebih tidak masuk akal?
