Đố các bạn về bút thử điện

Mình đã chơi ngu, tạo ra nguồn DC khoảng 120V và chạm 2 ngón tay của 2 bàn tay vào 2 cực... tỉnh bơ như không... cảm thấy ngón tay hơi như bị kiến cắn trong sợi gân. Vậy nguồn 120VDC không nguy hiểm nhưng không phải vì nguồn 120VDC có cường độ nhỏ như 7604 nói mà là vì điện thế thấp, chưa đủ để để tạo dòng lớn trên cơ thể (I = V/R). Trong khi đó điện 120VAC có điện thế đỉnh lên đến gần 170 V (120 x 1.414) và với mức điện thế này dòng điện cao hơn sẽ đi qua cơ thể, và như 7604 nói thì khoảng 5mA AC đã bắt đầu đau đớn. Và ví dụ nếu bạn có một nguồn 120VDC có thể cấp dòng đến 100A nhưng khi chạm 2 điện cực vẫn chưa thấy nguy hiểm trong khi đó nếu một nguồn 120VAC (đỉnh là 170V) chỉ có thể cấp dòng chừng 50mA thôi nhưng khi chạm vào là có thể chết người như chơi.
Thêm nữa, ví dụ nếu một dòng DC và một dòng AC (đỉnh) có cùng giá trị đi qua cơ thể, chẳng hạn như 5mA, thì dòng AC có sức tàn phá mạnh hơn do các tế bào, phân tử máu, bị đảo cực với tần số 50Hz một dây, trong khi dòng DC gây giựt nhưng êm ả hơn. Các ghế điện hành hình tội nhân ở Mỹ một các tàn bạo đang được dùng ở một số nhỏ các tiểu bang ở Mỹ dùng nguồn AC với điện thế chừng 2500V. Theo nghiên cứu thì AC có sức tàn phá lục phủ ngũ tạng óc não nhanh hơn là DC, và có thể làm phạm nhân vào hôn mê trong một phần nhỏ của một giây. Một điện cực áp vào da đầu (cạo tóc), một điện cực kẹp dưới chân sau đó châm điện. Quá tàn bạo! và bị nhiều tổ chức chỉ trích chuyện này và có lẽ trong tương lai gần ghế hành hình sẽ bị loại bỏ thôi, chấm dứt hơn 100 năm có mặt, do một nhân viên của hãng điện E***ion chế tạo.
Không phải phạm nhân nào cũng bị bất tỉnh ngay những khoảng khắc đầu tiên mà có khi kéo dài đau đớn nhiều giây đồng hồ. Trong lịch sử có người còn thốt ra được tiếng nói "Ngưng đi, cho thôi thở chút". Quá trình hình hành phạm nhân này bị gián đoạn, anh ta được sống thêm một năm nữa và trở lại ghế điện. Lần nay anh không một tiến rên.
Có người bị khi mới bật điện lên, thì biến thế bị cháy, làm người đó dù chỉ bị dòng điện qua người trong khoảng khắc nhưng chịu đau đớn trong nhiều giờ để máy được sửa chữa, sau đó cũng bị cái máy này hành hình.
Quá trình hành hình này lập đi lập lại với một người qua nhiều chu kỳ mỗi lần vài chục dây, với nhiều mức điện thế khác nhau, để làm chắc một điều: phạm nhân đã chết thật sự. Tàn bạo quá! Người ta tính một dòng điện đến 8A đi qua phạm nhân, nhiệt cơ thể tăng như một con điện trở khi cho điện vào đầu làm nó nóng lên. Có trường hợp nơi tiếp điện ở hai cực bị bốc khói cháy lửa. Ghê quá không kể nữa.
Được txnghia sửa chữa / chuyển vào 00:52 ngày 03/12/2005

bạn trả lời đúng rồi
đèn neon không sáng...với điện một chiều
còn hiện tượng ở câu hỏi của bạn thì.....không biết thật

Bác txnghia,
Tôi thì được cái là mỗi khi xuống hầm là có sẵn vài chục cái bình điện luôn được charge đủ để cung cấp cho một building 16 tầng với hàng trăm server nên không cần tạo mà có thể thử bất cứ lúc nào tôi thích.
Khi bạn chạm vào 2 cực của 120VDC điện thế giữa 2 cực vẫn là 120V và điện trở cơ thể bạn thường lớn hơn 10k ôm. Lúc đó cường độ không đủ mạnh để bạn có cảm giác và quan trọng hơn là bạn không đọc kỷ ; cường độ của DC cần lớn 5 lần so với AC để có cùng ảnh hưởng lên cơ thể vì tính chất vật lý và hoá của cơ thể.
Nói về AC đúng là Vp = 1.41 Vrms, nhưng sao bạn không nói luôn AC có Vpp = 2*Vp? Vrms là root mean square và tại sao người ta sử dụng nó khi nói đến dòng AC trong dân dụng dù rằng nó chỉ bằng 0.7 Vp? Đơn giản vì nó còn được hiểu là Vemf có tác đụng tương đương với dòng DC ở hệ số đó.
Tôi thật không hiểu dòng 100A DC chạy qua cơ thể mà không sao? Tuy nhiên nếu bạn có thể chứng minh được điều đó gửi cho tôi, tôi sẽ dưa cho Naval để thu hồi tất cả sách của họ cũng như dẹp luôn cả trung tâm giảng dạy cho của họ. Còn dòng 50mA AC thì rõ ràng là nguy hiểm chết người rồi. Bạn chỉ dùm tôi cách nào để có được 120V DC cấp dòng 100A qua "cơ thể" không? Tôi vẫn nhớ câu đố mà ông thầy đã ra khi còn ngồi ở đại học là thiết kế tụ điện 1 đơn vị. Giải được 2 câu này trên thực tế bạn có thể sẽ được đề nghị cho giải Nobel năm tới.
Tôi không nghiên cứu về các ghế điện tử hình nhưng nếu bạn muốn xem các tài liệu về an toàn, tôi đề nghị bạn nên xem của IEEE, ERPI, Naval, NERC. Họ không vô tình nghĩ ra mà tất cả từ thực nghiệm để tạo ra tiêu chuẩn.
Trong ngành điện có một từ gọi là phenomeno hay còn được gọi là CSI, có nghĩa là có những việc mà chỉ giải thích dựa trên suy đoán bằng lý luận chứ không hẳn nó đã xảy ra như vậy (bí mật của tạo hoá). Nếu bạn muốn dùng 1 trong những điều đó để chứng minh một cái gì đó thì có thể tra từ này trên google bạn sẽ có nhiều tài liệu thú vị.
Khi còn ở VN tôi đã từng bị giựt rớt từ trần nhà xuống khi sửa quạt máy 220V. Thậm chí để thay chuột đèn lúc đó, người dân còn dùng cách chập dây cho nẹt lửa rồ giựt ra cho đèn sáng, hay nối vài tăng phô hư lại để xài. Năm ngoái, một anh bạn tôi từ VN sang và làm thợ bảo trì cho khách sạn. Trong khi vui anh ta kể lại rằng khi hội nghị đang diễn ra thì điện mất. Anh ta đã mau chóng mở hộp điện để nối lại mà không cần tắt cầu dao. Xếp của anh "không nói gì" vì đã giúp họ giữ được tiếng. Tuy nhiên điều mà anh ta không hiểu là xếp "không nói gì" vì ông ta thực sự "không biết nói gì". Và một lời khuyên mà tôi dành cho anh ta là đừng thực hiện điều đó lần thứ 2 vì thợ điện chính là những người chết vì điện nhiều nhất. Họ không chết vì không hiểu biết mà vì những lý do an toàn căn bản nhất bị vi phạm từ cuộc sống. Hãy cẩn thận với mọi lý luận về điện dựa trên kinh nghiệm cá nhân.
============================
Được 7604 sửa chữa / chuyển vào 01:34 ngày 04/12/2005

Bác 7604 ơi, mình hiểu nhầm ý bạn cũng do phần bạn viết không rõ, và vì vậy mới giải thích thêm, và đã múa rìu qua mắt thợ rồi, bác bỏ qua cho.
Mà hình như bác cũng hiểm nhầm bài trước của mình rồi đấy. Mình không nói là dòng điện 100A đi qua người là không sao mà nói là nếu có nguồn có thể cấp điện với dòng đến 100A, ví dụ như cái kho hầm bình điện của bác đấy. Nguồn bình này có thể cấp điện lên đến nhiều Amp nhưng khi sờ vào vẫn tĩnh bơ ở mức 120VDC đấy.
Bác có cái hầm bình này lại không thử trước để giải câu đố của anh bạn nguyentrongnhan1972, để cho mình phải hy sinh một phần lương ít ỏi để mua về 16 cục bin 9V, nối chúng nối tiếp lại với nhau để làm ra các mức điện thế một chiều trên 100V, và thử với cây bút thử điện.
Còn bác đề cập sao không nhắt đến Vpp (điện thế đỉnh-đỉnh), đó là vì khi người ta bị điện giựt, thường dòng điện đi từ dây nóng xuống đất. Nếu ta đặt mức điện thế đất là 0V thì điện thế ở dây nóng lên cao nhất là 170V (120Vrms) và thấp nhất là -170V(120Vrms), và vì vậy điện thế chênh lệch giữa giây nóng và đất cao nhất chỉ là 170V (120Vrsm), và chính điện thế này gây dòng điện giựt. Do đó mình không đề cập đến Vpp là 340V (120Vrms).
Với bạn cai_nguc, câu trả lời của bạn về đèn neon chưa đúng. Bạn có ý kiến rất hay về dùng một loại tụ, rồi nạp từng cái để được điện thế DC cao này. Rất tiếc mình đọc tin bạn trễ nên đã lỡ bỏ tiền ra mua một đống pin 9V về chơi rồi.

[
Với bạn cai_nguc, câu trả lời của bạn về đèn neon chưa đúng. Bạn có ý kiến rất hay về dùng một loại tụ, rồi nạp từng cái để được điện thế DC cao này. Rất tiếc mình đọc tin bạn trễ nên đã lỡ bỏ tiền ra mua một đống pin 9V về chơi rồi.
[/quote]
Tôi rất khâm phục về trình độ và lòng nhiệt tình của các bác. Tôi cũng thích học điện tứ từ bé nhưng chắc kiến thức chưa được sâu. Có gì mong học hỏi các bác thêm. Nhân đây tôi cũng xin bác txnghĩa tìm đọc cuốn sách vật lý lớp 11 của ban khoa học tự nhiên ( tài liệu giáo khoa thí điểm) trang 173/174 nói về sự phóng điện thành miền trong chất khí. Và bản thân tôi cũng từng thí nghiệm với cái bóng neon, nó xảy ra đúng như vậy đấy, chỉ có 1 điện cực phát sáng thôi.

Txnghia,
Có thể tôi hiểu lầm ý bác, nhưng có 1 điều bác có thể suy nghĩ.
Nguồn 120V cung cấp 100A có nghĩa là khả năng cung cấp của nguồn là 12kW. Đồng thời dòng DC chỉ chạy trong mạch kín giữa 2 cực. Điện trở cá nhân từ 10k ôm đến 50k ôm khi trở thành một thành phần trong mạch kín và nhận 100A, có nghĩa là bản thân của "thành phần" đó tiêu thụ 100kW đến 500kW tại một thời điểm "bị giựt". Điều nay không xảy ra nên trong cuộc sống cơ thể con người thường được gọi là "high resistance" so với nguồn DC. Tuy nhiên đừng nên đùa với nguồn DC cao vì nó cũng nguy hiểm không khác gì AC. Truyền tải DC cho đến nay vẫn hạn chế vì sự nguy hiểm của nó khi phải truyền tải một lượng lớn energy mà hiệu điện thế lại không thể nâng cao dễ dàng như AC. Nguyên nhân dẫn đến cháy dây dẫn là do cường độ vượt quá khả năng cho phép; mà nói đúng hơn là khả năng chịu nhiệt của dây khi cường độ tỷ lệ bình phương với nhiệt trên dây dẩn. Tất cả mọi sự phá hoại vật lý của vật chất hay cơ thể đều do một nguyên nhân chủ yếu là nhiệt (không loại trừ cơ). Dù DC hay AC thì P đều bằng I*I*R.
========================

Dưới là 15 cục pin 9V bắt nối tiếp cung cấp điện thế gần 145VDC để thực hiện thử nghiệm này. Ở mức điện thế này (145 VDC) mới đủ thế để làm thiết bị thử điện như trong hình sáng lên được. Mình cũng thử với một bút thử điện khác thì đèn thử điện sáng ở mức chừng 130VDC. Đó là vì trong mỗi thiết bị đo hãng sản xuất dùng giá trị chênh lệch nhau, tuy nhiên vẫn bảo đảm an toàn.

Và cũng theo hình, mình tháo dây màu tím ra và dùng 2 ngón tay ở 2 bàn tay chạm vào 1 cực của pin và dây đen của thiết bị đo, Đèn vẫn sáng.
Dưới là hình mô tả lại cây vít thử điện mình có, nó dùng một điện trở 1Mega-ôm mắc nối tiếp với một bóng neon. Mình thử tháo bỏ (nối tắt) điện trở này và thử đo thử nghiệm với nguồn điện 145VDC ở trên, tức điện từ một điện cực của pin vào thẳng đèn neon và qua người trở lại điện cực kia. Nó giựt hơi đau nhưng có thể chịu được (nhưng chắc mình giảm tuổi thọ mất). Vậy trong viết thử điện phải luôn có điện trở. Dùng đồng hồ đo điện, mình đo được dòng qua vít thử điện (lúc còn điện trở), qua người là chừng 160 micro-amp.

Được txnghia sửa chữa / chuyển vào 12:37 ngày 05/12/2005

Bạn cai_nguc à, mình không đáng để bạn khâm phục đâu, mình cũng như bạn thôi mà. Về câu trả lời của bạn về vấn đề khi dùng bút hay vít thử điện ta có thể biết được đầu chấm bút vào là âm hay dương thì mình không nói là bạn không đúng mà nói bạn chưa đúng (theo mình thì là gần đúng). Bạn trả lời là cực dương là cực phát sáng, mình nhận thấy nó chưa đúng ở 2 điểm: Một là điện cực không phát sáng mà chỉ có vùng khí xung quanh cực sáng. Điểm chưa đúng thứ hai là vùng sáng đó không phải tập trung xung quanh cực chạm vào nguồn dương mà là cực chạm vào nguồn âm.
Để giải thích tận gốc rễ chuyện này đòi hỏi kiến thức về vật lý nguyên tử, lượng tử, quang, sinh, hoá,... và mình cũng không đủ trình độ để giải thích. Tuy nhiên ở một mức độ nào đó thì mình có thể giải thích như sau:
Khi áp một điện thế lên 2 điện cực của bóng neon sẽ làm xuất hiện một điện trường (electromagnetic field) với các đường lực đi từ cực được áp nguồn dương qua cực được áp nguồn âm như hình vẽ sau. Vì 2 cực làm bằng kim loại nên có các điện tử tự do bên trong và trên bề mặt của cực điện. Khi điện trường xuất hiện, lực điện trường tạo lực làm cho các điện tử tự do trên bề mặt cực bắt đầu tăng tốc, lao từ cực dương sang cực âm, và vận tốc lớn nhất khi đến nó đến gần cực âm nhất. Trên đường đi các hạt điện tử va chạm với các nguyên tử neon, và khi va chạm các nguyên tử neon nhận vào một năng lượng, làm cho lớp điện tử ngoài cùng của nguyên tử neon nhảy ra khỏi hạt nhân. Tuy nhiên những điện tử này chỉ nằm ở vị trí mới trong một khoảng khác ngắn (phần nhỏ của một giây) sau đó lại trở về lại khoảng cách ban đầu. Khi nguyên tử nhận thêm năng lượng thì điện tử nhảy ra xa hơn khỏi hạt nhân và khi điện tử trở về lại vị trí cũ thì nó sẽ thải ra một năng lượng tương tự ở dạng các hạt photon và ta có thể thấy được năng lượng đó là sáng màu đỏ hồng. Nếu dùng loại khí khác trong cùng nhóm khí trơ của tuần hoàn, nó sẽ có màu xanh với loại khí ar-gon.

Vì các điện tử tự do đạt vận tốc càng cao khi càng đến gần âm cực, sự va chạm của nó với nguyên tử neon càng mạnh liệt hơn và chính vì vậy ta nhận thấy có một sáng tập trung ở một cực (cực âm) sau đó yếu dần đi về phía cực dương.
Còn khi với điện xoay chiều, một nửa chu kỳ điện, vùng khí xung quanh cực này sáng và nửa chu kỳ kia điện trưòng ngược lại làm sáng vùng khí cực kia. Do dó với điện xoay chiều ta thấy vùng sáng bao quanh cả hai cực và với điện một chiều thấy vùng sáng ở một cực.
Trong đèn huỳnh quang, bên trong mặt bóng đèn người ta tráng một lớp lưu huỳnh và khi các các hạt photon sinh ra do nguyên tử neon thải ra lại đập tiếp vào nguyên tử lưu huỳnh cho ra ánh sáng trắng. Trong đèn neon đó, người ta còn cho thêm một lượng nhỏ chất thủy ngân, làm tăng thêm độ dẫn điện trong đèn. Và đây cũng là kỹ thuật làm các ống đèn neon với nhiều màu, ở các cửa hiệu, tùy theo loại khí trong ống, hay trong ống được tráng với các loại chất khác nhau cho ra các loại màu khác nhau. Dòng điện trong các bóng neon xanh đỏ ở các cửa hiệu chừng dưới 15mA và điện thế 2 đầu điện cực từ 2 ngàn vôn đến 20 chục ngàn vôn tuỳ độ dài ngắn của bóng.
Cảm ơn các bạn tham gia và đọc loạt bài chủ đề này, và cũng cảm ơn bạn nguyentrongnhan1972 đề ra mục này làm bà con mình phải suy nghĩ, bàn thảo, học thêm kinh nghiệm
Được txnghia sửa chữa / chuyển vào 20:57 ngày 05/12/2005

Bài viết trên về cơ bản là đúng, tuy nhiên có một số chỗ hơi lộn xộn.
Thứ nhất: Điện tử (electron) không thể phát ra từ cực dương (anôt) được mà phải phát ra từ cực âm (catôt).
Thứ hai: Cái này phải nói rõ được là áp suất ở trong bóng thấp, khi có điện trường, các điện tử thu được năng lượng điện trường chuyển động ngươc chiều điện trường. Do áp suất thất (tương đương với mật đố khí thấp) nên điện tử có thể đi được vận tốc lớn mà it bị va chạm với các phân tử khí khác. Khi va chạm với vận tốc lớn mới phát ra các bước sóng khác nhau. Nếu mật độ lớn (áp suất cao) thì các điện tử chưa kịp thu đủ tốc độ đã bị va chạm, mất năng lượng. Tuy nhiên, không thể nói áp suất cao mà không gây phóng điện, điển hình là sét. Tuy nhiên để phóng điện được ở áp suất cao cần điện áp lớn. Chính vì thế, khi điện áp đặt vào bóng đèn của bút thử điện cũng như đèn neon không lớn, do đó phải làm áp suất thấp.
Tuy nhiên nói như thế cũng không phải vì ở áp suất cao, việc phóng điện duy trì khó xảy ra, chỉ tồn tại dưới dạng tia lửa điện, và cần công suất lớn (hiện tượng phóng điện duy trì ở áp suất thường điển hình là hàn hồ quang).
Câu trả lời cuối cùng vẫn đúng là phía cực dương (anôt) phát sáng, tuy nhiên có sự ngược với câu trả lời phía trên ở mấy điểm trên.
Cái này cần tìm hiểu thêm về vật liệu điện, các hiện tượng phóng điện trong chất khí, khí kém v.v... Các bác là vật lý giỏi giải thích cái này lắm. Ở đây chỉ là đại ý, không chính xác được nên rất dễ phản bác.

Về phần vật lý nguyên tử mình sẽ trao đổi đúng sai ra sao sau này nhưng kết luận cuối cùng của bạn vẫn có thể bị 2 lỗi giống như bạn cai_nguc. Điện cực không phát sáng mà chỉ có vùng khí neon xung quanh cực phát sáng. Như bóng dèn tim, khi bạn thấy tim nó sáng lên thì nó dây tóc phát sáng thì được. Còn lỗi thứ 2 là có thể vật liệu làm nên điện cực, mình chưa rõ, nhưng theo thí nghiệm mình làm ở trên và một số tài liệu đọc được trên mạng thì vùng sáng đó tập trung ở cực âm. Và ở đây chưa liên quan gì về hiện tượng phóng điện cả.
Bạn nói điện tử chỉ phát ra ở cực âm là hoàn toàn không đúng vì ngay cả một miếng kim loại bình thường khi chưa nối điện vào cực nào cũng có một số ít điện tử tự do trên bề mặt kim loại, giống như những con cá phóng lên mặt nước rồi lại rơi lại xuống nước. Khi nhiệt độ càng cao, độ giao động của các điện tử xung quanh hạt nhân càng nhiều, và càng có nhiều điện tử tự do nhảy vượt lên trên bề mặt kim loại. Do đó không phải vì cực âm mới phát ra điện tử, hay khi áp điện vào mới sinh ra điện tử tự do. Âm cực và dương cực đặt một lượng điện tích lên 2 bản cực, và điện tích này làm sinh điện trường.