为什么电蚊拍可以电死蚊子而不会电死人?
三重电网=防误撞
电蚊拍是怎么电死蚊子的?首先当然是通过电蚊拍内部的整流器和升压变压器,将220V的交流电压变成2000 V以上的DC电压。然后就是电蚊拍的关键——电网。
供电的不是电网,是真正带电的铁丝网...如果你仔细看电蚊拍的电网,不难发现,总有三层。上下两层称为“外层”,中间一层称为“中间层”。电蚊拍的三层电网实际上是高压DC线的两极,中间电网为正极,外侧电网为负极。
中电网和外电网之间有一个距离,是根据电蚊拍的电压计算后设计的。这个距离很巧妙——电蚊拍静止或挥动时,这个距离可以保证两层电网的绝缘,不能形成通路(距离太近绝缘无法保证);当一只昆虫越过外层电网,接触到中间电网时,会冲破距离之间的空气(气隙),会产生电弧,同时会发出啪嗒声(如果距离太远,昆虫无法突破电弧)。灭蚊的武器就是这个弧线。
有趣的是,杀手是电网,也是电网为用户提供保护。我们来回顾一下电蚊拍网格的外观——外网格明显比内网格稀疏。这也是有原因的:
为了保护用户,电蚊拍把低电位电源的一极放在外层,这样当用户接触外电网时,外电网不会因为电位低而与大地形成回路,从而导致触电。因此,当人们接触外部电网时,他们不会触电。人不会触电,昆虫也不会。为了让中间电网更容易接触到昆虫,外层电网设计得比较稀疏。
外部电网稀疏,有一个缺点——人的手指可以伸进去。但有过这方面经验的朋友都知道,手指放进去会有刺痛,但不会对身体造成较大影响。(触电的感觉不会太好,所以提醒用户不用电蚊拍的时候一定要关掉开关,尤其是家里有小孩的。那为什么几千伏的电蚊拍杀不死人?
高电压+大电阻=小电流
正如我在上一篇文章中解释的(点击查看),让人感到触电的是电流,与电压无关。这可以从另一个方面证明——电蚊拍虽然能产生高电压,但只能输出小电流,所以不会对人造成太大伤害。
高压电路产生小电流,原理很简单,根据欧姆定律I=U/R,只要在电路中串联一个大电阻。其实电蚊拍也是这么做的,输出高电压只是为了更容易突破空气间隙,杀死蚊子的还是电流。但如果要电死一只蚊子,5mA的电流就足够了(人体的安全电流是30mA,低于这个电流不会对人体造成伤害)。