¿Por qué se enciende una chispa cuando empujo un enchufe en la toma de corriente?

En primer lugar, una chispa eléctrica se mueve de la carga eléctrica a través del aire. Esto es algo curioso, ya que el aire en sí mismo es un aislante eléctrico y no conduce cargas. Sin embargo, cuando el campo eléctrico en el aire excede cierto valor, el aire se ioniza y se vuelve altamente conductivo, lo que permite el movimiento de la carga.

El siguiente paso para entender es por qué tenemos campos eléctricos altos. Esto es obvio a partir de la expresión del campo eléctrico, que es

dónde$\Delta V$es la diferencia de potencial y$d$es distancia En Europa, normalmente tiene una diferencia de potencial de 220 V en el enchufe, y a medida que cierra esos dos potenciales diferentes, reduciendo así la distancia entre ellos, obtiene campos cada vez más grandes, hasta que en algún momento el aire se ioniza y se vuelve conductor.

En principio, cada vez que conectas un dispositivo, acercas estos dos potenciales diferentes, así que creo que cada vez que conectas un dispositivo, creas una chispa. Sin embargo, para dispositivos puramente resistivos , si la resistencia del dispositivo es lo suficientemente grande, la corriente será lo suficientemente pequeña, por lo que no verá ni escuchará la chispa. Sin embargo, si tiene un dispositivo potente como una caldera (éstas tienen una resistencia interna pequeña), la corriente de la chispa será grande y deberá observar el efecto.

La mayoría de los dispositivos tienen condensadores e inductores y eso también influye en las corrientes de chispa. En caso de que un capacitor con una gran capacitancia esté conectado directamente a los conectores de enchufe, se espera que grandes corrientes intenten llenar el capacitor lo más rápido posible y, debido a la gran carga requerida, esto puede significar una gran chispa. Por otro lado, los inductores con gran inductancia inhiben las corrientes grandes al crear un voltaje de retorno.

Lo único que puede representar un peligro para su dispositivo son las corrientes demasiado altas, lo que crea un gran calentamiento de Joule, que puede destruir los componentes. Sin embargo, la resistencia interna y la inductancia del dispositivo limitan esas corrientes a un valor aceptable.

La excepción a la regla son los motores eléctricos. Una regla empírica es que cuando está en reposo, el motor eléctrico tiene una resistencia interna muy pequeña. Por ejemplo, si bloquea el movimiento del motor mientras realiza una conexión, las enormes corrientes simplemente pueden destruirlo al derretir los cables dentro de él. Sin embargo, en el uso normal, el motor no está bloqueado y comienza a moverse muy pronto, por lo que todo lo que recibe es un breve choque térmico de Joule. Existe toda la ciencia sobre cómo hacer que este choque corto pero posiblemente peligroso sea lo más pequeño posible para motores eléctricos grandes y potentes, en lo que, sin embargo, no tengo mucho conocimiento.