Vprašanja in odgovori o testnih peresih
1. Zakaj neonske cevi svetijo?
2. Ker pri uporabi testnega peresa skozi človeško telo teče tok, zakaj ljudje ne dobijo električnega udara?
3. Pravzaprav lahko tudi nošenje izoliranih čevljev povzroči, da se testno pero zasveti, vendar ali to ne prekine povezave med ljudmi in zemljo? Zakaj je še vedno svetlo?
Prvo vprašanje: Neonska cev je majhna steklena cev z dvema elektrodama, napolnjena z nizkotlačnim neonskim plinom. Značilnost neonskega plina je, da bo plin ioniziran, ko bo nosil določeno dovolj visoko napetost, v plinu pa bodo nastajali prosti naboji, prosti naboji pa se bodo premikali usmerjeno, da bodo tvorili tok in spremljajoči sij bo nastala pri ionizaciji.
Zato, ko se napetost med poloma neonske cevi poveča na določeno vrednost (imenovano začetna napetost, običajno 60-90 voltov), plin v cevi prevaja elektriko in pojavi se čudovit pojav žareče razelektritve. Značilnost žareče razelektritve je, da je tok majhen in temperatura ni visoka. Med normalno žarečo razelektritvijo se njegova napetost ne spreminja s tokom. Z eno besedo, luminiscenca neonske cevi je pojav plinskega ionizacijskega praznjenja neonskega plina pod visoko napetostjo.
Druga težava: razlog za odsotnost električnega udara je premajhen tok. Nekdo se bo zagotovo vprašal, kako majhen je? Človeško telo čuti že nekaj miliamperov toka. Kako majhen je torej? Naredimo matematiko. Ko oseba uporablja električno pisalo, je napajalna žica pod napetostjo v stiku s konico pisala. Če je v dobrem stiku s tlemi, žica pod napetostjo in notranji upor električnega testnega peresa, neonske cevi, človeškega telesa in tal tvorijo serijsko vezje. Upor v testnem peresu je na splošno približno 1 megohm, upor človeškega telesa je na splošno približno 1 tisoč ohmov, začetna napetost U0 neonske cevi je 80 voltov in moč napajalna napetost je 220 voltov, tako da jo je mogoče izračunati (220-80)/(1000000 plus 1000)=0.14mA. Vendar pa je tok, ki ga ljudje čutijo, nad 1 mA, tok, ki povzroči električni udar, pa je nad 10 mA, oba pa sta veliko večja od 0,14 mA. Zato lahko sklepamo, da gre tok skozi človeško telo pri uporabi električnega merilnega peresa, vendar je tok prešibak, zato ga ljudje sploh ne čutijo, kaj šele povzročijo električni udar.
Tretje vprašanje: neonsko cev lahko vidite, četudi nosite izolirane čevlje. Čeprav izolirani čevlji izolirajo človeško telo in zemljo, prehod še vedno obstaja. Ker je med človeškim telesom in tlemi enakovredna porazdeljeni kapacitivnosti (približno na stotine pikofaradov, ko je blizu tal). V tokokrogu izmeničnega toka lahko kondenzator, tako kot upor, prepušča tok. Čeprav ima ta majhna porazdeljena kapacitivnost med človeškim telesom in zemljo velik ovirni učinek na 50 Hz izmenični tok, lahko še vedno ustvari tok več deset mikroamperov v vezju (metoda izračuna je enaka metodi v drugi vprašanje, kapacitivnost Capacitive reactance 1/wc lahko izračunate sami), tako da neonska cev sveti. Seveda, če ljudje testirajo v zraku daleč stran od tal in sten, ker je porazdeljena kapacitivnost med ljudmi in zemljo zelo majhna, je kapacitivna reaktanca zelo velika in neonska cev v testnem peresu morda ne bo svetila.
