12-17mm Salama staattisen sähkön purkautuessa veitsen terästä hanaan. FPS?

[Virittäjä]

Joskus tuli kavereille persesähköloitsua esiteltyä ikean X-materiaali keittiötuolista liu-utta pois, veitsi valmiiksi kädessä ja sitten veistä hitaasti kohti keittiöhanaa: 12-17mm pituinen, sininen, erittäin selkeästi näkyvä ja kokoisekseen melko äänekäs "salama".

Ihmissilmä ilmeisesti näkee noin 25fps(?). Ainakin TV lähetykset joskus oli 24 tai 25fps kaikki. Miten tämän siis voi ymmärtää tai saada videolle? Vai menikö minulta voltit ja ampeerit muutaman kaljan jälkeen sekaisin? Kuinka kauan se salama on voinut olla olemassa? Erittäin korkeajännitteistä sähkövirtaa kehosta maahan vähintään 0,04 sekunnin ajan? Todennäköisemmin 0.1 sec? Ilman veistä tämä toimii sormella erittäin epämukavasti, mutta ei silti jätä edes jälkeä sormeen.

Eli voiko joku laskea arvot/parametrit? Voisiko tämän saada videolle normi kameralla jos tuolit vielä olisivat olemassa?

 

[telcoM]

Filmikameran suljin tai digi(video)kameran kuvakenno ottaa vastaan valoa määrätyn valotusajan verran kerrallaan, ja kuhunkin kuvapisteeseen saapuneen valon kokonaissumma tuona aikana ratkaisee mitä kuvaan tuon pisteen kohdalle tulee. Jos kuvattava ilmiö on hyvin kirkas, se voi olla paljonkin lyhyempi kuin käytetty valotusaika, ja näkyä silti kuvassa kirkkaana.

Sama pätee myös ihmissilmään: lyhyt mutta kirkas valo laukaisee silmän valoa aistivat solut vaikka se olisi merkittävästi "silmän vakio-FPS:ää" lyhyempikin. (Oikein kirkkaista valoista jää jälkikuva jonka häviäminen voi kestää monta sekuntia tai jopa minuutteja.)

Salamaniskun kaltaisia erittäin nopeita kirkkaita tapahtumia saakin paremmin talletettua käyttämällä _pitkää_ valotusaikaa. Silloin toki kamera pitää tukea johonkin tai pitkä valotus sotkee taustan jos kamera liikkuu yhtään valotuksen aikana. Sitten tarvitsee vain saada salama iskemään jossain kohtaa sitä aikaa kun kameran suljin on auki. Jos kameran himmennin on säädetty taustan mukaan, lopputuloksena paikallaan olevat kohteet näkyvät selkeinä mutta liikkuvista jää vain himmeä "varjo", paitsi salaman välähdyshetkellä salaman valaisemat liikkuvat asiat voivat nekin näkyä kirkkaina.

Digivideokameralla tulee sitten herkästi rolling shutter-ilmiöt ja videokoodauksen vaikutukset mukaan häiritsemään, toki kamerasta riippuen. Itse lähtisin yrittämään mieluummin järjestelmäkameralla jossa on laadukas objektiivi (kerää paljon valoa = himmentimen voi vääntää tiukalle) ja valotusajan säätö onnistuu joustavasti. Toisaalta en ole ollenkaan ajan tasalla siitä mitä säätöjä nykyaikaisesta perushyvästä videokamerasta löytyy...

Tuollaisessa staattisessa sähköiskussa jännite voi tosiaan olla hyvinkin korkea, mutta ampeerit jäävät hyvin vähäisiksi, ja siksi tuollaisesta ei normaalisti jää pysyviä jälkiä.

 

[napsa]

Tuo 25fps on kuvataajuus milloin videokuva on "sujuvaa" ihmissilmälle, mitä suurempi niin sitä sujuvampaa se on. Ei tarkoita että jos on pienempi, niin sitä ei näkyisi ollenkaan. 25fps tarkoittaa että yksi kuva on "esillä" 0,04 sekunttia. Esim valokuvauksessa käytettyn salaman välähdys kestää jotain 0,001 sekunttia, sen näkee selvästi ja ihmissilmää (ja kameraankin) kesto näyttää pidemmältä.

Voi saada kuvattua videon jopa älypuhelimella, riippuen olosuhteista toki ja jos laatu ei ole tärkeä kriteeri. Järjestelmäkameralla pitkällä valotusajalla saa otettua kuvan tapahtumasta jopa kohtuu helposti.

En tiedä mitä pitäisi laskea, en usko että kukaan pystyy laskemaan jännitettä, kestoa, tai mitään muutakaan lähtötiedoilla (muutenkaan itseasiassa), tuolin ja vaatteiden materiaali vaikuttaa, myös lattia, kengät/sukat, ilmankosteus ja moni muu asia. Jännite voi olla jotain 10 000V- 100 000V väliltä, ja virta on todella pieni.

 

[mRkukov]

Ihmissilmä ilmeisesti näkee noin 25fps(?). Ainakin TV lähetykset joskus oli 24 tai 25fps kaikki.

Vai menikö minulta voltit ja ampeerit muutaman kaljan jälkeen sekaisin?

Kyllä.

Voisiko tämän saada videolle normi kameralla jos tuolit vielä olisivat olemassa?

Ihan perus älypuhelin ja sillä videota hämärässä. Hämärä pakottaa kameran pitkille valotusajoille, jolloin välähdys tallentuisi varmasti.

Mutta ei hyvää päivää mikä kysymys. Ihmissilmä rekisteröi kyllä 250"fps" välähdyksenkin, eikä 25fps todellakaan ole sulavaa.

 

[Vesiperä]

Ihmis-silmässä kuva myös repeilee ilman v-syncciä. Migreenin sanotaan johtuvan vääristä taikka vanhentuneista ajureista, artifakteja esiintyy.

 

[TommiZeliard]

Joskus tuli kavereille persesähköloitsua esiteltyä ikean X-materiaali keittiötuolista liu-utta pois, veitsi valmiiksi kädessä ja sitten veistä hitaasti kohti keittiöhanaa: 12-17mm pituinen, sininen, erittäin selkeästi näkyvä ja kokoisekseen melko äänekäs "salama".

Ihmissilmä ilmeisesti näkee noin 25fps(?). Ainakin TV lähetykset joskus oli 24 tai 25fps kaikki. Miten tämän siis voi ymmärtää tai saada videolle? Vai menikö minulta voltit ja ampeerit muutaman kaljan jälkeen sekaisin? Kuinka kauan se salama on voinut olla olemassa? Erittäin korkeajännitteistä sähkövirtaa kehosta maahan vähintään 0,04 sekunnin ajan? Todennäköisemmin 0.1 sec? Ilman veistä tämä toimii sormella erittäin epämukavasti, mutta ei silti jätä edes jälkeä sormeen.

Eli voiko joku laskea arvot/parametrit? Voisiko tämän saada videolle normi kameralla jos tuolit vielä olisivat olemassa?

Kuivan ilman dielektrinen lujuus on 3 * 10^6 V/m, jolloin 12-17 mm:n läpilyöntietäisyys tarkoittaa 36 - 51 kV:n jännitettä.


Edit. Kiitos @Ormu, olin juuri korjaamassa, että virta on isohko, ampeereista jopa kymmeniin ampeereihin. Purkauksen kesto kuitenkin on resistanssista ja induktanssista riippuen vain jotain 0,5-500 nanosekuntia, niin seurauksia ei kipua lukuunottamatta tule.

Samaten tuo jännite saattaa terävän veitsen kentän takia oikeasti olla kuivallakin ilmalla "vain" 10-20 kV.

Teho voisi olla luokkaa 10 kW-1 MW (U * I), eli 80 km/h kulkevasta henkilöautosta suunnilleen tuulivoimaloiden teholuokkaan. Mihin me enää noita voimaloita tarvitaan, kun voi vaan hieroa takapuolta Ikean tuoliin sormi pystyssä?

Energia voisi olla vaikkapa 50 uJ-50 mJ (P * t).

@Virittäjä

 

[Virittäjä]

Wow! Todella asiallisia vastauksia kaikilta, varsinkin @telcoM , @napsa ja @TommiZeliard ! Ihan vähän on tullut opiskeltua järjestelmäkameran tekniikkaa ja sen käyttöä. Eli idiootti mun on pakko olla . Valotusajan siis unohtaneena. Kiitos vastauksista!

@mRkukov Tuli vielä mieleen, että joskus max 5v sitten ostimme jonkun halvan TV:n, joka ohjekirjan mukaan kykeni "standardiin" 24-25fps @ 1080p ja sitten kai 50-60fps @ 720 (pelaamiseen). Ja kyllähän pelatessa alle 40fps on selvää jarrua, mutta sitä ei näe katsomossa sohvalla. Kaveri taisi pelata tällä vanhuskoneella GTA5 sitä uutta keijo-perkele saarta sen 20-30fps ja tosi harvoin huomasin katsojana kakkosnäyttö-TV:stä [Max 60fps-TV) lagia, vaikka oli kuulemma tuskaa pelata.

Kiitos vastauksista, vaikka tämä nyt olikin vaan mieleen tullut, turhahko ihmettely!

 

[Virittäjä]

Eipä tämä mitenkään tärkeää ole, mutta olisi silti ehkä mielenkiintoista ymmärtää, että miten kauan moinen purkaus on kestänyt ja ehkä kenties arvioida energiapurkauksen tehoa watteina jos joku pätevä pystyy? Siis haarukkaa tarkoitan.

 

[Timo 2]

energiapurkauksen tehoa watteina jos joku pätevä pystyy?

Tässä alkua:
P= U×I
P= teho (W)
U= jännite (V)
I= virta (A) jotain aivan mitätöntä, reilusti alle 1 mA sillä 36 - 51 w on todella iso tähän tilanteeseen nähden

Jos joku tietää tuon ilman resistanssin (Ω) (jotain aivan valtavaa), niin sen tehon voi laskea myös sen kautta:

U²/R= P

 

[LM3]

Tässä alkua:
P= U×I
P= teho (W)
U= jännite (V)
I= virta (A) jotain aivan mitätöntä, reilusti alle 1 mA sillä 36 - 51 w on todella iso tähän tilanteeseen nähden

Jos joku tietää tuon ilman resistanssin (Ω) (jotain aivan valtavaa), niin sen tehon voi laskea myös sen kautta:

U²/R= P

Tuossa on se vika että kaasussa eli ilmassa resistanssi laskee kun läpilyönti pääsee alkuun. Hankala noita on mitata.

 

[Ormu]

Jännitettä purkauksen alkuhetkellä voi arvioida tavalla, jonka @TommiZeliard esitti. Aivan tarkkaa tulosta sillä ei saa, koska esimerkiksi terävän elektrodin läheisyydessä sähkökentän voimakkuus voi olla paikallisesti suurempi, jolloin purkaus alkaa helpommin kuin pelkän jännitteen ja etäisyyden perusteella voisi päätellä.

Virta ei suinkaan ole ihan pieni (alle 1 mA purkausta ei välttämättä edes tuntisi), vaan se voi olla hetkellisesti suhteellisen suurikin, mutta purkauksen kestoaika on erittäin lyhyt. Hetkellinen teho voi niinikään olla suuri. Sitä voi yrittää laskea, jos tietää virran ja jännitteen ajan funktiona, mutta niiden mittaaminen on varsin hankalaa.


https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/electrostatic-discharge

9.1 Introduction

Electrostatic discharge (ESD) has always been an important issue in the semiconductor industry as the source of unexpected destruction of semiconductor devices. ESD is the transfer of electrostatic charge between bodies or surfaces at different electrostatic potential. ESD is a high-current event (1–15 A) with a short duration (1–100 ns). ESD damage to integrated circuits (ICs) can be caused by:
...

 

[LaturiLewis]

ESD pistoolilla olen testannut joskus vielä töissä ollessa elektroniikan ESD kestoa. Esim. tyhjää piirilevyä laukomalla sai näkyviin hienon valoshown. Jos nyt oikein muistan niin ihminen vastaa noin 50 - 300 pF kapasitanssia, joka latautuu 10-30 kV jännitteeseen.
Human-Body Model and Electrostatic Discharge (ESD) Tests - In Compliance Magazine

Sähköiset kärpäslätkät toimivat hieman alemmalla jännitteelllä 400-500 V ,tosin niitäkin tuli viriteltyä 1-1.5 kV:lle , konkka laitteessa oli vain 400 V:n.