Perché l'acqua mette in corto circuito i PCB? (es. Perché l'elettricità non segue il percorso di minor resistenza?)

Se il rame è più conduttivo dell'acqua (a qualsiasi PH ragionevole), i circuiti elettronici in rame sommersi non dovrebbero avere alcun effetto, poiché l'elettricità dovrebbe continuare a seguire il percorso di minor resistenza (ad esempio i circuiti PCB in rame altamente conduttivi) piuttosto che in cortocircuito nell'acqua leggermente conduttiva. Tuttavia, scaricare acqua sull'elettronica li mette in corto circuito, anche se il rame è il conduttore superiore.

Perché questo si verifica quando il percorso di minor resistenza dovrebbe essere il rame anziché l'acqua?

Correzione dell'errore:

L '"elettricità" non segue MAI il percorso di minor resistenza.

L'elettricità NON è come una singola grande Zorb che scende da una collina .

L'elettricità sarebbe meglio modellata in questo contesto come
un grande serbatoio d'acqua che viene versato lungo una collina ruvida .
La maggior parte dell'acqua seguirà grossi canali e canali ma alcuni troveranno canali laterali più piccoli.

La domanda non è
"quale percorso seguirà l'elettricità?"
ma
"quanta corrente scorrerà lungo questo percorso dato?"

Percorsi a bassa resistenza conducono correnti più elevate.

Percorsi di resistenza più elevati conducono meno corrente.
Solo percorsi di resistenza infiniti condurranno corrente zero.

Non ci sono infiniti percorsi di resistenza.

Più:

Quando la tensione viene applicata all'acqua al di sopra di una certa tensione critica, l'acqua si decompone in idrogeno e ossigeno - - noto come "elettrolisi" . Eventuali componenti nell'acqua possono anche decomporsi per produrre ad esempio gas di cloro da prodotti di cloro nell'acqua. Anche l'acqua deionizzata totalmente pura può essere decomposta in questo modo.

Una volta ottenuta anche una piccola quantità di flusso di corrente, si formano ioni che promuovono più flusso di corrente, resistenza inferiore, più interruzione ... zap.

Ho lasciato cadere un "cercapersone" nell'acqua di mare e un telefono portatile in una soluzione di cloro concentrata * e "salvato" entrambi senza danni a lungo termine estraendo immediatamente le batterie e lavandole in abbondanti quantità di acqua dolce e poi lasciandole asciugare completamente (un passaggio molto importante). E ho visto le apparecchiature distrutte dall'esposizione all'acqua con le batterie e poi lasciate entrare.

• Nota per sé: rimuovere il telefono portatile dalla tasca superiore prima di mescolare un secchio grande di soluzione di ipoclorito di sodio.

  Quando si spruzza lungo il bordo del mare e generalmente si diverte, il tuo cercapersone dovrebbe essere in un sacchetto protetto contro gli spruzzi di sale o, meglio ancora, lasciato a casa.

  Nota per i giovani: i cercapersone erano cose che avevamo prima di inventare i telefoni cellulari. Effettivamente un sistema di ricezione solo SMS senza voce o altre funzionalità. Il dottore sembra ancora usarli.

Il problema è che sebbene le tracce abbiano una resistenza molto bassa, le tracce non sono una rete completamente mesh. Il PCB è una raccolta di reti. Non esiste un percorso di bassa resistenza tra due nodi qualsiasi, ma solo tra nodi specifici che si ritiene siano sulla stessa rete, come dettato dal design del circuito che è stato trasferito alla grafica del PCB.

Tra alcuni altri nodi che non si trovano sulla stessa rete, la resistenza o l'impedenza può essere, in effetti, molto elevata. Quasi infinito, in alcuni casi. Inoltre, potrebbe esserci una tensione tra questi punti. Un primo esempio di ciò sono le reti di energia elettrica.

L'acqua ricca di ioni creerà percorsi conduttivi tra nodi che non dovrebbero essere così collegati e la differenza di tensione farà fluire una corrente, creando cortocircuiti o vicino a cortocircuiti.

Un circuito stampato ha tracce. Queste tracce sono pensate per essere isolate l'una dall'altra. Lo richiede un corretto funzionamento del circuito.

Se scarichi acqua sulla tavola, le tracce non sono più isolate.

Se il "circuito" fosse solo un solido piano di rame, l'acqua non avrebbe alcun effetto.

Sta seguendo il percorso di minor resistenza. In questo caso, quel percorso è il rame e gli ioni nell'acqua che consentono alcuni più elettroni. Devi considerare l'acqua come un'altissima resistenza. Non è infinitamente alto, quindi un po 'di corrente scorrerà lì, di solito con risultati cattivi. Proprio come nel caso di due resistori in parallelo, il rame è la bassa resistenza e la maggior parte della corrente scorre attraverso quel percorso, ma alcuni scorreranno nell'altro resistore alto (ioni nell'acqua). Si noti che l'acqua deionizzata non può condurre a causa della mancanza di ioni.

Un'altra cosa di solito ignorata è che i circuiti integrati non sono completamente sigillati ermeticamente, quindi l'acqua e altri elementi possono entrare e provocare il caos all'interno, specialmente con il tempo in cui si tiene conto dell'ossidazione e degli ioni che possono cortocircuitare il circuito integrato.