打火機，我相信大家都見過，最早以前用的是那種内部裝有棉花和煤油的老式打火機，外觀如圖1所示，小時候每次看到大人用來點煙都會想辦法借來玩一會，童年時代做夢都想擁有一個，可是因為家裡窮買不起，等我現在有條件能買得起的時候，現在卻沒有人使用了！目前大家普遍使用的都是電子打火機，電子打火機分有三種，一種是用丁烷作為燃料，如圖2所示，另一種是用高頻将3.7V電壓升壓到數萬伏的高壓，再用高壓對空氣進行電離産生電弧，産生的電弧就可以用來點煙了，如圖3所示，最後一種是用電熱絲加熱點煙的，後面的 種打火機是不用任何燃料的。

上周，有粉絲說叫我做一集講解電子打火機是如何自已發電點火的，所以今天我們就來仔細地分析一下最常用的用丁烷作為燃料的那種電子打火機的點火原理。

圖1 老式煤油打火機

圖2 常用的電子打火機

圖3 電弧打火機

電子打火機的點火器如下圖所示，為了讓大家更好地理解它電子打火機的點火工作原理，我們先來了解一下什麼是“壓電效應”，就是有一種材料，當它的兩個相對的面受到外力作用時，它就會因為被擠壓而發生機械形變，材料内部産生極化現象，于是被擠壓的兩個面生産極性相反的電荷，當外力去掉之後，它的機械形狀會恢複到原來的形狀，于是乎它的表面又會恢複到不帶電的狀态，這種現象稱為“壓電效應”。其實它是一種把機械能轉換為電能的過程。

打火機的點火器

反過來，如果我給這種材料的兩個極化方向上施加電場，那麼材料在某一方向上就會産生機械形變，如果把電場去掉它的機械形變也會消失，這種把電能轉換為機械能的現象叫做“逆壓電效應”，關于這個問題，我另外再做了一集視頻，請大家到我的視頻去觀看即可。

回到主題，這種能夠把被擠壓而産生電荷的材料叫做“壓電材料”，壓電材料有石英、壓電陶瓷兩種。

壓電材料的發電原理如圖4所示，關于它的實物發電演示，大家可以到我的視頻裡去觀看，我們通過使用示波器去測試，結果很明顯，由于時間問題，這裡我就不上圖了，看視頻更加直觀。順便說一下，有網友問我為什麼不用數字萬用表去測而用示波器，原因是壓電材料輸出的電壓是瞬間的，隻有幾毫秒，數字萬用表的反應過于遲鈍，儀表還沒有反應過來電壓就已經消失了，所以測量結果是不準确的，隻能用示波器去看它的輸出幅度。

圖4

在圖4的示意圖中，當壓電材料的A面和B面被擠壓之後，在這兩個面将會産生極性相反的電荷，如果用導體将A面和B面連接起來，便會形成電流。

為了提升輸出電壓和電流，我們将兩個壓電材料疊在一起，兩個面則用導線并聯起來，再用一個擊錘敲擊它，于是它的兩個面産生的電荷經過兩根輸出導線輸出一個兩萬伏以上的電壓，适當調整兩根輸出導線的放電端的距離，比如調為1mm的距離，這兩個放電端就會産生電弧，如圖5所示。

圖5

好了，上面我們已經了解了電子産生電弧的過程，下面再看看它是怎樣利用這個電弧去點燃丁烷氣體的，我們進一點擴展圖5，給它加入打火機的氣嘴部分，如圖6所示，先看看氣嘴部分，氣嘴一般是用銅材做的，氣嘴的下方與丁烷的儲氣罐連接，上方為出氣口，上面套有一個金屬彈簧，從壓電材料輸出的兩根導線，負極接到氣嘴上，正極則置于彈簧上方約1mm左右的位置。

圖6

再進一步對圖6進行擴展，得到一個基本完整的電子打火機系統，如圖7所示，從圖中可以看出，當“壓柄”被下，儲氣罐裡的丁烷經過氣嘴噴出并氣化，此時，如果壓柄被按到底，擊錘将會敲擊壓電材料，壓電材料輸出的高壓在正極與彈簧之間放電産生電弧，電弧引燃丁烷氣體，發電和點火的主要過程就是這樣。

圖7 打火機的工作原洹

本集我們主要是講解電子打火機的發電和點火原理，其機械部分就不去闡述了。

電子打火機的實物拆解，請去看我的視頻，裡面更加詳細。

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