电子打火机的点火原理

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打火机，我相信大家都见过，最早以前用的是那种内部装有棉花和煤油的老式打火机，外观如图1所示，小时候每次看到大人用来点烟都会想办法借来玩一会，童年时代做梦都想拥有一个，可是因为家里穷买不起，等我现在有条件能买得起的时候，现在却没有人使用了！目前大家普遍使用的都是电子打火机，电子打火机分有三种，一种是用丁烷作为燃料，如图2所示，另一种是用高频将3.7V电压升压到数万伏的高压，再用高压对空气进行电离产生电弧，产生的电弧就可以用来点烟了，如图3所示，最后一种是用电热丝加热点烟的，后面的 种打火机是不用任何燃料的。

上周，有粉丝说叫我做一集讲解电子打火机是如何自已发电点火的，所以今天我们就来仔细地分析一下最常用的用丁烷作为燃料的那种电子打火机的点火原理。

图1 老式煤油打火机

图2 常用的电子打火机

图3 电弧打火机

电子打火机的点火器如下图所示，为了让大家更好地理解它电子打火机的点火工作原理，我们先来了解一下什么是“压电效应”，就是有一种材料，当它的两个相对的面受到外力作用时，它就会因为被挤压而发生机械形变，材料内部产生极化现象，于是被挤压的两个面生产极性相反的电荷，当外力去掉之后，它的机械形状会恢复到原来的形状，于是乎它的表面又会恢复到不带电的状态，这种现象称为“压电效应”。其实它是一种把机械能转换为电能的过程。

打火机的点火器

反过来，如果我给这种材料的两个极化方向上施加电场，那么材料在某一方向上就会产生机械形变，如果把电场去掉它的机械形变也会消失，这种把电能转换为机械能的现象叫做“逆压电效应”，关于这个问题，我另外再做了一集视频，请大家到我的视频去观看即可。

回到主题，这种能够把被挤压而产生电荷的材料叫做“压电材料”，压电材料有石英、压电陶瓷两种。

压电材料的发电原理如图4所示，关于它的实物发电演示，大家可以到我的视频里去观看，我们通过使用示波器去测试，结果很明显，由于时间问题，这里我就不上图了，看视频更加直观。顺便说一下，有网友问我为什么不用数字万用表去测而用示波器，原因是压电材料输出的电压是瞬间的，只有几毫秒，数字万用表的反应过于迟钝，仪表还没有反应过来电压就已经消失了，所以测量结果是不准确的，只能用示波器去看它的输出幅度。

图4

在图4的示意图中，当压电材料的A面和B面被挤压之后，在这两个面将会产生极性相反的电荷，如果用导体将A面和B面连接起来，便会形成电流。

为了提升输出电压和电流，我们将两个压电材料叠在一起，两个面则用导线并联起来，再用一个击锤敲击它，于是它的两个面产生的电荷经过两根输出导线输出一个两万伏以上的电压，适当调整两根输出导线的放电端的距离，比如调为1mm的距离，这两个放电端就会产生电弧，如图5所示。

图5

好了，上面我们已经了解了电子产生电弧的过程，下面再看看它是怎样利用这个电弧去点燃丁烷气体的，我们进一点扩展图5，给它加入打火机的气嘴部分，如图6所示，先看看气嘴部分，气嘴一般是用铜材做的，气嘴的下方与丁烷的储气罐连接，上方为出气口，上面套有一个金属弹簧，从压电材料输出的两根导线，负极接到气嘴上，正极则置于弹簧上方约1mm左右的位置。

图6

再进一步对图6进行扩展，得到一个基本完整的电子打火机系统，如图7所示，从图中可以看出，当“压柄”被下，储气罐里的丁烷经过气嘴喷出并气化，此时，如果压柄被按到底，击锤将会敲击压电材料，压电材料输出的高压在正极与弹簧之间放电产生电弧，电弧引燃丁烷气体，发电和点火的主要过程就是这样。

图7 打火机的工作原洹

本集我们主要是讲解电子打火机的发电和点火原理，其机械部分就不去阐述了。

电子打火机的实物拆解，请去看我的视频，里面更加详细。

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