雅各布天梯

在希腊神话中，有一个关于雅各布的故事，他在梦中沿着一架通往天空的梯子取到了神圣之火。这个神话中的梯子后来被称为雅各布天梯。^[2]

雅各布天梯是一种展示电弧产生和消失过程的科学装置。它由变压器和羊角电极等部件构成。^[3]由变压器提供数十万伏的高压，在羊角电极间击穿空气，形成弓形电弧，产生磁场。这种电弧会受到磁场的作用向上移动，呈现出类似攀爬梯子的现象。当电弧长度达到约600毫米时，由于电压无法继续维持电弧产生的条件，电弧便会消失。随后，羊角电极底部又会出现新的电弧，从而形成了不断循环的电弧爬梯现象。

雅各布天梯的工作原理涉及到高压下的电弧放电。两个呈羊角形状的管状电极分别连接至高压电源和地面。当电压超过5万伏特时，电极间的空气会被击穿，形成电弧并逐渐向上攀升，仿佛是一串串圣火在燃烧。这一过程是由空气流动和电动力共同作用的结果。随着电弧变长，它的电阻也会增加。当供给电弧的能量不足以抵消其向外散发的热量时，电弧就会自然熄灭。然而，在高压条件下，电极之间的空气会再次被击穿，导致新一轮的电弧放电，这样周而复始的循环就构成了雅各布天梯的现象。