Warum schließt Wasser Leiterplatten aus? (Warum folgt Elektrizität nicht dem Weg des geringsten Widerstands?)

Wenn Kupfer leitfähiger ist als Wasser (bei einem vernünftigen pH-Wert), sollte das Eintauchen von Kupfer-Elektronikschaltkreisen keine Auswirkung haben, da der Strom weiterhin dem Pfad mit dem geringsten Widerstand folgen sollte (z. B. den hochleitfähigen Kupfer-Leiterplattenpfaden), anstatt einen Kurzschluss zu verursachen in das mild leitende Wasser. Das Ablassen von Wasser auf die Elektronik schließt sie jedoch deutlich aus, obwohl Kupfer der überlegene Leiter ist.

Warum tritt dies auf, wenn der Weg des geringsten Widerstands eher das Kupfer als das Wasser sein sollte?

Fehlerkorrektur:

"Elektrizität" folgt NIEMALS dem Weg des geringsten Widerstands.

Elektrizität ist NICHT wie ein einziger großer Zorb, der einen Hügel hinunterfährt .

Strom wäre in diesem Zusammenhang besser als
ein großes Wasserreservoir zu modellieren , das einen rauen Hang hinunterfließt .
Der größte Teil des Wassers folgt großen Schluchten und Kanälen, aber einige finden kleinere Seitenkanäle.

Die Frage ist nicht,
"welchem ​​Weg wird die Elektrizität folgen?"
aber
"wie viel Strom wird auf diesem vorgegebenen Weg fließen?"

Pfade mit niedrigem Widerstand leiten höhere Ströme.

Pfade mit höherem Widerstand leiten weniger Strom.
Nur unendliche Widerstandspfade leiten keinen Strom.

Es gibt KEINE unendlichen Widerstandspfade.

Plus:

Wenn Wasser über einer bestimmten kritischen Spannung mit Spannung beaufschlagt wird, zerfällt das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff - die sogenannte "Elektrolyse" . Jegliche Komponenten im Wasser können sich auch zersetzen, um z. B. Chlorgas aus Chlorprodukten im Wasser zu erzeugen. Selbst vollreines deionisiertes Wasser kann auf diese Weise zersetzt werden.

Sobald Sie nur eine geringe Menge an Strom erhalten, werden Ionen gebildet, die mehr Stromfluss, geringeren Widerstand, mehr Durchschlag fördern ... zap.

Ich habe einen "Pager" in Meerwasser und ein tragbares Telefon in konzentrierte Chlorlösung * geworfen und beides ohne langfristigen Schaden "gerettet", indem ich sofort die Batterien herausgenommen und in reichlichen Mengen frisches Wasser gewaschen und sie dann trocknen ließ vollständig (ein sehr wichtiger Schritt). Und ich habe gesehen, wie Geräte zerstört wurden, wenn sie mit den Batterien in Kontakt mit Wasser kamen.

• Hinweis für sich selbst: Nehmen Sie das Mobiltelefon aus der oberen Tasche, bevor Sie einen großen Eimer Natriumhypochloritlösung umrühren.

  Wenn Sie am Meer entlang planschen und im Allgemeinen Spaß haben, sollten Sie Ihren Pager in einer mit Salzspray geschützten Tasche aufbewahren oder besser zu Hause lassen.

  Hinweis für die Jugend: Pager waren Dinge, die wir hatten, bevor sie Handys erfanden. Effektiv nur ein SMS-System ohne Sprache oder andere Funktionen empfangen. Der Arzt scheint sie immer noch zu benutzen.

Das Problem ist, dass die Leiterbahnen zwar einen sehr geringen Widerstand aufweisen, jedoch kein vollständig vermaschtes Netzwerk sind. Die Platine ist eine Sammlung von Netzwerken. Es gibt keinen niederohmigen Pfad zwischen zwei beliebigen Knoten, sondern nur zwischen bestimmten Knoten, von denen angenommen wird, dass sie sich in demselben Netzwerk befinden, wie es das Schaltungsdesign vorschreibt, das auf das PCB-Bildmaterial übertragen wurde.

Bei einigen anderen Knoten, die sich nicht im selben Netzwerk befinden, kann der Widerstand oder die Impedanz tatsächlich sehr hoch sein. In einigen Fällen nahezu unendlich. Außerdem kann zwischen diesen Punkten eine Spannung liegen. Ein Paradebeispiel dafür sind Stromschienennetze.

Ionenreiches Wasser erzeugt leitende Pfade zwischen Knoten, von denen nicht angenommen wird, dass sie auf diese Weise verbunden sind, und die Spannungsdifferenz bewirkt, dass ein Strom fließt, was zu Kurzschlüssen oder Kurzschlussnähe führt.

Eine Leiterplatte weist Spuren auf. Diese Leiterbahnen sollen voneinander isoliert sein. Der ordnungsgemäße Betrieb der Schaltung erfordert dies.

Wenn Sie Wasser auf das Brett werfen, werden die Spuren nicht mehr isoliert.

Wenn der "Stromkreis" nur eine feste Kupferebene wäre, hätte das Wasser keine Wirkung.

Es folgt dem Weg des geringsten Widerstands. In diesem Fall sind dies das Kupfer und die Ionen im Wasser, die mehr Elektronen zulassen. Sie müssen Wasser als einen sehr hohen Widerstand betrachten. Es ist nicht unendlich hoch, daher fließt dort etwas Strom, normalerweise mit schlechten Ergebnissen. Genau wie bei zwei parallelen Widerständen ist Kupfer der niederohmige Widerstand und der meiste Strom fließt durch diesen Pfad, aber einige fließen in den anderen hochohmigen Widerstand (Ionen im Wasser). Beachten Sie, dass deionisiertes Wasser aufgrund des Mangels an Ionen nicht leiten kann.

Eine andere Sache, die normalerweise ignoriert wird, ist, dass ICs nicht vollständig hermetisch versiegelt sind, so dass Wasser und andere Elemente eindringen und Chaos im Inneren anrichten können, insbesondere mit der Zeit, wenn Sie Oxidation und Ionen berücksichtigen, die den IC kurzschließen können.