插座上的电火花您一定见到过。电火花只在插拔插头时出现，并伴有“啪”的一声。这一现象在几十年前的《十万个为什么》里就有说明，可时至今日也少有文章可以把这一现象解释清楚。我们将从电子工程师的角度来看看电火花到底是怎么回事，以及如何避免。不知道大家注意过没有，不论是十几元还是上百元的插座，都免不了出现电火花，所以不要以为这只发生在廉价产品上。简单来说，这是由于空气被较高的电场击穿后产生的。击穿空气并不要求很高的电压，只是要求较高的电场强度。有人做过测试，在室温条件、干燥空气、标准大气压下，击穿空气所需的电场强度是 300万伏/米。电场强度的单位在生活中不常用，人们常用两种方式来对电场强度进行描述：第一种是单位距离内电压的高低，单位距离内电压越高，这个区域内电场强度越大；第二种是单位电荷在电场中受力的大小，力越大电场强度越大。我们假设拿在手中没有接通的国标插头电压与大地相同，则插座左、右两个插孔会和中间的插头产生 0 ～ 311伏的电压差（ 220伏只是交流电交流电的有效值，最高值还需要乘以 ）。中间的插孔因为是地线，所以和我们手中的电压相同。电火花只可能出现在左右两侧的插孔中（见图 1）。
图 2有些电磁波人眼是可以看到的，比如波长在 400 ～ 760纳米的电磁波。能不能看到光、光是什么颜色的，完全取决于电子从高能量状态跳到低能量状态时，两个能量状态的差距，这个道理具体可以参考光电效应。直到这一步，也就是电子被俘获后，我们才看到了电火花出现。同时我们还听到了声音，这是由于短时间内放出的大量的光和电磁波加热了周围的空气，空气受热后会迅速膨胀，这种膨胀积压周围空气，一波一波地传出去，就是声波了。最终我们会听到“啪”的一声。“啪”的一声出现时，空气更容易被击穿，这是因为空气的温度之前可能是 20摄氏度，但发生电火花处的温度可能达几百摄氏度。在这种高温下氧气和氮气分子外围的电子甚至不需要电场存在，仅凭热运动就可以摆脱原子核的束缚而发生电离。所以电火花出现后，更加剧了后续电火花电火花的产生。由于我们最终还是要把插头插进插孔，所以当它们完全接触以后，电火花就不再产生了。其实电火花产生和闪电有很多相似之处。不同之处在于插座总是在源源不断地提供电荷，有保持电压恒定的趋势，而云层中一旦出现了闪电，一大部分电荷就被消耗掉了，只能等待云层、雨滴继续摩擦产生新的电荷，直到电场强度超过 300万伏/米才会出现下一次闪电。前文中我们介绍了电火花产生的原因，但也提到，现实中的电火花会在距离远大于 0. 1毫米时产生，这又是为什么呢？这是由材料表面凹凸不平的缺陷造成的。一个光滑的平面和一个凹凸不平的平面本质区别就在于：曲率不同。电火花会最先出现在曲率大的地方。即便厂家在生产中工艺合理，表面没有出现坑坑洼洼，插头金属的拐弯处依然是曲率较高的地方。下面的知识可能略微超过高中物理范畴了。
