Ono što se naziva koronsko pražnjenje. Koronsko pražnjenje i njegove karakteristike. Veliki Hetman Krunski Stanislav Zolkijevski
Veliki odred ratnika starog Rima bio je na noćnom pješačenju. Dolazila je oluja. I odjednom su se stotine plavičastih svjetala pojavile iznad odreda. Zasvijetlili su vrhovi kopalja ratnika. Činilo se da gvozdena koplja vojnika gore, a da ne gore!
Tih dana niko nije znao prirodu nevjerovatnog fenomena, a vojnici su odlučili da takav sjaj na kopljima predstavlja njihovu pobjedu. Tada je ovaj fenomen nazvan požarima Kastora i Poluksa - po mitološkim junacima blizancima. I kasnije preimenovana svjetla Elmo - po imenu crkve Svetog Elma u Italiji, gdje su se pojavila.
Naročito su se takva svjetla opažala na jarbolima brodova. Rimski filozof i pisac Lucije Seneka rekao je da se tokom grmljavine "zvijezde kao da silaze s neba i sjede na jarbolima brodova". Među brojnim pričama o tome zanimljivo je svjedočenje kapetana engleskog jedrenjaka.
To se dogodilo 1695. godine, u Sredozemnom moru, u blizini Balearskih ostrva, tokom oluje sa grmljavinom. U strahu od oluje, kapetan je naredio da se spuste jedra. A onda su mornari ugledali više od trideset Elmovih svjetala na različitim mjestima na brodu. Na vetrobranu velikog jarbola vatra je dostigla više od pola metra visine. Kapetan je poslao mornara sa naredbom da ga skinu. Dižući se gore, povikao je da je vatra šištala poput rakete iz mokrog baruta. Naređeno mu je da ga ukloni zajedno sa vjetrokazom i sruši. Ali čim je mornar uklonio vjetrokaz, vatra je skočila do kraja jarbola, odakle je nije bilo moguće ukloniti.
Još impresivniju sliku videli su 1902. godine mornari parobroda Moravska. Dok je bio izvan ostrva Zelenortskih ostrva, kapetan Simpson je napisao u brodskom dnevniku: „Munje su plamtjele u moru sat vremena. Čelična užad, vrhovi jarbola, zglobovi, zglobovi teretnih nosača - sve je blistalo. Činilo se da su upaljene lampe okačene na četvrtine svaka četiri stope, a jarka svjetla su sijala na krajevima jarbola i nokrajeva. Sjaj je bio praćen neobičnom bukom:
“Bilo je kao da su se bezbroj cikada smjestili u platformu, ili mrtvo drvo i suva trava spaljena uz pucketanje...”
Vatre Svetog Elma su raznolike. Dolaze u obliku ujednačenog sjaja, u obliku odvojenih treperavih svjetala, baklji. Ponekad su toliko slični plamenu da žure da ga ugase.
Američki meteorolog Hamfri, koji je posmatrao požare Elmo na svom ranču, svedoči: ovaj prirodni fenomen, "pretvarajući svakog bika u čudovište sa vatrenim rogovima, odaje utisak nečeg natprirodnog". To govori osoba koja po svojoj poziciji nije sposobna, čini se, da se iznenadi takvim stvarima, već ih mora prihvatiti bez suvišnih emocija, oslanjajući se samo na zdrav razum.
Može se sa sigurnošću tvrditi da će čak i danas, uprkos dominaciji – dalekoj, iako ne univerzalnoj – prirodno-naučnog pogleda na svijet, postojati ljudi koji bi, da su u poziciji Humphreya, u vatrenom biku vidjeli nešto izvan razuma. rogovi. O srednjem vijeku nema šta reći: tada bi najvjerovatnije sotonine mahinacije bile viđene u istim rogovima.
Korona pražnjenje, električna korona, vrsta usijanog pražnjenja koja nastaje kada je oštro izražena nehomogenost električnog polja u blizini jedne ili obje elektrode. Slična polja se formiraju na elektrodama sa vrlo velikom zakrivljenošću površine (tačke, tanke žice). Tokom koronskog pražnjenja, ove elektrode su okružene karakterističnim sjajem, koji se naziva i korona ili koronski sloj.
Ne-svjetleća („tamna”) oblast međuelektrodnog prostora u blizini korone naziva se vanjska zona. Korona se često pojavljuje na visokim, šiljastim objektima (svjetla Sv. Elma), oko dalekovoda itd. Korona pražnjenja se može pojaviti pri različitim pritiscima plina u pražnjenju, ali se najjasnije manifestira pri pritiscima koji nisu niži od atmosferskog.
Pojava koronskog pražnjenja objašnjava se jonskom lavinom. U plinu uvijek postoji određeni broj jona i elektrona koji proizlaze iz nasumičnih uzroka. Međutim, njihov broj je toliko mali da plin praktički ne provodi električnu energiju.
Pri dovoljno velikoj jačini polja, kinetička energija koju ion akumulira u intervalu između dva sudara može postati dovoljna da ionizira neutralni molekul tokom sudara. Kao rezultat, formiraju se novi negativni elektron i pozitivno nabijeni ostatak, ion.
Kada se slobodni elektron sudari sa neutralnim molekulom, on ga razdvaja na elektron i slobodni pozitivni ion. Elektroni se dalje sudaraju s neutralnim molekulima ponovo ih cijepajući na elektrone i slobodne pozitivne ione, i tako dalje.
Takav proces jonizacije naziva se udarna jonizacija, a rad koji treba utrošiti da bi se proizveo odvajanje elektrona od atoma naziva se rad ionizacije. Rad ionizacije ovisi o strukturi atoma i stoga je različit za različite plinove.
Elektroni i ioni koji nastaju pod uticajem udarne jonizacije povećavaju broj naelektrisanja u gasu, a zauzvrat se pokreću pod dejstvom električnog polja i mogu proizvesti udarnu jonizaciju novih atoma. Tako se proces pojačava, a jonizacija u gasu brzo dostiže veoma visoku vrednost. Fenomen je sličan lavini, pa je ovaj proces nazvan jonska lavina.
Ispružimo metalnu žicu ab, prečnika nekoliko desetina milimetra, na dva visoka izolaciona nosača i spojimo je na negativni pol generatora koji daje napon od nekoliko hiljada volti. Drugi pol generatora ćemo odvesti na Zemlju. Dobijate neku vrstu kondenzatora, čije su ploče žica i zidovi prostorije, koji, naravno, komuniciraju sa Zemljom.
Polje u ovom kondenzatoru je vrlo neujednačeno, a njegov intenzitet u blizini tanke žice je vrlo visok. Postepenim povećanjem napona i promatranjem žice u mraku, može se primijetiti da se pri poznatom naponu u blizini žice pojavljuje slab sjaj (kruna), koji pokriva žicu sa svih strana; praćeno je šištanjem i blagim pucketanjem.
Ako je između žice i izvora spojen osjetljivi galvanometar, tada s pojavom sjaja galvanometar pokazuje primjetnu struju koja teče od generatora kroz žice do žice i od njega kroz zrak prostorije do zidova, između žice i zidova prenose joni koji nastaju u prostoriji usled udarne jonizacije.
Dakle, sjaj zraka i pojava struje ukazuju na jaku ionizaciju zraka pod djelovanjem električnog polja. Koronsko pražnjenje može se pojaviti ne samo u blizini žice, već i blizu vrha i općenito u blizini bilo koje elektrode, u blizini kojih se formira vrlo jako nehomogeno polje.
Primjena koronskog pražnjenja
Električno čišćenje plinova (elektrostatičkih filtera). Posuda ispunjena dimom odjednom postaje potpuno prozirna ako se u nju uvedu oštre metalne elektrode spojene na električnu mašinu, a na elektrode će se taložiti sve čvrste i tečne čestice. Objašnjenje iskustva je sljedeće: čim se korona zapali, zrak unutar cijevi je snažno ioniziran. Gasni joni se lijepe za čestice prašine i nabijaju ih. Budući da unutar cijevi djeluje jako električno polje, nabijene čestice prašine se pod djelovanjem polja kreću do elektroda, gdje se talože.
Brojači elementarnih čestica
Geiger-Muller brojač elementarnih čestica sastoji se od malog metalnog cilindra opremljenog prozorom prekrivenim folijom i tankom metalnom žicom razvučenom duž ose cilindra i izoliranom od nje. Brojač je spojen na kolo koje sadrži izvor struje, čiji je napon jednak nekoliko hiljada volti. Napon se bira neophodan za pojavu koronskog pražnjenja unutar brojača.
Kada elektron koji se brzo kreće uđe u brojač, ovaj drugi ionizira molekule plina unutar brojača, uzrokujući da se napon potreban za paljenje korone donekle smanji. U brojaču dolazi do pražnjenja, a u krugu se pojavljuje slaba kratkotrajna struja. Da bi se to otkrilo, u krug se uvodi vrlo veliki otpor (nekoliko megaoma) i paralelno s njim je spojen osjetljivi elektrometar. Svaki put kada brzi elektron udari u unutrašnjost brojača, listovi elektrometra će se pognuti.
Takvi brojači omogućavaju registraciju ne samo brzih elektrona, već općenito bilo koje nabijene, brzo pokretne čestice koje mogu proizvesti ionizaciju putem sudara. Moderni brojači mogu lako otkriti čak i jednu česticu koja ih udara i stoga omogućavaju da se sa potpunom sigurnošću i vrlo jasnoćom provjeri da elementarne nabijene čestice zaista postoje u prirodi.
gromobran
Procjenjuje se da se u atmosferi cijele zemaljske kugle istovremeno javlja oko 1800 grmljavina, koje u prosjeku daju oko 100 munja u sekundi. I premda je vjerovatnoća da bude pogođena gromom bilo koje osobe zanemarljiva, ipak grom nanosi mnogo štete. Dovoljno je istaći da je trenutno oko polovine svih nesreća na velikim dalekovodima uzrokovano gromovima. Stoga je zaštita od groma važan zadatak.
Lomonosov i Frenklin nisu samo objasnili električnu prirodu munje, već su ukazali i na to kako da se napravi gromobran koji štiti od udara groma. Gromobran je duga žica čiji je gornji kraj naoštren i ojačan iznad najviše tačke zaštićenog objekta. Donji kraj žice spojen je na metalni lim, a lim je zakopan u zemlju na nivou vode u tlu.
Tokom grmljavine, na Zemlji se pojavljuju veliki inducirani naboji i veliko električno polje se pojavljuje blizu površine Zemlje. Njegov intenzitet je vrlo visok u blizini oštrih provodnika, pa se stoga na kraju gromobrana zapali koronsko pražnjenje. Kao rezultat toga, inducirani naboji se ne mogu akumulirati na zgradi i ne dolazi do munje. U onim slučajevima kada se grom ipak pojavi (a takvi su slučajevi vrlo rijetki), ona udari u gromobran i naboji odlaze u Zemlju bez oštećenja zgrade.
U nekim slučajevima, koronsko pražnjenje iz gromobrana je toliko snažno da se na vrhu pojavljuje jasno vidljiv sjaj. Takav se sjaj ponekad pojavljuje u blizini drugih šiljastih predmeta, na primjer, na krajevima brodskih jarbola, oštrih krošnji drveća itd. Ovaj fenomen je primijećen prije nekoliko stoljeća i izazvao je praznovjerni užas navigatora koji nisu razumjeli njegovu pravu suštinu.
koronsko pražnjenje električna korona, vrsta svjetlećeg pražnjenja (vidi svjetleće pražnjenje) ;
javlja se uz izraženu nehomogenost električnog polja u blizini jedne ili obje elektrode. Slična polja se formiraju na elektrodama sa vrlo velikom zakrivljenošću površine (tačke, tanke žice). Kod K. r. ove elektrode su okružene karakterističnim sjajem, koji se naziva i korona ili koronski sloj. Ne-svjetleća („tamna”) oblast međuelektrodnog prostora u blizini korone naziva se vanjska zona. Kruna se često pojavljuje na visokim šiljastim predmetima (svjetla Sv. Elma), oko žica dalekovoda itd. K. r. može se odvijati pri različitim pritiscima gasa u ispusnom zazoru, ali se najjasnije manifestuje pri pritiscima koji nisu niži od atmosferskog. Pražnjenje počinje kada je napon U između elektroda dostiže takozvani "početni potencijal" korone U 0(tipične vrijednosti su hiljade i desetine hiljada in). Trenutni K. r. proporcionalno razlici U-U 0 i pokretljivost jona gasa koji nastaju u pražnjenju (vidi Mobilnost jona i elektrona); obično je mali (frakcije ma za 1 cm dužina koronske elektrode). Sa povećanjem U povećava se sjaj i debljina slojeva korone. Kada U dostiže potencijal "preklapanja iskri", K. r. prelazi u Spark Discharge.
Ako je samo anoda korona, korona se naziva pozitivnom. U ovom slučaju, primarni elektroni se oslobađaju na vanjskoj granici koronskog sloja kao rezultat fotojonizacije plina (vidi Ionizacija) fotonima koji se emituju unutar korone. Ubrzavajući se u anodnom polju, ovi elektroni udarno pobuđuju atome i ione gasa i u činovima udarne jonizacije stvaraju elektronske lavine. U vanjskoj zoni, nosioci struje su pozitivni joni; pozitivni prostorni naboj formiran od njih ograničava struju K. r. U negativnoj koroni, pozitivni ioni, ubrzani jakim poljem u blizini katode korone, izbijaju elektrone iz nje (sekundarna elektronska emisija). Nakon što su izašli iz katode, elektroni šok ioniziraju plin, stvarajući lavine i osiguravajući reprodukciju pozitivnih iona. U čistim elektropozitivnim plinovima struju u vanjskoj zoni nose elektroni, a u prisustvu elektronegativnih plinova koji imaju afinitet prema elektronima (vidi Elektronski afinitet) , -
negativni ioni koji nastaju "slijepljenjem" elektrona i neutralnih molekula plina (vidi Elektronegativnost). Ovi elektroni ili ioni formiraju negativan prostorni naboj u vanjskoj zoni, koji ograničava struju K. r. U bipolarnoj koroni, obje elektrode korona. Procesi u slojevima korone su slični onima koji su opisani; u vanjskoj zoni struja se prenosi protivtokovima pozitivnih jona i elektrona (ili negativnih jona). S periodičnom promjenom polariteta elektroda (AC r.), teški joni male pokretljivosti u vanjskoj zoni nemaju vremena da stignu do elektroda tokom jednog poluciklusa i dolazi do oscilacija prostornog naboja. K. r. na frekvencijama od 100.000 Hz i gore se naziva visokofrekventna korona (vidi Visokofrekventna korona).
U K. r. električna energija se uglavnom pretvara u toplotnu - u sudarima ioni odaju energiju svog kretanja neutralnim molekulima gasa. Ovaj mehanizam uzrokuje značajne gubitke energije na visokonaponskim dalekovodima. Korisna aplikacija To. nalazi se u procesima električnog odvajanja (vidi Električno odvajanje) (npr. u električnim filterima (vidi Električni filter)) ,
električno farbanje (posebno za nanošenje praškastih premaza), kao i kod registracije jonizujućeg zračenja (Geiger-Muller brojač ami). Lit.: Kaptsov N. A., Koronsko pražnjenje i njegova primjena u elektrostatičkim filterima, M., 1947; Leb L., Osnovni procesi električnih pražnjenja u gasovima, trans. s engleskog, M.-L., 1950; Granovsky VL Električna struja u plinu. Nestalna struja, M., [u štampi]. A. K. Musin.
Velika sovjetska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978 .
Pogledajte šta je "Corona Discharge" u drugim rječnicima:
Nezavisan od visokog napona. električno pražnjenje u gasu pri pritisku od p? 1 atm, koje nastaje u oštro nehomogenom električnom. polje u blizini elektroda sa velikom zakrivljenošću površine (tačke, žice). U ovim zonama dolazi do jonizacije i ekscitacije neutrona... Physical Encyclopedia
Električno pražnjenje u plinu koje se obično javlja pri tlaku koji nije niži od atmosferskog ako električno polje između elektroda (u obliku tačaka, tankih žica) nije jednolično. Ionizacija i sjaj gasa u koronskom pražnjenju javljaju se samo u ... ... Veliki enciklopedijski rječnik
koronsko pražnjenje- koronsko pražnjenje; korona Pražnjenje u kojem je jako nehomogeno električno polje dodatno primjetno izobličeno prostornim nabojima jona u blizini elektroda, gdje dolazi do ionizacije i pobuđivanja (sjaja) plina ili tekućine... Politehnički terminološki rječnik
koronsko pražnjenje- Manje ili više konstantno svjetlosno električno pražnjenje u atmosferi, koje izvire iz objekata koji se uzdižu iznad zemlje ili iz letećeg aviona, ponekad praćeno pukotinom. Sin.: Vatra Svetog Elma... Geografski rječnik
koronsko pražnjenje- kruna - [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. Engleski ruski rečnik elektrotehnike i elektroprivrede, Moskva, 1999] Teme iz elektrotehnike, osnovni pojmovi Sinonimi corona EN coronacorona pražnjenje ... Priručnik tehničkog prevodioca
Ovaj izraz ima druga značenja, pogledajte Otpuštanje ... Wikipedia
Električno pražnjenje u plinu koje se obično javlja pri tlaku koji nije niži od atmosferskog ako električno polje između elektroda (u obliku oštrih, tankih žica) nije jednolično. Ionizacija i sjaj gasa u koronskom pražnjenju javljaju se samo u ... ... enciklopedijski rječnik
Korona, električno pražnjenje u plinu koje se obično javlja pri tlaku koji nije niži od atmosferskog, ako je električno polje blizu jedne ili obje elektrode oštro nehomogeno. Slična polja se formiraju na elektrodama sa vrlo velikom zakrivljenošću površine ... ... Enciklopedija tehnologije
koronsko pražnjenje- vainikinis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. corona discharge vok. Koronaentladung, f rus. korona pražnjenje, m pranc. décharge en couronne, f … Fizikos terminų žodynas
Kruna (od lat. corona kruna, vijenac), električno pražnjenje u plinu koje se obično javlja pri tlaku koji nije niži od atmosferskog, ako je električni. polje između elektroda (u obliku tačaka, tankih žica) je neujednačeno. Manifestuje se u obliku sjaja jonizatora. ... ... Veliki enciklopedijski politehnički rječnik
koronsko pražnjenje - ovo je fenomen povezan sa jonizacijom vazduha u električnom polju visokog intenziteta (sjaj gasova u nehomogenom električnom polju visokog intenziteta).
Područja visokog intenziteta često nastaju zbog nehomogenosti električnog polja koje se javlja:
1) Prilikom odabira pogrešnih parametara tokom procesa projektovanja;
2) kao posledica zagađenja nastalog u toku rada;
3) Kao rezultat mehaničkih oštećenja i habanja opreme.
Slična polja se formiraju na elektrodama sa vrlo velikom zakrivljenošću površine (tačke, tanke žice). Kada jačina polja dostigne graničnu vrijednost za zrak (oko 30 kV / cm), oko elektrode se pojavljuje sjaj, koji ima oblik školjke ili krune (otuda i naziv). Koronsko pražnjenje se koristi za čišćenje plinova od prašine i drugih zagađivača (elektrostatski precipitator), za dijagnosticiranje stanja konstrukcija (omogućuje vam otkrivanje pukotina u proizvodima). Na dalekovodima je pojava koronskog pražnjenja nepoželjna, jer uzrokuje značajne gubitke u prenesenoj energiji. Kako bi se smanjila relativna zakrivljenost elektroda, koriste se višežilni vodovi (3, 5 ili više žica na određeni način).
Vrste krunica i njihova identifikacija
Negativna "plamena" korona. Ova vrsta korone obično se javlja na negativno nabijenom provodniku, kao na primjer tokom negativnog polutalasa mrežnog napona. Ova vrsta krune izgleda kao plamen, čiji se oblik, smjer i veličina stalno mijenjaju. Ova korona je vrlo osjetljiva na promjene parametara okoline. Njegova pojava također dovodi do pojave audio signala približno dvostruko većeg od industrijske frekvencije (na primjer, 100 Hz) ili višestrukog.
kvarovi
Slomovi se obično formiraju između dvije izolirane, ali blisko razmaknute metalne ploče. Struja curenja duž nosača indukuje određene nivoe napona između ploča i na taj način pražnjenje između njih. Ova pražnjenja je obično teško lokalizirati, jer ne postoji direktna veza na visokonaponsku liniju. U CoroCAM kameri, ovi praznini će se pojaviti kao mali, trajni i vrlo svijetli objekti. Zvuk koji proizvodi ova pražnjenja ima višu visinu od negativnih korona i čini se da nije povezan sa frekvencijom napajanja. Varnici obično uzrokuju velike radio i televizijske smetnje (npr. visoki RI - radio smetnje).
Korona pozitivnog sjaja
Pozitivno sjajno koronsko pražnjenje formira se na pozitivno nabijenom provodniku (na primjer, tokom pozitivnog polutalasa mrežnog napona). Obično se nalazi na mjestima sa oštrim uglovima. Ova vrsta krune je male veličine i izgleda kao sjaj oko određenog mjesta. Ovo je relativno slab izvor korone i proizvodi vrlo mali audio signal.
Koliko je ozbiljno korona/pražnjenje u smislu napona radio smetnji (RIV)?
Općenite napomene:
Sve iskrice uzrokuju ozbiljne radio smetnje.
Ako je korona potpuno vidljiva golim okom (noću), onda će uzrokovati ozbiljne radio smetnje. (Koristite CoroCAM kameru da brzo locirate sve izvore korone, a zatim pokušajte da ih vidite golim okom.)
Korona pozitivnog sjaja ne uzrokuje ozbiljne radio smetnje.
Primjena koronskog pražnjenja
Električno čišćenje plinova (elektrostatičkih filtera).
Posuda ispunjena dimom odjednom postaje potpuno prozirna ako se u nju uvedu oštre metalne elektrode spojene na električnu mašinu, a na elektrode će se taložiti sve čvrste i tečne čestice. Objašnjenje iskustva je sljedeće: čim se korona zapali, zrak unutar cijevi je snažno ioniziran. Gasni joni se lijepe za čestice prašine i nabijaju ih. Budući da unutar cijevi djeluje jako električno polje, nabijene čestice prašine se pod djelovanjem polja kreću do elektroda, gdje se talože.
Brojači elementarnih čestica.
Geiger-Muller brojač elementarnih čestica sastoji se od malog metalnog cilindra opremljenog prozorom prekrivenim folijom i tankom metalnom žicom razvučenom duž ose cilindra i izoliranom od nje. Brojač je spojen na kolo koje sadrži izvor struje, čiji je napon jednak nekoliko hiljada volti. Napon se bira neophodan za pojavu koronskog pražnjenja unutar brojača.
Kada elektron koji se brzo kreće uđe u brojač, ovaj drugi ionizira molekule plina unutar brojača, uzrokujući da se napon potreban za paljenje korone donekle smanji. U brojaču dolazi do pražnjenja, a u krugu se pojavljuje slaba kratkotrajna struja. Da bi se to otkrilo, u krug se uvodi vrlo veliki otpor (nekoliko megaoma) i paralelno s njim je spojen osjetljivi elektrometar. Svaki put kada brzi elektron udari u unutrašnjost brojača, listovi elektrometra će se pognuti.
Takvi brojači omogućavaju registraciju ne samo brzih elektrona, već općenito bilo koje nabijene, brzo pokretne čestice koje mogu proizvesti ionizaciju putem sudara. Moderni brojači mogu lako otkriti čak i jednu česticu koja ih udara i stoga omogućavaju da se sa potpunom sigurnošću i vrlo jasnoćom provjeri da elementarne nabijene čestice zaista postoje u prirodi.
gromobran
Procjenjuje se da se u atmosferi cijele zemaljske kugle istovremeno javlja oko 1800 grmljavina, koje u prosjeku daju oko 100 munja u sekundi. I premda je vjerovatnoća da bude pogođena gromom bilo koje osobe zanemarljiva, ipak grom nanosi mnogo štete. Dovoljno je istaći da je trenutno oko polovine svih nesreća na velikim dalekovodima uzrokovano gromovima. Stoga je zaštita od groma važan zadatak.
Lomonosov i Frenklin nisu samo objasnili električnu prirodu munje, već su ukazali i na to kako da se napravi gromobran koji štiti od udara groma. Gromobran je duga žica čiji je gornji kraj naoštren i ojačan iznad najviše tačke zaštićenog objekta. Donji kraj žice spojen je na metalni lim, a lim je zakopan u zemlju na nivou vode u tlu. Tokom grmljavine, na Zemlji se pojavljuju veliki inducirani naboji i veliko električno polje se pojavljuje blizu površine Zemlje. Njegov intenzitet je vrlo visok u blizini oštrih provodnika, pa se stoga na kraju gromobrana zapali koronsko pražnjenje. Kao rezultat toga, inducirani naboji se ne mogu akumulirati na zgradi i ne dolazi do munje. U onim slučajevima kada se grom ipak pojavi (a takvi su slučajevi vrlo rijetki), ona udari u gromobran i naboji odlaze u Zemlju bez oštećenja zgrade.
U nekim slučajevima, koronsko pražnjenje iz gromobrana je toliko snažno da se na vrhu pojavljuje jasno vidljiv sjaj. Takav se sjaj ponekad pojavljuje u blizini drugih šiljastih predmeta, na primjer, na krajevima brodskih jarbola, oštrih krošnji drveća itd. Ovaj fenomen je primijećen prije nekoliko stoljeća i izazvao je praznovjerni užas navigatora koji nisu razumjeli njegovu pravu suštinu.
Pod uticajem koronskog pražnjenja
Elektrofilteri su najefikasniji uređaji za čišćenje gasa, jer. operativni troškovi njihovog održavanja, u poređenju sa drugim sakupljačima prašine i pepela, znatno su niži. Istovremeno, elektrofilteri u potpunosti ispunjavaju zahtjeve apsolutnog uređaja za sakupljanje prašine.
Instalacija za čišćenje električnog plina uključuje elektrofilter i pogonsku jedinicu. Plin koji se pročišćava ulazi u elektrostatički taložnik, čije se elektrode napajaju visokim naponom, između elektroda dolazi do koronskog pražnjenja, uslijed čega se međuelektrodni prostor ispunjava negativno nabijenim ionima plina, koji pod djelovanjem električnog polja, prelaze sa koronskih elektroda na precipitacijske.
Sabirne elektrode se dijele na pločaste, cjevaste, kutijaste, šipke, džepne, žljebljene, u obliku slova C, u obliku tulipana itd.
Prema načinu uklanjanja prašine, elektrofilteri se dijele na mokre i suhe. U suhim elektrofilterima potresanje elektroda se vrši udarnim čekićem, udarno-pulsnim, vibracionim metodama itd. U vlažnim elektrofilterima vrši se periodično ili kontinuirano pranje elektroda. U smjeru kretanja pročišćenog plina, elektrofilteri se dijele na vertikalne i horizontalne. Osim toga, elektrofilteri su jednozonski, u kojima se punjenje i taloženje čestica odvija u jednoj zoni, i dvozonski, u kojima se punjenje i taloženje vrše u različitim zonama: ionizator i taložnik.
Cjevasti elektrofilter Sturtevant
Po principu stvaranja koronskog pražnjenja, elektrofilteri dolaze sa fiksnim tačkama koronskog pražnjenja i nefiksnog koronskog pražnjenja.
Prema vrsti korona elektrodnih sistema, elektrofilteri se mogu podijeliti u dvije glavne grupe: sa okvirnim koronskim elektrodama i sa slobodno visećim koronskim elektrodama. Potresanje precipitacijskih i koronskih elektroda vrši se uz pomoć udarnog, udarno-čekićnog potresa, udarno-pulsnog sistema, vibracionih mehanizama, periodičnog i kontinuiranog pranja.
Fizika koronskog pražnjenja je detaljno razmotrena u knjizi N.A. Kaptsova „Koronsko pražnjenje i njegova primjena u elektrostatičkim taložnicima“, objavljenoj 1947. Fenomen električnog pražnjenja u plinovima objašnjava se nekoliko teorija pražnjenja. Osnovu prve teorije - teorije lavina - postavio je Townsend 1900. godine. Trideset godina kasnije, dalje je razvijena u radovima Rogovskog i, kako piše N.A. Kaptsov, "i do sada je služila kao osnova za objašnjenje fenomena koronskog pražnjenja." Drugu teoriju - teoriju plazme s plinskim pražnjenjem - razvijaju Lengryum i njegova škola od 1924. godine, ali, prema N. A. Kaptsovu, ona nema direktnu vezu s objašnjenjem fizike koronskog pražnjenja. Treću teoriju - teoriju izotermne plazme - razvili su u predratnim godinama Elenbas i drugi holandski fizičari.
Koronsko pražnjenje je nezavisno pražnjenje koje se javlja samo pod uslovom veoma velike nehomogenosti električnog polja barem na jednoj od elektroda (tačka je ravan, nit je ravan, dve niti, nit u cilindru od veliki radijus itd.). Uslovi za nastanak i razvoj korone su različiti za različite polarnosti "vrha" (nazovimo ga elektroda, u blizini koje E visoko heterogena).
Ako je vrh katoda (korona je “negativna”), tada se korona pali u suštini na isti način kao kod usijanog pražnjenja, samo da bi se odredio prvi Townsendov koeficijent (pošto polje E jako nehomogeno) na vazduhu (praktično važan slučaj), mora se uzeti u obzir lepljenje (prisustvo kiseonika), tako da
((x)- p ( x))dx=ln(l+ -1), (8.26)
gdje je p - koeficijent primjene, x 1 - udaljenost do tačke u kojoj E već toliko mali da ne dolazi do jonizacije: E 0. U takvoj koroni postoji sjaj samo do udaljenosti, također približno jednake x jedan . Ako je “vrh” anoda (korona je “pozitivna”), onda se slika značajno mijenja: u blizini vrha se uočavaju svjetleći filamenti, kao da bježe od vrha (slika 8.9). Vjerovatno se radi o strujama iz lavina koje u volumenu stvaraju fotoelektroni. Očigledno je da je i kriterij paljenja drugačiji - isti kao i za formiranje strimera. Kod svakog koronskog pražnjenja nehomogenost je značajna E, one. specifične geometrije elektrode.
Ne postoji potpuna jasnoća u mehanizmu sagorevanja pražnjenja, ali to ne sprečava upotrebu koronskih pražnjenja u industriji (elektrostatski precipitatori); Koronsko pražnjenje radi i u Geiger-Mullerovim brojačima. Ali može biti i štetno, na primjer, na visokonaponskim vodovima (LEP), korona pražnjenja stvaraju primjetne gubitke.
Korone su isprekidane sa različitim frekvencijama: za pozitivne do 10 4 Hz, za negativne - 10 6 Hz - i to je radio opseg smetnji. Mehanizam diskontinuiranog pražnjenja u blizini pozitivne korone je očigledno povezan sa činjenicom da se elektroni strujnih struja uvlače u anodu, pozitivna jezgra štite anodu, a novi strimeri se ne mogu stvoriti dok jezgra ne odu na katodu. Tada će se anoda "otvoriti" i obrazac će se ponoviti. Za negativnu koronu neophodno je prisustvo kiseonika u vazduhu – udaljavajući se malo od korone, elektroni se lepe za kiseonik, negativni ioni štite vrh i dok ne odu do anode, pražnjenje prestaje. Nakon odlaska jona, pražnjenje će se ponovo pojaviti i slika će se ponoviti.
Rice. 8.9. Streamer od pozitivnog štapa prečnika 2 cm do ravni na udaljenosti od 150 cm pri konstantnom naponu od 125 kW; desno - proračun, ekvipotencijalne površine su nacrtane, brojevi u blizini krivih su razlomci primijenjenog napona, računati od ravni; lijevo - fotografija streamera u istim uslovima
Visokofrekventna (HF) pražnjenja
U HF opsegu (10 -1 10 2 MHz) uobičajeno je razlikovati E i H vrste pražnjenja - prema određujućem vektoru elektromagnetnog polja. U laserskoj tehnologiji se koriste E(kapacitivna) pražnjenja, stavljajući radnu zapreminu u kondenzator, na čije se ploče primenjuje RF napon (ploče se ponekad direktno ubrizgavaju u zapreminu, ponekad su izolovane dielektrikom - najčešće staklom). Snaga ovih pražnjenja je mala (njihov zadatak je da podrže jonizaciju), ali intenzitet E veliki - do desetina keV.
Primjena VF indukcijskih polja (H-polja) postala je veoma široka od kraja 40-ih godina, iako uglavnom u obliku VF peći. Gdje god je potrebna čista toplina i gdje postoji provodni medij, H polja su nezamjenjiva. To uključuje i proizvodnju poluprovodničkih materijala, i zonsko topljenje čistih metala, i ultra čistih hemijskih jedinjenja, pa čak i kućne peći.
Rice. 8.10. Indukcijsko pražnjenje u cijevi radijusa R, umetnut u dugi solenoid; r 0 - polumjer plazme, desno - raspodjela temperature duž radijusa
Istina, u ovim uređajima gotovo da nema potrebe za usklađivanjem generatora i opterećenja - omjer reaktivnog i aktivnog otpora opterećenja malo se mijenja. Ali kod pražnjenja je stvar složenija: promjene parametara medija za pražnjenje (otpor, samoindukcija, međusobna indukcija - veza s induktorom) mogu varirati u širokom rasponu. Obično je induktor kalem (postoji čak i jedan zavoj!), unutar kojeg dolazi do pražnjenja (slika 8.10).
Izmjenično polje usmjereno je duž ose zavojnice, polje je aksijalno prema njoj. Za održavanje pražnjenja potrebno je znatno manje nego da se zapali. Stoga se tanka metalna elektroda obično uvodi u volumen, zagrijava se, ispušta termoelektrone (ponekad djelomično isparava), pokreće pražnjenje, nakon čega se uklanja. Tokom rada, snaga se uvodi protokom elektromagnetne energije:
< S> = (s/4 )<ЕН >, (8.27)
a uklanja se najčešće protokom gasa (jonizuje se i odnosi energiju). Ali elektromagnetna energija prodire u plazmu (provodnik) do dubine X, opadajući eksponencijalno exp(-x/), gdje je takozvani sloj kože, i dogovoreno je da se smatra dubinom prodiranja toka:
2 = c 2 /(2) , (8.28)
gdje je c brzina svjetlosti, provodljivost provodnika, RF frekvencija
Ako < R, tada se energija apsorbuje, u sloju debljine δ, formirajući provodni cilindar. Raspodjela radijusa temperature T i provodljivost σ prikazani su na sl. 8.11, u suštini, ovo je potpuni analog modela kanala luka, naziva se "model metalnog cilindra". Treba napomenuti da je zapravo moguće kontrolisati pritisak R(po mogućnosti više!) i protok<ЕН>, određeno amperskim vjetrovima:
<ЕН> ~ IN(gde I- struja, N- broj zavoja po jedinici dužine induktora).
KORONSKO PRAZNJENJE, jedan od tipova električnog pražnjenja u gasu koji se javlja u oštro nehomogenom električnom polju na elektrodi malog poluprečnika zakrivljenosti (tačke, tanke žice). Najpoznatije koronsko pražnjenje u zraku, praćeno sjajem i karakterističnim pucketanjem.
ili jednostavno korona, nastaje kao rezultat procesa jonizacije atoma i molekula gasa u oblasti velike jačine električnog polja na maloj elektrodi i ograničena je na ovu oblast. Ionizacija dovodi do pojave nabijenih čestica plina: slobodnih elektrona i pozitivnih jona, au elektronegativnim plinovima, u koje spada i zrak, do pojave negativnih jona. Kada se elektroni kreću u električnom polju, oni dobivaju energiju dovoljnu za naknadnu ionizaciju atoma i molekula, dolazi do naglog povećanja broja nabijenih čestica, što dovodi do stvaranja lavine elektrona i pojave koronskog pražnjenja. U zavisnosti od polariteta elektrode i veličine delujućeg napona, koronsko pražnjenje može imati lavinski ili strujni oblik. Uz negativan polaritet elektrode i ne previsoke napone, obično dolazi do lavinskog koronskog pražnjenja, karakteriziranog ujednačenim sjajem plina (na primjer, zraka) na vrhu elektrode. Sa pozitivnim polaritetom male elektrode izvan uske jonizacijske zone, struja se prenosi na drugu elektrodu ili na tlo strujom pozitivnih jona. Koronsko pražnjenje streamera se najčešće javlja na pozitivnoj elektrodi pri povećanoj jakosti električnog polja i sastoji se od joniziranih kanala grananja koji se protežu od elektrode (vidi Streamers). Izvana, podsjeća na svjetleću krunu (crtež), koja je dala ime ovom obliku električnog pražnjenja.
Ovisno o vrsti primijenjenog napona razlikuje se pulsno koronsko pražnjenje koje je najčešće strimerno pražnjenje, koronsko pražnjenje naizmjenične struje koje se javlja u svakom poluciklusu primijenjenog napona i jednosmjerno koronsko pražnjenje čiji je oblik značajno zavisi od polariteta elektrode i može biti isprekidan.
Nabijene čestice (elektroni i ioni) formirane u koroni, kada se kreću u električnom polju, primaju energiju iz nje, što dovodi do gubitka energije tokom koronskog pražnjenja. To je posebno vidljivo prilikom koronskog pražnjenja na žicama dalekovoda (TL). Koronsko pražnjenje na žicama dalekovoda praćeno je šištanjem i pucketanjem, a u mraku i po kiši - sjajem. Osim toga, koronsko pražnjenje stvara radio smetnje. Ali koronsko pražnjenje također može biti koristan izvor nabijenih čestica, posebno kada se koristi u elektrostatičkim filterima.
Lit.: Kaptsov N.A. Koronsko pražnjenje i njegova primjena u elektrostatičkim filtrima. M.; L., 1947; Levitov V. I. Kruna naizmjenične struje. 2nd ed. M., 1969; Raizer Yu. P. Fizika gasnog pražnjenja. 2nd ed. M., 1992; Sokolova M. V. Koronsko pražnjenje u plinovima // Enciklopedija niskotemperaturne plazme / Uredio V. E. Fortov. M., 2000. T. 2.