Mitä ilmiötä kutsutaan koronapurkaukseksi. Koronapurkaus ja sen ominaisuudet. Grand Hetmanin kruunu Stanislav Zolkiewski
Suuri joukko antiikin Rooman sotureita oli yövaelluksella. Myrsky oli tulossa. Ja yhtäkkiä satoja sinertäviä valoja ilmestyi yksikön yläpuolelle. Se oli soturien keihäiden kärjet, jotka syttyivät. Näytti siltä, että sotilaiden rautakeihät paloivat palamatta!
Noina päivinä kukaan ei tiennyt hämmästyttävän ilmiön luonnetta, ja sotilaat päättivät, että tällainen keihään säteily merkitsee heidän voittoaan. Sitten tätä ilmiötä kutsuttiin Castorin ja Polluxin paloiksi - mytologisten kaksossankarien mukaan. Ja myöhemmin nimettiin uudelleen Elmon valot - St. Elmon kirkon nimellä Italiassa, jossa ne ilmestyivät.
Erityisen usein tällaisia valoja havaittiin laivojen mastoissa. Roomalainen filosofi ja kirjailija Lucius Seneca sanoi, että ukkosmyrskyn aikana "tähdet näyttävät laskeutuvan taivaalta ja istuvat laivojen mastoihin". Monien tätä koskevien tarinoiden joukossa englantilaisen purjelaivan kapteenin todistus on mielenkiintoinen.
Se tapahtui vuonna 1695 Välimerellä, lähellä Baleaarisaaria, ukkosmyrskyn aikana. Myrskyn pelossa kapteeni käski laskea purjeet alas. Ja sitten merimiehet näkivät yli kolmekymmentä Elmin valoa eri paikoissa laivalla. Suuren maston tuuliviirissä tuli ylsi yli puolen metrin korkeuteen. Kapteeni lähetti merimiehen käskyn viedä hänet alas. Yläkertaan noustessa hän huusi, että tuli sihisi kuin raketti märästä jauheesta. Hänet määrättiin poistamaan se tuuliviiri kanssa ja laskemaan se alas. Mutta heti kun merimies poisti tuuliviiren, tuli hyppäsi maston päähän, josta sitä ei voitu poistaa.
Vielä vaikuttavamman kuvan näkivät vuonna 1902 Moravia-höyrylaivan merimiehet. Kap Verden saarilla ollessaan kapteeni Simpson kirjoitti laivan päiväkirjaan: ”Salama leimahti meressä tunnin ajan. Teräsköydet, mastojen huiput, rystyset, rahtipuomien rystykset - kaikki loisti. Näytti siltä, että valaistuja lamppuja ripustettiin neljän jalan välein, ja kirkkaat valot loistivat mastojen ja nokraiden päissä. Hehkuun liittyi epätavallinen ääni:
"Tuntui siltä, että lukemattomia cicadaa asettui lautalle tai kuollutta puuta ja kuivaa ruohoa olisi poltettu rätiksenä..."
St. Elmon tulipalot ovat erilaisia. Ne ovat yhtenäisen hehkun muodossa, erillisinä välkkyvinä valoina, taskulamppuina. Joskus ne ovat niin samanlaisia kuin liekit, että ne ryntäävät sammuttamaan niitä.
Amerikkalainen meteorologi Humphrey, joka tarkkaili Elmon tulipaloja maatilallaan, todistaa: tämä luonnonilmiö, joka "muuttaa jokaisen härän tulisarviksi hirviöksi, antaa vaikutelman jostakin yliluonnollisesta". Tämän sanoo henkilö, joka asemansa vuoksi ei pysty, näyttäisi olevan yllättynyt sellaisista asioista, vaan hänen on hyväksyttävä ne ilman tarpeettomia tunteita, luottaen vain terveeseen järkeen.
Voidaan turvallisesti väittää, että vaikka nykyäänkin luonnontieteellisen maailmankuvan hallitsevasta asemasta - kaukana, vaikkakaan ei yleismaailmallisesta - tulee olemaan ihmisiä, jotka Humphreyn asemassa näkisivät tulisessa härässä jotain järjen ulkopuolella. sarvet. Keskiajasta ei ole mitään sanottavaa: silloin saatanan juonittelut nähtäisiin todennäköisesti samoissa sarvissa.
Koronapurkaus, sähköinen korona, eräänlainen hehkupurkaus, joka ilmenee, kun sähkökentän jyrkästi korostuu epähomogeenisuus lähellä yhtä tai molempia elektrodeja. Samanlaisia kenttiä muodostuu elektrodeille, joilla on erittäin suuri pinnan kaarevuus (pisteet, ohuet johdot). Koronapurkauksen aikana näitä elektrodeja ympäröi tunnusomainen hehku, jota kutsutaan myös koronaksi tai koronakerrokseksi.
Koronan vieressä olevan elektrodien välisen tilan ei-valaisevaa ("tummaa") aluetta kutsutaan ulkovyöhykkeeksi. Koronaa esiintyy usein korkeilla, terävillä esineillä (St. Elmon valot), voimalinjojen ympärillä jne. Koronapurkausta voi esiintyä eri kaasunpaineilla purkausraossa, mutta selvemmin se ilmenee paineissa, jotka eivät ole ilmakehän paineita.
Koronapurkauksen ilmaantuminen selittyy ionivyöryllä. Kaasussa on aina tietty määrä ioneja ja elektroneja, mikä johtuu satunnaisista syistä. Niiden määrä on kuitenkin niin pieni, että kaasu ei käytännössä johda sähköä.
Riittävän suurella kentänvoimakkuudella ionin kahden törmäyksen väliseen aikaväliin kerääntynyt liike-energia voi tulla riittäväksi ionisoimaan neutraalin molekyylin törmäyksen aikana. Tämän seurauksena muodostuu uusi negatiivinen elektroni ja positiivisesti varautunut jäännös, ioni.
Kun vapaa elektroni törmää neutraaliin molekyyliin, se jakaa sen elektroniksi ja vapaaksi positiiviseksi ioniksi. Elektronit, kun ne törmäävät edelleen neutraalien molekyylien kanssa, jakavat ne jälleen elektroneiksi ja vapaiksi positiivisiksi ioneiksi ja niin edelleen.
Tällaista ionisaatioprosessia kutsutaan iskuionisaatioksi, ja työtä, joka on tehtävä elektronin irtautumisen aikaansaamiseksi atomista, kutsutaan ionisaatiotyöksi. Ionisoinnin työ riippuu atomin rakenteesta ja on siksi erilainen eri kaasuilla.
Iskuionisaation vaikutuksesta muodostuvat elektronit ja ionit lisäävät kaasun varausten määrää, ja ne puolestaan saavat liikkeen sähkökentän vaikutuksesta ja voivat tuottaa uusien atomien iskuionisaatiota. Siten prosessi voimistuu ja kaasun ionisaatio saavuttaa nopeasti erittäin korkean arvon. Ilmiö on samanlainen kuin lumivyöry, joten tätä prosessia kutsuttiin ionivyöryksi.
Venytetään kahdelle korkealle eristävälle tuelle metallilanka ab, jonka halkaisija on useita millimetrin kymmenesosia, ja kytketään se generaattorin negatiiviseen napaan, joka antaa useiden tuhansien volttien jännitteen. Viemme generaattorin toisen navan maahan. Saat eräänlaisen kondensaattorin, jonka levyt ovat lanka ja huoneen seinät, jotka tietysti kommunikoivat maan kanssa.
Tämän kondensaattorin kenttä on hyvin epätasainen, ja sen intensiteetti ohuen johdon lähellä on erittäin korkea. Vähitellen nostamalla jännitettä ja tarkkailemalla lankaa pimeässä voidaan huomata, että tunnetulla jännitteellä johdon lähelle ilmestyy heikko hehku (kruunu), joka peittää johdon joka puolelta; siihen liittyy sihisevä ääni ja pieni rätisevä ääni.
Jos herkkä galvanometri on kytketty langan ja lähteen väliin, niin hehkun ilmeessä galvanometri näyttää havaittavan virran, joka virtaa generaattorista johtojen kautta johtoon ja siitä huoneen ilman kautta seiniin, langan ja seinien välillä siirtyy huoneessa iskuionisaation seurauksena muodostuneet ionit.
Siten ilman hehku ja virran esiintyminen osoittavat ilman voimakasta ionisaatiota sähkökentän vaikutuksesta. Koronapurkaus voi tapahtua paitsi langan lähellä, myös kärjen lähellä ja yleensä kaikkien elektrodien lähellä, joiden lähelle muodostuu erittäin voimakas epähomogeeninen kenttä.
Koronapurkauksen käyttö
Kaasujen sähköinen puhdistus (sähköstaattiset suodattimet). Savulla täytetty astia muuttuu yhtäkkiä täysin läpinäkyväksi, jos siihen viedään sähkökoneeseen liitetyt terävät metallielektrodit, ja kaikki kiinteät ja nestemäiset hiukkaset kerrostuvat elektrodeille. Kokemuksen selitys on seuraava: heti kun korona sytytetään, putken sisällä oleva ilma ionisoituu voimakkaasti. Kaasuionit tarttuvat pölyhiukkasiin ja lataavat niitä. Koska putken sisällä toimii voimakas sähkökenttä, varautuneet pölyhiukkaset siirtyvät kentän vaikutuksesta elektrodeihin, joissa ne laskeutuvat.
Alkeishiukkaslaskurit
Geiger-Muller alkeishiukkaslaskuri koostuu pienestä metallisylinteristä, joka on varustettu kalvolla päällystetyllä ikkunalla ja ohuella metallilangalla, joka on venytetty pitkin sylinterin akselia ja eristetty siitä. Laskuri on kytketty piiriin, joka sisältää virtalähteen, jonka jännite on useita tuhansia voltteja. Jännite valitaan välttämättömäksi koronapurkauksen ilmaantumiseksi laskurin sisään.
Kun nopeasti liikkuva elektroni tulee laskuriin, jälkimmäinen ionisoi laskurin sisällä olevat kaasumolekyylit, jolloin koronan sytyttämiseen tarvittava jännite laskee jonkin verran. Laskurissa tapahtuu purkaus, ja piiriin ilmestyy heikko lyhytaikainen virta. Sen havaitsemiseksi johdetaan piiriin erittäin suuri vastus (useita megaohmeja) ja sen rinnalle kytketään herkkä elektrometri. Joka kerta kun nopea elektroni osuu laskurin sisäpuolelle, elektrometrin levyt taipuvat.
Tällaiset laskurit mahdollistavat paitsi nopeiden elektronien rekisteröinnin, myös yleensä kaikki varautuneet, nopeasti liikkuvat hiukkaset, jotka pystyvät tuottamaan ionisaatiota törmäysten avulla. Nykyaikaiset laskurit havaitsevat helposti jopa yksittäisen niihin osuvan hiukkasen ja mahdollistavat siten täydellisen varmuuden ja erittäin selkeän todentamisen, että varautuneita alkuainehiukkasia todellakin on luonnossa.
ukkosenjohdatin
On arvioitu, että koko maapallon ilmakehässä esiintyy samanaikaisesti noin 1800 ukkosmyrskyä, jotka antavat keskimäärin noin 100 salamaa sekunnissa. Ja vaikka todennäköisyys joutua salaman iskemään yksittäiseen henkilöön on mitätön, salama aiheuttaa kuitenkin paljon vahinkoa. Riittää, kun huomautetaan, että tällä hetkellä noin puolet kaikista suurissa voimalinjoissa tapahtuvista onnettomuuksista johtuu salamaniskusta. Siksi salamansuojaus on tärkeä tehtävä.
Lomonosov ja Franklin eivät vain selittäneet salaman sähköistä luonnetta, vaan myös osoittivat kuinka rakentaa salamanvarsi, joka suojaa salamaniskulta. Salamanvarsi on pitkä lanka, jonka yläpää on teroitettu ja vahvistettu suojatun rakennuksen korkeimman kohdan yläpuolelle. Langan alapää on liitetty metallilevyyn ja levy on haudattu maahan maaveden tasolle.
Ukkosmyrskyn aikana maan pinnalle ilmaantuu suuria indusoituneita varauksia ja suuri sähkökenttä ilmaantuu lähelle maan pintaa. Sen intensiteetti on erittäin korkea lähellä teräviä johtimia, ja siksi koronapurkaus syttyy salamanvarren päässä. Tämän seurauksena indusoituneet varaukset eivät voi kerääntyä rakennukseen eikä salamaa tapahdu. Niissä tapauksissa, joissa salama silti esiintyy (ja tällaiset tapaukset ovat erittäin harvinaisia), se iskee salamanvarsijoukkoon ja lataukset menevät maahan vahingoittamatta rakennusta.
Joissain tapauksissa salamanvarren koronapurkaus on niin voimakasta, että kärkeen ilmestyy selvästi näkyvä hehku. Tällainen hehku näkyy joskus muiden terävien esineiden lähellä, esimerkiksi laivan mastojen päissä, terävissä puiden latvoissa jne. Tämä ilmiö havaittiin useita vuosisatoja sitten ja aiheutti taikauskoisen kauhun navigoijille, jotka eivät ymmärtäneet sen todellista olemusta.
koronapurkaus sähkökorona, eräänlainen hehkupurkaus (katso hehkupurkaus) ;
tapahtuu sähkökentän selvän epähomogeenisuuden kanssa yhden tai molempien elektrodien lähellä. Samanlaisia kenttiä muodostuu elektrodeille, joilla on erittäin suuri pinnan kaarevuus (pisteet, ohuet johdot). K. r. näitä elektrodeja ympäröi tunnusomainen hehku, jota kutsutaan myös koronaksi tai koronakerrokseksi. Koronan vieressä olevan elektrodien välisen tilan ei-valaisevaa ("tummaa") aluetta kutsutaan ulkovyöhykkeeksi. Kruunu esiintyy usein korkeissa teräväkkäissä esineissä (St. Elmon valot), sähköjohtojen ympärillä jne. K. r. voi tapahtua eri kaasun paineissa purkausraossa, mutta selkeimmin se ilmenee paineissa, jotka eivät ole ilmakehän painetta alhaisempia. Purkautuminen alkaa, kun jännite U elektrodien välissä saavuttaa koronan niin sanotun "alkupotentiaalin". U 0(tyypilliset arvot ovat tuhansia ja kymmeniä tuhansia sisään). Nykyinen K. r. verrannollinen eroon U-U 0 ja purkauksessa muodostuneiden kaasu-ionien liikkuvuus (katso ionien ja elektronien liikkuvuus); se on yleensä pieni (murto-osia ma 1:lle cm koronaelektrodin pituus). Korotuksen kanssa U koronakerrosten kirkkaus ja paksuus lisääntyvät. Kun U saavuttaa "kipinän päällekkäisyyden" potentiaalin, K. r. menee kipinäpurkaustilaan.
Jos vain anodikoronat, koronaa kutsutaan positiiviseksi. Tässä tapauksessa primäärielektroneja vapautuu koronakerroksen ulkorajalla koronan sisällä emittoimien fotonien kaasun fotoionisoitumisen seurauksena (katso Ionisaatio). Kiihtyessään anodikentässä nämä elektronit iskuvirittää kaasun atomeja ja ioneja ja iskuionisaatiotoiminnassa synnyttävät elektronivyörysiä. Ulkovyöhykkeellä virran kantajat ovat positiivisia ioneja; niiden muodostama positiivinen avaruusvaraus rajoittaa virtaa K. r. Negatiivisessa koronassa positiiviset ionit, joita kiihdyttää vahva kenttä lähellä koronakatodia, lyövät sieltä elektroneja (sekundaarinen elektroniemissio). Lennettyään ulos katodista elektronit ionisoivat kaasua aiheuttaen lumivyöryjä ja varmistaen positiivisten ionien lisääntymisen. Puhtaissa sähköpositiivisissa kaasuissa elektronit kuljettavat virran ulkovyöhykkeellä, ja elektronegatiivisten kaasujen läsnä ollessa, joilla on elektroniaffiniteetti (katso Elektroniaffiniteetti) , -
negatiiviset ionit, jotka syntyvät elektronien ja neutraalien kaasumolekyylien "tarttumisesta yhteen" (katso Elektronegatiivisuus). Nämä elektronit tai ionit muodostavat negatiivisen avaruusvarauksen ulkovyöhykkeellä, mikä rajoittaa K. r:n virtaa. Bipolaarisessa koronassa molemmat elektrodit korona. Prosessit koronakerroksissa ovat samanlaisia kuin kuvatut; ulkovyöhykkeellä virtaa kuljettavat positiivisten ionien ja elektronien (tai negatiivisten ionien) vastavirrat. Kun elektrodien napaisuutta vaihdetaan ajoittain (vaihtovirtavirta), ulkovyöhykkeen vähäliikkuvat raskaat ionit eivät ehdi saavuttaa elektrodeja yhden puolijakson aikana ja avaruusvarauksessa tapahtuu värähtelyjä. K. r. 100 000 luokkaa olevilla taajuuksilla Hz ja tätä korkeampaa taajuutta kutsutaan korkeataajuiseksi kruunuksi (katso korkeataajuinen kruunu).
K. r. sähköenergia muuttuu pääasiassa lämpöenergiaksi - törmäyksissä ionit luovuttavat liikeenergiansa neutraaleille kaasumolekyyleille. Tämä mekanismi aiheuttaa merkittäviä energiahäviöitä suurjännitesiirtolinjoissa. Hyödyllinen sovellus. löytyy sähköisissä erotusprosesseissa (katso Sähköerottelu) (esim. sähkösuodattimissa (katso Sähköinen suodatin)) ,
sähkömaalaukseen (erityisesti jauhemaalaukseen) sekä ionisoivan säteilyn rekisteröintiin (Geiger-Muller counter ami). Lit.: Kaptsov N. A., Koronapurkaus ja sen käyttö sähköstaattisissa suodattimissa, M., 1947; Leb L., Sähköpurkausten perusprosessit kaasuissa, trans. englannista, M.-L., 1950; Granovsky VL Sähkövirta kaasussa. Epätasainen virta, M., [painettu]. A. K. Musin.
Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja. - M.: Neuvostoliiton tietosanakirja. 1969-1978 .
Katso, mitä "Corona Discharge" on muissa sanakirjoissa:
Korkeajännitteestä riippumaton. sähköpurkaus kaasussa paineessa p<1 atm, joka syntyy jyrkästi epähomogeenisessa sähkössä. kenttä lähellä elektrodeja, joilla on suuri pinnan kaarevuus (pisteet, johdot). Näillä vyöhykkeillä tapahtuu neutronien ionisaatiota ja viritystä ... Fyysinen tietosanakirja
Sähköpurkaus kaasussa, joka yleensä tapahtuu vähintään ilmakehän paineessa, jos elektrodien välinen sähkökenttä (pisteiden, ohuiden lankojen muodossa) ei ole tasainen. Kaasun ionisoituminen ja hehkuminen koronapurkauksessa tapahtuu vain ... ... Suuri tietosanakirja
koronapurkaus- koronapurkaus; korona Purkaus, jossa voimakkaasti epähomogeeninen sähkökenttä vääristyy lisäksi huomattavasti elektrodien lähellä olevien ionien tilavaraukset, jossa tapahtuu kaasun tai nesteen ionisaatiota ja viritystä (hohtoa) ... Ammattikorkeakoulun terminologinen selittävä sanakirja
koronapurkaus- Enemmän tai vähemmän jatkuva valosähköpurkaus ilmakehässä, joka tulee maan yläpuolelle kohoavista esineistä tai lentävistä lentokoneista, johon joskus liittyy halkeama. Syn.: Pyhän Elmon tuli... Maantieteen sanakirja
koronapurkaus- kruunu - [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. Englanti-venäläinen sähkötekniikan ja voimateollisuuden sanakirja, Moskova, 1999] Sähkötekniikan aiheet, peruskäsitteet Synonyymit corona FI coronacorona purkaus ... Teknisen kääntäjän käsikirja
Tällä termillä on muita merkityksiä, katso Vastuuvapaus ... Wikipedia
Sähköpurkaus kaasussa, joka yleensä tapahtuu vähintään ilmakehän paineessa, jos elektrodien välinen sähkökenttä (terävien, ohuiden lankojen muodossa) ei ole tasainen. Kaasun ionisoituminen ja hehkuminen koronapurkauksessa tapahtuu vain ... ... tietosanakirja
Korona, sähköpurkaus kaasussa, joka yleensä tapahtuu paineessa, joka ei ole pienempi kuin ilmakehän paine, jos sähkökenttä toisen tai molempien elektrodien lähellä on jyrkästi epähomogeeninen. Samanlaisia kenttiä muodostuu elektrodeille, joilla on erittäin suuri pinnan kaarevuus ... ... Tekniikan tietosanakirja
koronapurkaus- vainikinis išlydis statusas T ala fizika atitikmenys: angl. koronapurkaus vok. Koronaentladung, f rus. koronapurkaus, m pranc. décharge en couronne, f … Fizikos terminų žodynas
Kruunu (lat. corona kruunu, seppele), sähköpurkaus kaasussa, joka yleensä tapahtuu vähintään ilmakehän paineessa, jos sähköinen. elektrodien välinen kenttä (pisteiden, ohuiden lankojen muodossa) on epätasainen. Se ilmenee ionisaattorien hehkuna. ... Suuri tietosanakirja ammattikorkeakoulun sanakirja
koronapurkaus - tämä on ilmiö, joka liittyy ilman ionisaatioon korkean intensiteetin sähkökentässä (kaasujen hehku epähomogeenisessa sähkökentässä, jonka intensiteetti on suuri).
Korkean intensiteetin alueita muodostuu usein esiintyvän sähkökentän epähomogeenisuuden vuoksi:
1) Kun valitsit väärät parametrit suunnitteluprosessin aikana;
2) työn aikana syntyvän saastumisen seurauksena;
3) Mekaanisten vaurioiden ja laitteiden kulumisen seurauksena.
Samanlaisia kenttiä muodostuu elektrodeille, joilla on erittäin suuri pinnan kaarevuus (pisteet, ohuet johdot). Kun kentänvoimakkuus saavuttaa ilman raja-arvon (noin 30 kV / cm), elektrodin ympärille ilmestyy hehku, joka on muodoltaan kuori tai kruunu (tästä nimi). Koronapurkausta käytetään kaasujen puhdistamiseen pölystä ja muista epäpuhtauksista (sähkösuodatin), rakenteiden tilan diagnosointiin (mahdollistaa tuotteiden halkeamien havaitsemisen). Voimalinjoilla koronapurkauksen esiintyminen ei ole toivottavaa, koska se aiheuttaa merkittäviä häviöitä siirrettävässä energiassa. Elektrodien suhteellisen kaarevuuden vähentämiseksi käytetään monijohtimia (3, 5 tai useampia johtoja tietyllä tavalla).
Kruunutyypit ja niiden tunnistaminen
Negatiivinen "liekin kaltainen" korona. Tämän tyyppinen korona esiintyy yleensä negatiivisesti varautuneessa johtimessa, kuten verkkojännitteen negatiivisen puoliaallon aikana. Tämäntyyppinen kruunu näyttää liekiltä, jonka muoto, suunta ja koko muuttuvat jatkuvasti. Tämä korona on erittäin herkkä ympäristöparametrien muutoksille. Sen esiintyminen johtaa myös äänisignaalin esiintymiseen, joka on noin kaksinkertainen teolliseen taajuuteen (esimerkiksi 100 Hz) verrattuna tai sen moninkertainen.
häiriöt
Rikkomukset muodostuvat yleensä kahden eristetyn mutta lähekkäin olevan metallilevyn väliin. Vuotovirta pitkin tukea indusoi tiettyjä jännitetasoja levyjen väliin ja siten purkauksen niiden välille. Näitä purkauksia on yleensä vaikea paikantaa, koska suoraa yhteyttä suurjännitelinjaan ei ole. CoroCAM-kamerassa nämä kipinävälit näkyvät pieninä, pysyvinä ja erittäin kirkkaina esineinä. Näiden purkausten tuottama ääni on korkeampi kuin negatiiviset koronat, eikä se vaikuta liittyvän tehotaajuuteen. Kipinävälit aiheuttavat yleensä suuria radio- ja televisiohäiriöitä (esim. korkea RI - radiohäiriö).
Positiivisen hehkun korona
Positiivinen hehkukoronapurkaus muodostuu positiivisesti varautuneeseen johtimeen (esimerkiksi verkkojännitteen positiivisen puoliaallon aikana). Se löytyy yleensä paikoista, joissa on terävät kulmat. Tämäntyyppinen kruunu on kooltaan pieni ja näyttää hehkulta tietyn paikan ympärillä. Tämä on suhteellisen heikko koronalähde ja tuottaa hyvin pienen äänisignaalin.
Kuinka vakavaa korona/purkaus on radiohäiriöjännitteen (RIV) kannalta?
Yleisiä huomioita:
Kaikki kipinävälit aiheuttavat vakavia radiohäiriöitä.
Jos korona näkyy paljaalla silmällä kokonaan (yöllä), se aiheuttaa vakavia radiohäiriöitä. (Käytä CoroCAM-kameraa löytääksesi nopeasti kaikki koronan lähteet ja yritä sitten nähdä ne paljaalla silmällä.)
Positiivinen hehkukorona ei aiheuta vakavia radiohäiriöitä.
Koronapurkauksen käyttö
Kaasujen sähköinen puhdistus (sähköstaattiset suodattimet).
Savulla täytetty astia muuttuu yhtäkkiä täysin läpinäkyväksi, jos siihen viedään sähkökoneeseen liitetyt terävät metallielektrodit, ja kaikki kiinteät ja nestemäiset hiukkaset kerrostuvat elektrodeille. Kokemuksen selitys on seuraava: heti kun korona sytytetään, putken sisällä oleva ilma ionisoituu voimakkaasti. Kaasuionit tarttuvat pölyhiukkasiin ja lataavat niitä. Koska putken sisällä vaikuttaa voimakas sähkökenttä, varautuneet pölyhiukkaset siirtyvät kentän vaikutuksesta elektrodeihin, joissa ne laskeutuvat.
Alkuainehiukkasten laskurit.
Geiger-Muller alkeishiukkaslaskuri koostuu pienestä metallisylinteristä, joka on varustettu kalvolla päällystetyllä ikkunalla ja ohuella metallilangalla, joka on venytetty pitkin sylinterin akselia ja eristetty siitä. Laskuri on kytketty piiriin, joka sisältää virtalähteen, jonka jännite on useita tuhansia voltteja. Jännite valitaan välttämättömäksi koronapurkauksen ilmaantumiseksi laskurin sisään.
Kun nopeasti liikkuva elektroni tulee laskuriin, jälkimmäinen ionisoi laskurin sisällä olevat kaasumolekyylit, jolloin koronan sytyttämiseen tarvittava jännite laskee jonkin verran. Laskurissa tapahtuu purkaus, ja piiriin ilmestyy heikko lyhytaikainen virta. Sen havaitsemiseksi johdetaan piiriin erittäin suuri vastus (useita megaohmeja) ja sen rinnalle kytketään herkkä elektrometri. Joka kerta kun nopea elektroni osuu laskurin sisäpuolelle, elektrometrin levyt taipuvat.
Tällaiset laskurit mahdollistavat paitsi nopeiden elektronien rekisteröinnin, myös yleensä kaikki varautuneet, nopeasti liikkuvat hiukkaset, jotka pystyvät tuottamaan ionisaatiota törmäysten avulla. Nykyaikaiset laskurit havaitsevat helposti jopa yksittäisen niihin osuvan hiukkasen ja mahdollistavat siten täydellisen varmuuden ja erittäin selkeän todentamisen, että varautuneita alkuainehiukkasia todellakin on luonnossa.
ukkosenjohdatin
On arvioitu, että koko maapallon ilmakehässä esiintyy samanaikaisesti noin 1800 ukkosmyrskyä, jotka antavat keskimäärin noin 100 salamaa sekunnissa. Ja vaikka todennäköisyys joutua salaman iskemään yksittäiseen henkilöön on mitätön, salama aiheuttaa kuitenkin paljon vahinkoa. Riittää, kun huomautetaan, että tällä hetkellä noin puolet kaikista suurissa voimalinjoissa tapahtuvista onnettomuuksista johtuu salamaniskusta. Siksi salamansuojaus on tärkeä tehtävä.
Lomonosov ja Franklin eivät vain selittäneet salaman sähköistä luonnetta, vaan myös osoittivat kuinka rakentaa salamanvarsi, joka suojaa salamaniskulta. Salamanvarsi on pitkä lanka, jonka yläpää on teroitettu ja vahvistettu suojatun rakennuksen korkeimman kohdan yläpuolelle. Langan alapää on liitetty metallilevyyn ja levy on haudattu maahan maaveden tasolle. Ukkosmyrskyn aikana maan pinnalle ilmaantuu suuria indusoituneita varauksia ja suuri sähkökenttä ilmaantuu lähelle maan pintaa. Sen intensiteetti on erittäin korkea lähellä teräviä johtimia, ja siksi koronapurkaus syttyy salamanvarren päässä. Tämän seurauksena indusoituneet varaukset eivät voi kerääntyä rakennukseen eikä salamaa tapahdu. Niissä tapauksissa, joissa salama silti esiintyy (ja tällaiset tapaukset ovat erittäin harvinaisia), se iskee salamanvarsijoukkoon ja lataukset menevät maahan vahingoittamatta rakennusta.
Joissain tapauksissa salamanvarren koronapurkaus on niin voimakasta, että kärkeen ilmestyy selvästi näkyvä hehku. Tällainen hehku näkyy joskus muiden terävien esineiden lähellä, esimerkiksi laivan mastojen päissä, terävissä puiden latvoissa jne. Tämä ilmiö havaittiin useita vuosisatoja sitten ja aiheutti taikauskoisen kauhun navigoijille, jotka eivät ymmärtäneet sen todellista olemusta.
Koronapurkauksen vaikutuksen alaisena
Sähkösuodattimet ovat tehokkaimpia kaasunpuhdistuslaitteita, koska. Niiden ylläpidon käyttökustannukset ovat muihin pölyn- ja tuhkankerääjiin verrattuna paljon pienemmät. Samanaikaisesti sähkösuodattimet täyttävät täydellisesti absoluuttisen pölynkeräyslaitteen vaatimukset.
Sähkökaasupuhdistuksen asennus sisältää sähkösuodattimen ja voimayksikön. Puhdistettava kaasu tulee sähkösuodattimeen, jonka elektrodit syötetään korkealla jännitteellä, elektrodien väliin syntyy koronapurkaus, jonka seurauksena elektrodien välinen tila täyttyy negatiivisesti varautuneilla kaasuioneilla, jotka vaikutuksen alaisena sähkökentän, siirry koronaelektrodeista sadeelektrodeihin.
Keräyselektrodit jaetaan levymäisiin, putkimaisiin, laatikon muotoisiin, sauvaisiin, taskuihin, uritettuihin, C-muotoisiin, tulppaanin muotoisiin jne.
Pölynpoistomenetelmän mukaan sähköstaattiset erottimet jaetaan märkiin ja kuiviin. Kuivissa sähkösuodattimissa elektrodien ravistelu suoritetaan iskuvasaralla, iskupulssi-, tärinämenetelmillä jne. Kosteissa sähkösuodattimissa elektrodien jaksollinen tai jatkuva pesu suoritetaan. Puhdistetun kaasun liikesuunnassa sähköstaattiset erottimet jaetaan pysty- ja vaakasuuntaisiin. Lisäksi sähköstaattiset erottimet ovat yksivyöhykkeisiä, joissa hiukkasten lataus ja kerrostaminen suoritetaan yhdessä vyöhykkeessä, ja kaksivyöhykkeisiä, joissa lataus ja kerrostaminen suoritetaan eri vyöhykkeissä: ionisaattorissa ja erottimessa.
Putkimainen sähkösuodatin Sturtevant
Koronapurkauksen luomisperiaatteen mukaan sähkösuodattimissa on kiinteät koronapurkauksen ja ei-kiinteän koronapurkauksen kohdat.
Koronaelektrodijärjestelmien tyypin mukaan sähkösuodattimet voidaan jakaa kahteen pääryhmään: runkokoronaelektrodeihin ja vapaasti ripustettuihin koronaelektrodeihin. Sade- ja koronaelektrodien ravistelu suoritetaan isku-, iskuvasararavistelu-, isku-pulssijärjestelmän, tärinämekanismien, säännöllisen ja jatkuvan pesun avulla.
Koronapurkauksen fysiikkaa tarkastellaan yksityiskohtaisesti N. A. Kaptsovin kirjassa "Koronapurkaus ja sen käyttö sähköstaattisissa suodattimissa", joka julkaistiin vuonna 1947. Kaasujen sähköpurkauksen ilmiö selittyy useilla purkausteorioilla. Ensimmäisen teorian - lumivyöryteorian - perustan loi Townsend vuonna 1900. Kolmekymmentä vuotta myöhemmin sitä kehitettiin edelleen Rogovskyn teoksissa ja, kuten N. A. Kaptsov kirjoittaa, "ja on tähän asti toiminut perusteena selitykselle koronapurkauksen ilmiö." Toista teoriaa - kaasupurkausplasman teoriaa - ovat Lengryum ja hänen koulunsa kehittäneet vuodesta 1924 lähtien, mutta N. A. Kaptsovin mukaan sillä ei ole suoraa yhteyttä koronapurkauksen fysiikan selittämiseen. Kolmannen teorian - isotermisen plasman teorian - kehittivät sotaa edeltävinä vuosina Elenbas ja muut hollantilaiset fyysikot.
Koronapurkaus on itsenäinen purkaus, joka tapahtuu vain sähkökentän erittäin suuren epähomogeenisuuden tapauksessa ainakin yhdessä elektrodista (piste on taso, lanka on taso, kaksi lankaa, kierre sylinterissä suuri säde jne.). Olosuhteet koronan syntymiselle ja kehittymiselle ovat erilaiset "kärjen" (kutsutaanko sitä elektrodiksi, jonka lähellä on E erittäin heterogeeninen).
Jos kärki on katodi (korona on "negatiivinen"), niin korona sytytetään olennaisesti samalla tavalla kuin hehkupurkauksessa, vain ensimmäisen Townsend-kertoimen määrittämiseksi (kentästä lähtien E voimakkaasti epähomogeeninen) ilmassa (käytännöllisesti katsoen tärkeä tapaus), tarttuminen (hapen läsnäolo) on otettava huomioon, jotta
((x)- p ( x))dx=ln(l+ -1), (8.26)
missä p - sovelluskerroin, x 1 - etäisyys pisteeseen, jossa E jo niin pieni, ettei ionisaatiota tapahdu: E 0. Tällaisessa koronassa on hehkua vain etäisyyteen asti, myös suunnilleen yhtä x yksi . Jos "kärki" on anodi (korona on "positiivinen"), kuva muuttuu merkittävästi: kärjen lähellä havaitaan valoisia filamentteja, jotka juoksevat pois kärjestä (kuva 8.9). Luultavasti nämä ovat valoelektronien tuottamia lumivyöryjä. On selvää, että sytytyskriteeri on myös erilainen - sama kuin streamerin muodostukselle. Kaikissa koronapurkauksissa epähomogeenisuus on merkittävää E, nuo. tietty elektrodin geometria.
Purkauspolttomekanismissa ei ole täydellistä selkeyttä, mutta tämä ei estä koronapurkausten käyttöä teollisuudessa (sähkösuodattimet); Koronapurkaus toimii myös Geiger-Muller-laskureissa. Mutta se voi olla myös haitallista, esimerkiksi suurjännitelinjoilla (LEP), koronapurkaukset aiheuttavat huomattavia häviöitä.
Koronat ovat katkonaisia eri taajuuksilla: positiivisilla jopa 10 4 Hz, negatiivisilla - 10 6 Hz - ja tämä on häiriöradioalue. Epäjatkuvan purkauksen mekanismi positiivisen koronan lähellä liittyy ilmeisesti siihen tosiasiaan, että streamer-elektronit vedetään anodiin, positiiviset ytimet suojaavat anodia, ja uusia striimareita ei voida luoda ennen kuin ytimet menevät katodille. Sitten anodi "avautuu" ja kuvio toistaa itseään. Negatiiviselle koronalle hapen läsnäolo ilmassa on oleellista - siirtyessään hieman koronasta poispäin elektronit tarttuvat happeen, negatiiviset ionit suojaavat kärkeä ja kunnes ne menevät anodille, purkaus pysähtyy. Ionien poistumisen jälkeen purkaus tulee uudelleen näkyviin ja kuva toistuu.
Riisi. 8.9. Streamer positiivisesta sauvasta, jonka halkaisija on 2 cm, tasoon 150 cm:n etäisyydellä vakiojännitteellä 125 kW; oikealla - laskenta, potentiaalitasapainopinnat piirretään, käyrien lähellä olevat luvut ovat käytetyn jännitteen murto-osia tasosta laskettuna; vasemmalla - kuva streamereistä samoissa olosuhteissa
Korkeataajuiset (HF) purkaukset
HF-alueella (10 -1 10 2 MHz) on tapana erottaa E ja H purkaustyypit - sähkömagneettisen kentän määrittävän vektorin mukaan. Lasertekniikassa he käyttävät E(kapasitiiviset) purkaukset, työtilavuuden sijoittaminen kondensaattoriin, jonka levyihin syötetään RF-jännite (levyt ruiskutetaan joskus suoraan tilavuuteen, joskus ne on eristetty dielektrillä - yleensä lasilla). Näiden purkausten teho on pieni (niiden tehtävänä on tukea ionisaatiota), mutta intensiteetti E suuri - jopa kymmeniä keV.
HF-induktiokenttien soveltaminen (H-kentät) on tullut erittäin laajaksi 40-luvun lopusta lähtien, vaikkakin pääasiassa HF-uunien muodossa. Missä tarvitaan puhdasta lämpöä ja missä on johtavaa väliainetta, H kentät ovat korvaamattomia. Tämä sisältää puolijohdemateriaalien tuotannon ja puhtaiden metallien vyöhykesulatuksen ja ultrapuhtaiden kemiallisten yhdisteiden ja jopa kotitalouksien uuneja.
Riisi. 8.10. Induktiopurkaus putkessa, jossa on säde R, asetettu pitkälle solenoidille; r 0 - plasman säde, oikealla - lämpötilan jakautuminen sädettä pitkin
Totta, näissä laitteissa ei juuri tarvitse sovittaa generaattoria ja kuormaa - kuorman reaktiivisten ja aktiivisten vastusten suhde muuttuu vähän. Mutta purkauksissa asia on monimutkaisempi: muutokset purkausväliaineen parametreissa (resistanssi, itseinduktio, keskinäinen induktio - yhteys kelaan) voivat vaihdella laajalla alueella. Yleensä kela on kela (kierros on jopa yksi!), jonka sisällä tapahtuu purkaus (kuva 8.10).
Vaihtuva kenttä on suunnattu kelan akselia pitkin, kenttä on aksiaalinen siihen nähden. Purkauksen ylläpitämiseksi tarvitaan huomattavasti vähemmän kuin sen sytyttämiseen. Siksi tilavuuteen viedään yleensä ohut metallielektrodi, se lämpenee, luovuttaa termoelektroneja (joskus haihtuu osittain), käynnistää purkauksen, jonka jälkeen se poistetaan. Käytön aikana sähkömagneettisen energian virta syöttää tehon:
< S> = (s/4 )<ЕН >, (8.27)
ja se poistetaan useimmiten kaasuvirralla (se ionisoituu ja kuljettaa energiaa pois). Mutta sähkömagneettinen energia tunkeutuu plasmaan (johtimeen) syvälle X, eksponentiaalisesti pienenevä exp(-x/), missä on ns. ihokerros, ja sovittiin, että sitä pidetään virtauksen tunkeutumissyvyydeksi:
2 = c 2 /(2) , (8.28)
missä c on valon nopeus, on johtimen johtavuus, on RF-taajuus
Jos < R, sitten energia absorboituu kerrokseen, jonka paksuus on δ, muodostaen johtavan sylinterin. Lämpötilan säteen jakautuminen T ja johtavuus σ on esitetty kuvioissa 1 ja 2. 8.11, pohjimmiltaan tämä on täydellinen analogi kaaren kanavamallille, sitä kutsutaan "metallisylinterimalliksi". On huomattava, että painetta on todella mahdollista hallita R(mieluiten enemmän!) ja virtaa<ЕН>, määritetty ampeerituulien perusteella:
<ЕН> ~ SISÄÄN(missä minä- nykyinen, N- kierrosten määrä kelan pituusyksikköä kohti).
CORONA DISCHARGE, yksi kaasun sähköpurkaustyypeistä, joka tapahtuu jyrkästi epähomogeenisessa sähkökentässä elektrodilla, jolla on pieni kaarevuussäde (pisteet, ohuet johdot). Tunnetuin koronapurkaus ilmassa, johon liittyy hehkua ja ominaista rätintää.
tai yksinkertaisesti korona, syntyy atomien ja kaasumolekyylien ionisaatioprosessien seurauksena suuren sähkökentän voimakkuuden alueella pienellä elektrodilla ja rajoittuu tälle alueelle. Ionisaatio johtaa varautuneiden kaasuhiukkasten ilmaantumiseen: vapaita elektroneja ja positiivisia ioneja, ja elektronegatiivisissa kaasuissa, mukaan lukien ilma, negatiivisten ionien ilmaantumiseen. Kun elektronit liikkuvat sähkökentässä, ne hankkivat energiaa, joka riittää myöhempään atomien ja molekyylien ionisaatioon, varautuneiden hiukkasten määrä lisääntyy jyrkästi, mikä johtaa elektronivyöryn muodostumiseen ja koronapurkauksen ilmaantumiseen. Elektrodin napaisuudesta ja vaikuttavan jännitteen suuruudesta riippuen koronapurkaus voi olla lumivyöry- tai streamer-muotoinen. Elektrodin negatiivisella polariteetilla ja ei liian korkeilla jännitteillä tapahtuu yleensä lumivyöry koronapurkaus, jolle on ominaista tasainen kaasun (esimerkiksi ilman) hehku elektrodin kärjessä. Pienen elektrodin positiivisen polariteetin ollessa kapean ionisaatiovyöhykkeen ulkopuolella virta kuljetetaan toiselle elektrodille tai maahan positiivisten ionien virralla. Virtauskoronapurkaus tapahtuu useimmiten positiivisella elektrodilla sähkökentän voimakkuuden lisääntyessä, ja se koostuu ionisoiduista haarautuvista kanavista, jotka ulottuvat elektrodista (katso Streamers). Ulkoisesti se muistuttaa valoisaa kruunua (piirustus), joka antoi nimen tälle sähköpurkausmuodolle.
Sovelletun jännitteen tyypistä riippuen erotetaan pulssikoronapurkaus, joka on useimmiten streamer-purkaus, vaihtovirtakoronapurkaus, joka esiintyy jokaisella kytkentäjännitteen puolijaksolla, ja DC-koronapurkaus, jonka muoto on riippuu merkittävästi elektrodin napaisuudesta ja voi olla ajoittaista.
Koronassa muodostuneet varautuneet hiukkaset (elektronit ja ionit) saavat sähkökentässä liikkuessaan siitä energiaa, mikä johtaa energian menetykseen koronapurkauksen aikana. Tämä näkyy erityisen selvästi voimalinjojen (TL) johtojen koronapurkauksen aikana. Sähkölinjojen johtojen koronapurkaukseen liittyy sihisemistä ja rätisemistä sekä pimeässä ja sateessa hehkua. Lisäksi koronapurkaus aiheuttaa radiohäiriöitä. Mutta koronapurkaus voi olla myös hyödyllinen varautuneiden hiukkasten lähde, erityisesti kun sitä käytetään sähköstaattisissa suodattimissa.
Lit.: Kaptsov N.A. Koronapurkaus ja sen käyttö sähköstaattisissa suodattimissa. M.; L., 1947; Levitov V. I. Vaihtovirran kruunu. 2. painos M., 1969; Raizer Yu. P. Kaasupurkauksen fysiikka. 2. painos M., 1992; Sokolova M. V. Koronapurkaus kaasuissa // Encyclopedia of Low-Temperature Plasma / Toimittanut V. E. Fortov. M., 2000. T. 2.