Vilket fenomen kallas koronaurladdning. Coronaurladdning och dess egenskaper. Grand Hetman Crown Stanislav Zolkiewski
En stor avdelning av krigare från det antika Rom var på en nattvandring. En storm var på väg. Och plötsligt dök hundratals blåaktiga ljus upp ovanför avdelningen. Det var spetsen på krigarnas spjut som lyste upp. Det verkade som att soldaternas järnspjut brann utan att brinna!
På den tiden visste ingen det fantastiska fenomenets natur, och soldaterna beslutade att en sådan utstrålning på spjuten visar deras seger. Då kallades detta fenomen Castors och Pollux bränder - efter de mytologiska tvillinghjältarna. Och senare döpte lamporna om Elmo - med namnet kyrkan St. Elmo i Italien, där de dök upp.
Särskilt ofta observerades sådana ljus på fartygens master. Den romerske filosofen och författaren Lucius Seneca sa att under ett åskväder "tycks stjärnorna sjunka ner från himlen och sitta på fartygens master". Bland de många berättelserna om detta är vittnesmålet från kaptenen på ett engelskt segelfartyg intressant.
Det hände 1695, i Medelhavet, nära Balearerna, under ett åskväder. Av rädsla för en storm beordrade kaptenen att seglen skulle sänkas. Och så såg sjömännen mer än trettio almljus på olika ställen på fartyget. På vindflöjeln på en stor mast nådde branden mer än en halv meters höjd. Kaptenen skickade en sjöman med order att ta ner honom. Han steg upp på övervåningen och ropade att elden väsnade som en raket från vått pulver. Han fick order om att ta bort den tillsammans med väderflöjeln och få ner den. Men så snart sjömannen tagit bort väderflöjeln, hoppade elden till mastens ända, varifrån det var omöjligt att ta bort den.
En ännu mer imponerande bild sågs 1902 av sjömännen på Mährenångaren. När han var utanför Kap Verdeöarna skrev kapten Simpson i fartygets logg: "Blixten flammade i havet i en timme. Stållinorna, mastertopparna, knogarna, lastbommarnas knogar – allt lyste. Det verkade som om upplysta lampor hängdes på kvarten var fjärde fot, och starka ljus lyste i ändarna av master och nocrays. Glödet åtföljdes av ett ovanligt ljud:
"Det var som om myriader av cikador slog sig ner i en rigg, eller död ved och torrt gräs brann med ett sprakande ..."
Elmos eldar är varierande. De kommer i form av ett enhetligt sken, i form av separata flimrande ljus, facklor. Ibland är de så lika lågor att de skyndar sig att släcka dem.
Den amerikanske meteorologen Humphrey, som observerade Elmo-bränderna på sin ranch, vittnar: detta naturfenomen, "att förvandla varje tjur till ett monster med eldiga horn, ger intrycket av något övernaturligt." Detta sägs av en person som, genom sin egen position, inte är kapabel att, verkar det, bli förvånad över sådana saker, utan måste acceptera dem utan onödiga känslor, endast förlita sig på sunt förnuft.
Det kan djärvt hävdas att det även i dag, trots dominansen - långt, om än inte universell - av den naturvetenskapliga världsbilden, kommer det att finnas människor som, om de befann sig i Humphreys position, skulle se i de eldiga tjurhornen något bortom förnuftets kontroll. Det finns inget att säga om medeltiden: då skulle med största sannolikhet Satans intriger ses i samma horn.
Coronaurladdning, elektrisk korona, en typ av glödurladdning som uppstår när en kraftigt uttalad inhomogenitet av det elektriska fältet nära en eller båda elektroderna. Liknande fält bildas vid elektroder med en mycket stor krökning av ytan (punkter, tunna trådar). Under en koronaurladdning omges dessa elektroder av ett karakteristiskt sken, även kallat korona, eller koronaskikt.
Det icke-ljusande (”mörka”) området i interelektrodutrymmet intill koronan kallas den yttre zonen. Corona uppträder ofta på höga spetsiga föremål (St. Elmos lampor), runt kraftledningar etc. Coronaurladdning kan ske vid olika gastryck i utloppsgapet, men det är mest uttalat vid tryck som inte är lägre än atmosfärstryck.
Uppkomsten av en koronaurladdning förklaras av en jonlavin. Det finns alltid ett visst antal joner och elektroner i en gas, som härrör från slumpmässiga orsaker. Men deras antal är så litet att gasen praktiskt taget inte leder elektricitet.
Vid en tillräckligt hög fältstyrka kan den kinetiska energin som ackumuleras av jonen i intervallet mellan två kollisioner bli tillräcklig för att jonisera en neutral molekyl under kollisionen. Som ett resultat bildas en ny negativ elektron och en positivt laddad rest, en jon.
När en fri elektron kolliderar med en neutral molekyl delar den upp den i en elektron och en fri positiv jon. Elektroner, vid ytterligare kollision med neutrala molekyler, splittrade dem igen till elektroner och fria positiva joner, och så vidare.
En sådan joniseringsprocess kallas för slagjonisering, och det arbete som måste läggas ned för att producera en elektronlossning från en atom kallas joniseringsarbete. Joniseringens arbete beror på atomens struktur och är därför olika för olika gaser.
De elektroner och joner som bildas under påverkan av stötjonisering ökar antalet laddningar i gasen, och i sin tur sätts de i rörelse under inverkan av ett elektriskt fält och kan producera stötjonisering av nya atomer. Således förstärks processen, och joniseringen i gasen når snabbt ett mycket högt värde. Fenomenet liknar en lavin, så denna process kallades en jonlavin.
Låt oss sträcka på två höga isolerande stöd en metalltråd ab, med en diameter på flera tiondels millimeter, och ansluta den till en generators negativa pol, vilket ger en spänning på flera tusen volt. Vi kommer att ta generatorns andra pol till jorden. Du får en slags kondensator, vars plattor är tråden och rummets väggar, som naturligtvis kommunicerar med jorden.
Fältet i denna kondensator är mycket ojämnt, och dess intensitet nära en tunn tråd är mycket hög. Genom att gradvis öka spänningen och observera tråden i mörker kan man märka att vid en känd spänning uppstår ett svagt sken (krona) nära tråden, som täcker tråden från alla sidor; det ackompanjeras av ett väsande ljud och ett lätt sprakande.
Om en känslig galvanometer är ansluten mellan tråden och källan, visar galvanometern med utseendet av en glöd en märkbar ström som flyter från generatorn längs ledningarna till tråden och från den genom luften i rummet till väggarna, mellan tråden och väggarna överförs av joner som bildas i rummet på grund av stötjonisering.
Sålunda indikerar luftens glöd och utseendet av en ström en stark jonisering av luften under inverkan av ett elektriskt fält. Koronaurladdning kan inträffa inte bara nära tråden utan också nära spetsen och i allmänhet nära alla elektroder, nära vilka ett mycket starkt inhomogent fält bildas.
Applicering av coronaurladdning
Elektrisk rening av gaser (elektrostatiska filter). Ett kärl fyllt med rök blir plötsligt helt genomskinligt om vassa metallelektroder anslutna till en elektrisk maskin förs in i det, och alla fasta och flytande partiklar kommer att avsättas på elektroderna. Förklaringen till upplevelsen är följande: så fort koronan antänds, joniseras luften inuti röret starkt. Gasjoner fastnar på dammpartiklar och laddar dem. Eftersom ett starkt elektriskt fält verkar inuti röret, rör sig de laddade dammpartiklarna under påverkan av fältet till elektroderna, där de sätter sig.
Elementära partikelräknare
Geiger-Mullers elementarpartikelräknare består av en liten metallcylinder utrustad med ett fönster täckt med folie och en tunn metalltråd sträckt längs cylinderns axel och isolerad från den. Räknaren är ansluten till en krets som innehåller en strömkälla, vars spänning är lika med flera tusen volt. Spänningen väljs nödvändig för uppkomsten av en koronaurladdning inuti räknaren.
När en snabbt rörlig elektron kommer in i räknaren, joniserar den senare gasmolekylerna inuti räknaren, vilket gör att spänningen som krävs för att antända koronan minskar något. En urladdning sker i räknaren och en svag kortvarig ström uppträder i kretsen. För att upptäcka det införs ett mycket stort motstånd (flera megaohm) i kretsen och en känslig elektrometer kopplas parallellt med den. Varje gång en snabb elektron träffar insidan av räknaren kommer elektrometerns ark att böja sig.
Sådana räknare gör det möjligt att registrera inte bara snabba elektroner, utan i allmänhet alla laddade, snabbt rörliga partiklar som kan producera jonisering genom kollisioner. Moderna räknare kan lätt upptäcka till och med en enskild partikel som träffar dem och gör det därför möjligt att med full säkerhet och mycket stor tydlighet verifiera att elementärladdade partiklar verkligen finns i naturen.
åskledare
Man uppskattar att cirka 1800 åskväder inträffar samtidigt i atmosfären på hela jordklotet, vilket ger i genomsnitt cirka 100 blixtar per sekund. Och även om sannolikheten att bli träffad av en enskild persons blixt är försumbar, orsakar ändå blixten mycket skada. Det räcker med att påpeka att för närvarande orsakas ungefär hälften av alla olyckor i stora kraftledningar av blixtnedslag. Därför är åskskydd en viktig uppgift.
Lomonosov och Franklin förklarade inte bara blixtens elektriska natur, utan påpekade också hur man bygger en blixtstång som skyddar mot ett blixtnedslag. Blixtledaren är en lång tråd, vars övre ände är vässad och förstärkt över den skyddade byggnadens högsta punkt. Den nedre änden av tråden är ansluten till en metallplåt, och plåten är begravd i marken i nivå med jordvatten.
Under ett åskväder uppstår stora inducerade laddningar på jorden och ett stort elektriskt fält uppträder nära jordens yta. Dess intensitet är mycket hög nära vassa ledare, och därför antänds en koronaurladdning i änden av blixtledaren. Som ett resultat kan inducerade laddningar inte ackumuleras på byggnaden och blixtnedslag inträffar inte. I de fall då blixten fortfarande inträffar (och sådana fall är mycket sällsynta) slår den i blixtstången och laddningarna går till jorden utan att skada byggnaden.
I vissa fall är koronaurladdningen från blixtledaren så stark att ett tydligt synligt sken uppträder i spetsen. En sådan glöd uppträder ibland nära andra spetsiga föremål, till exempel vid ändarna av fartygsmaster, vassa trädtoppar, etc. Detta fenomen uppmärksammades för flera århundraden sedan och orsakade den vidskepliga fasan för navigatörer som inte förstod dess sanna väsen.
coronaurladdning elektrisk korona, en sorts glödurladdning (Se glödurladdning) ;
uppstår med en uttalad inhomogenitet av det elektriska fältet nära en eller båda elektroderna. Liknande fält bildas vid elektroder med en mycket stor krökning av ytan (punkter, tunna trådar). Hos K. r. dessa elektroder omges av ett karakteristiskt sken, även kallat korona eller koronaskikt. Det icke-ljusande (”mörka”) området i interelektrodutrymmet intill koronan kallas den yttre zonen. Kronan dyker ofta upp på höga spetsiga föremål (S:t Elmos lampor), runt kraftledningar osv. K.r. kan ske vid olika gastryck i utloppsgapet, men det visar sig tydligast vid tryck som inte är lägre än atmosfärstrycket. Urladdningen startar när spänningen U mellan elektroderna når den så kallade "initialpotentialen" hos koronan U 0(typiska värden är tusentals och tiotusentals i). Nuvarande K. r. proportionell mot skillnaden U-U 0 och rörligheten för de gasjoner som bildas i urladdningen (se Mobilitet för joner och elektroner); den är vanligtvis liten (bråkdelar ma för 1 centimeter koronaelektrodlängd). Med en ökning U ljusstyrkan och tjockleken på koronalagren ökar. När U når potentialen för "gnistöverlappning", K. r. går in i Spark Discharge.
Om bara anoden koronas kallas koronan positiv. I detta fall frigörs primära elektroner vid den yttre gränsen av koronaskiktet som ett resultat av fotojonisering av gasen (se Jonisering) av fotoner som emitteras inuti koronan. Accelererar i anodfältet, dessa elektroner exciterar atomer och joner i gasen och genererar elektronlaviner i samband med stötjonisering. I den yttre zonen är strömbärare positiva joner; den positiva rymdladdningen som bildas av dem begränsar strömmen K. r. I den negativa koronan slår positiva joner, accelererade av ett starkt fält nära koronakatoden, ut elektroner från den (sekundär elektronemission). Efter att ha flugit ut ur katoden chockjoniserar elektronerna gasen, genererar laviner och säkerställer reproduktion av positiva joner. I rena elektropositiva gaser bärs strömmen i den yttre zonen av elektroner och i närvaro av elektronegativa gaser som har elektronaffinitet (se Elektronaffinitet) , -
negativa joner som uppstår genom att elektroner och neutrala gasmolekyler "klibbar ihop" (se Elektronegativitet). Dessa elektroner eller joner bildar en negativ rymdladdning i den yttre zonen, vilket begränsar strömmen av K. r. I en bipolär korona korona båda elektroderna. Processerna i koronalager liknar de som beskrivs; i den yttre zonen bärs strömmen av motströmmar av positiva joner och elektroner (eller negativa joner). Med en periodisk förändring av elektrodernas polaritet (AC r.) hinner inte de tunga jonerna med låg rörlighet i den yttre zonen nå elektroderna under en halvcykel, och rymdladdningens svängningar uppstår. K.r. vid frekvenser i storleksordningen 100 000 Hz och ovan kallas en högfrekvent korona (Se Högfrekvent korona).
I K. r. elektrisk energi omvandlas huvudsakligen till termisk energi - vid kollisioner avger joner energin från sin rörelse till neutrala gasmolekyler. Denna mekanism orsakar betydande energiförluster på högspänningsledningar. Användbar applikation till. finns i elektriska separationsprocesser (se elektrisk separation) (t.ex. i elektriska filter (se elektriska filter)) ,
elmålning (särskilt för applicering av pulverlacker), samt vid registrering av joniserande strålning (Geiger-Muller counter ami). Belyst.: Kaptsov N. A., Corona-urladdning och dess tillämpning i elektrostatiska avskiljare, M., 1947; Leb L., Grundläggande processer för elektriska urladdningar i gaser, trans. från engelska, M.-L., 1950; Granovsky VL Elektrisk ström i gas. Ostabil ström, M., [i tryck]. A. K. Musin.
Stora sovjetiska uppslagsverk. - M.: Sovjetiskt uppslagsverk. 1969-1978 .
Se vad "Corona Discharge" är i andra ordböcker:
Högspänningsoberoende. elektrisk urladdning i en gas vid ett tryck av p? 1 atm, som uppstår i en kraftigt inhomogen elektrisk. fält nära elektroder med en stor krökning av ytan (punkter, ledningar). I dessa zoner sker jonisering och excitation av neutroner ... Fysisk uppslagsverk
En elektrisk urladdning i en gas som vanligtvis sker vid ett tryck som inte är lägre än atmosfärstrycket om det elektriska fältet mellan elektroderna (i form av spetsar, tunna ledningar) inte är enhetligt. Jonisering och glöd av gas i en koronaurladdning sker endast i ... ... Stor encyklopedisk ordbok
coronaurladdning- coronaurladdning; corona En urladdning där ett starkt inhomogent elektriskt fält dessutom märkbart förvrängs av rymdladdningarna av joner nära elektroderna, där jonisering och excitation (glöd) av en gas eller vätska sker ... Yrkeshögskoleterminologiskt förklarande ordbok
coronaurladdning- En mer eller mindre konstant lysande elektrisk urladdning i atmosfären, som härrör från föremål som tornar upp sig över marken eller från flygande flygplan, ibland åtföljd av en spricka. Syn.: Saint Elmo's fire... Geografisk ordbok
coronaurladdning- krona - [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. English-Russian Dictionary of Electrical Engineering and Power Industry, Moskva, 1999] Elektroteknikämnen, grundläggande begrepp Synonymer corona EN coronacorona discharge ... Teknisk översättarhandbok
Denna term har andra betydelser, se Discharge ... Wikipedia
En elektrisk urladdning i en gas som vanligtvis sker vid ett tryck som inte är lägre än atmosfärstrycket om det elektriska fältet mellan elektroderna (i form av vassa, tunna ledningar) inte är enhetligt. Jonisering och glöd av gas i en koronaurladdning sker endast i ... ... encyklopedisk ordbok
Corona, en elektrisk urladdning i en gas som vanligtvis sker vid ett tryck som inte är lägre än atmosfärstrycket, om det elektriska fältet nära en eller båda elektroderna är kraftigt inhomogent. Liknande fält bildas vid elektroder med en mycket stor krökning av ytan ... ... Encyclopedia of technology
coronaurladdning- vainikinis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. coronaurladdning vok. Koronaentladung, f rus. coronaurladdning, m pranc. décharge en couronne, f … Fizikos terminų žodynas
Krona (av lat. corona krona, krans), en elektrisk urladdning i en gas som vanligen sker vid ett tryck som inte är lägre än atmosfäriskt, om den elektriska. fältet mellan elektroderna (i form av spetsar, tunna trådar) är ojämnt. Det visar sig i form av en glöd av jonisatorer. ... ... Stor encyklopedisk yrkeshögskolelexikon
coronaurladdning - detta är ett fenomen som är förknippat med jonisering av luft i ett elektriskt fält med hög intensitet (glöd av gaser i ett ojämnt elektriskt fält med hög intensitet).
Områden med hög intensitet bildas ofta på grund av inhomogeniteten hos det elektriska fältet som uppstår:
1) När du väljer fel parametrar under designprocessen;
2) Till följd av föroreningar som uppstår under arbetets gång;
3) Till följd av mekanisk skada och utrustningsslitage.
Liknande fält bildas vid elektroder med en mycket stor krökning av ytan (punkter, tunna trådar). När fältstyrkan når gränsvärdet för luft (ca 30 kV/cm) uppstår ett sken runt elektroden som har formen av ett skal eller en krona (därav namnet). Coronaurladdning används för att rena gaser från damm och andra föroreningar (elektrostatisk filter), för att diagnostisera strukturernas tillstånd (låter dig upptäcka sprickor i produkter). På kraftledningar är förekomsten av en koronaurladdning oönskad, eftersom den orsakar betydande förluster i den överförda energin. För att minska elektrodernas relativa krökning används flertrådslinjer (3, 5 eller fler ledningar på ett visst sätt).
Typer av kronor och deras identifiering
Negativ "lågliknande" corona. Denna typ av korona uppstår vanligtvis på en negativt laddad ledare, till exempel under den negativa halvvågen av nätspänning. Denna typ av krona ser ut som en låga, vars form, riktning och storlek ständigt förändras. Denna corona är mycket känslig för förändringar i miljöparametrar. Dess förekomst leder också till uppkomsten av en ljudsignal ungefär två gånger den industriella frekvensen (till exempel 100 Hz) eller en multipel av den.
haverier
Avbrott uppstår vanligtvis mellan två isolerade men tätt belägna metallplattor. Läckströmmen längs stödet inducerar vissa spänningsnivåer mellan plattorna och därmed en urladdning mellan dem. Dessa urladdningar är vanligtvis svåra att lokalisera, eftersom det inte finns någon direkt koppling till högspänningsledningen. I en CoroCAM-kamera kommer dessa gnistgap att visas som små, permanenta och mycket ljusa föremål. Ljudet som produceras av dessa urladdningar har en högre tonhöjd än negativa koronor och verkar inte ha något samband med strömfrekvensen. Gnistgap orsakar vanligtvis stora radio- och tv-störningar (t.ex. hög RI - radiostörning).
Positiv glöd corona
En positiv glödkoronaurladdning bildas på en positivt laddad ledare (till exempel under en positiv halvvåg av nätspänningen). Det finns vanligtvis på platser med skarpa hörn. Denna typ av krona är liten i storleken och ser ut som ett sken runt en viss plats. Detta är en relativt svag koronakälla och producerar en mycket liten ljudsignal.
Hur allvarlig är corona/urladdning när det gäller radiostörningsspänning (RIV)?
Allmänna kommentarer:
Alla gnistgap orsakar allvarliga radiostörningar.
Om koronan är helt synlig för blotta ögat (på natten) kommer den att orsaka allvarliga radiostörningar. (Använd CoroCAM-kameran för att snabbt lokalisera alla källor till corona och försök sedan se dem med blotta ögat.)
Positiv glödkorona orsakar inte allvarliga radiostörningar.
Applicering av coronaurladdning
Elektrisk rening av gaser (elektrostatiska filter).
Ett kärl fyllt med rök blir plötsligt helt genomskinligt om vassa metallelektroder anslutna till en elektrisk maskin förs in i det, och alla fasta och flytande partiklar kommer att avsättas på elektroderna. Förklaringen till upplevelsen är följande: så fort koronan antänds, joniseras luften inuti röret starkt. Gasjoner fastnar på dammpartiklar och laddar dem. Eftersom ett starkt elektriskt fält verkar inuti röret, rör sig de laddade dammpartiklarna under påverkan av fältet till elektroderna, där de sätter sig.
Räknare av elementarpartiklar.
Geiger-Mullers elementarpartikelräknare består av en liten metallcylinder utrustad med ett fönster täckt med folie och en tunn metalltråd sträckt längs cylinderns axel och isolerad från den. Räknaren är ansluten till en krets som innehåller en strömkälla, vars spänning är lika med flera tusen volt. Spänningen väljs nödvändig för uppkomsten av en koronaurladdning inuti räknaren.
När en snabbt rörlig elektron kommer in i räknaren, joniserar den senare gasmolekylerna inuti räknaren, vilket gör att spänningen som krävs för att antända koronan minskar något. En urladdning sker i räknaren och en svag kortvarig ström uppträder i kretsen. För att upptäcka det införs ett mycket stort motstånd (flera megaohm) i kretsen och en känslig elektrometer kopplas parallellt med den. Varje gång en snabb elektron träffar insidan av räknaren kommer elektrometerns ark att böja sig.
Sådana räknare gör det möjligt att registrera inte bara snabba elektroner, utan i allmänhet alla laddade, snabbt rörliga partiklar som kan producera jonisering genom kollisioner. Moderna räknare kan lätt upptäcka till och med en enskild partikel som träffar dem och gör det därför möjligt att med full säkerhet och mycket stor tydlighet verifiera att elementärladdade partiklar verkligen finns i naturen.
åskledare
Man uppskattar att cirka 1800 åskväder inträffar samtidigt i atmosfären på hela jordklotet, vilket ger i genomsnitt cirka 100 blixtar per sekund. Och även om sannolikheten att bli träffad av en enskild persons blixt är försumbar, orsakar ändå blixten mycket skada. Det räcker med att påpeka att för närvarande orsakas ungefär hälften av alla olyckor i stora kraftledningar av blixtnedslag. Därför är åskskydd en viktig uppgift.
Lomonosov och Franklin förklarade inte bara blixtens elektriska natur, utan påpekade också hur man bygger en blixtstång som skyddar mot ett blixtnedslag. Blixtledaren är en lång tråd, vars övre ände är vässad och förstärkt över den skyddade byggnadens högsta punkt. Den nedre änden av tråden är ansluten till en metallplåt, och plåten är begravd i marken i nivå med jordvatten. Under ett åskväder uppstår stora inducerade laddningar på jorden och ett stort elektriskt fält uppträder nära jordens yta. Dess intensitet är mycket hög nära vassa ledare, och därför antänds en koronaurladdning i änden av blixtledaren. Som ett resultat kan inducerade laddningar inte ackumuleras på byggnaden och blixtnedslag inträffar inte. I de fall då blixten fortfarande inträffar (och sådana fall är mycket sällsynta) slår den i blixtstången och laddningarna går till jorden utan att skada byggnaden.
I vissa fall är koronaurladdningen från blixtledaren så stark att ett tydligt synligt sken uppträder i spetsen. En sådan glöd uppträder ibland nära andra spetsiga föremål, till exempel vid ändarna av fartygsmaster, vassa trädtoppar, etc. Detta fenomen uppmärksammades för flera århundraden sedan och orsakade den vidskepliga fasan för navigatörer som inte förstod dess sanna väsen.
Under påverkan av en coronaurladdning
Elektrostatiska filter är de mest effektiva gasrengöringsanordningarna, eftersom. driftskostnaderna för deras underhåll, i jämförelse med andra damm- och askuppsamlare, är mycket lägre. Samtidigt uppfyller elektrostatiska filter till fullo kraven på en absolut dammuppsamlingsanordning.
Installationen för elektrisk gasrening inkluderar en elektrostatisk avskiljare och en kraftenhet. Gasen som ska renas kommer in i elektrofiltret, vars elektroder försörjs med en hög spänning, en koronaurladdning uppstår mellan elektroderna, som ett resultat av vilket interelektrodutrymmet fylls med negativt laddade gasjoner, som under verkan av ett elektriskt fält, flytta från koronaelektroderna till nederbördselektroderna.
Uppsamlingselektroder är indelade i platta, rörformade, lådformade, stav, fickor, räfflade, C-formade, tulpanformade, etc.
Enligt metoden för att ta bort damm delas elektrostatiska avskiljare in i våta och torra. I torra elektrodavskiljare utförs skakning av elektroderna med stöthammare, stötpuls, vibrationsmetoder etc. I våta elektrostatiska filter utförs periodisk eller kontinuerlig tvättning av elektroderna. I rörelseriktningen för den renade gasen är elektrostatiska utfällare uppdelade i vertikala och horisontella. Dessutom är elektrostatiska utfällare enzon, där laddning och avsättning av partiklar utförs i en zon, och tvåzon, där laddning och avsättning utförs i olika zoner: jonisatorn och avskiljaren.
Rörformig elektrostatisk stoftavskiljare Sturtevant
Enligt principen om att skapa en koronaurladdning kommer elektrostatiska filter med fasta punkter för en koronaurladdning och en icke-fixerad koronaurladdning.
Beroende på typen av koronaelektrodsystem kan elektrostatiska filter delas in i två huvudgrupper: med ramkoronaelektroder och med fritt upphängda koronaelektroder. Skakningen av nederbörds- och koronaelektroderna utförs med hjälp av slag, stöthammarskakning, stötpulssystem, vibrationsmekanismer, periodisk och kontinuerlig tvätt.
Fysiken för en koronaurladdning betraktas i detalj i boken av N.A. Kaptsov "Corona-urladdning och dess tillämpning i elektrostatiska precipitatorer", publicerad 1947. Fenomenet med en elektrisk urladdning i gaser förklaras av flera urladdningsteorier. Grunden för den första teorin - teorin om laviner - lades av Townsend år 1900. Trettio år senare utvecklades den vidare i Rogovskys verk och, som N.A. Kaptsov skriver, "och har fram till nu fungerat som grund för att förklara fenomenet med en coronaurladdning." Den andra teorin - teorin om gasurladdningsplasma - har utvecklats sedan 1924 av Lengryum och hans skola, men enligt N.A. Kaptsov har den ingen direkt relation till förklaringen av fysiken för en koronaurladdning. Den tredje teorin - teorin om isotermisk plasma - utvecklades under förkrigsåren av Elenbas och andra holländska fysiker.
Koronaurladdning är en oberoende urladdning som sker endast under villkoret av en mycket stor inhomogenitet av det elektriska fältet åtminstone vid en av elektroderna (en punkt är ett plan, en tråd är ett plan, två trådar, en tråd i en cylinder av stor radie etc.). Förutsättningarna för uppkomsten och utvecklingen av koronan är olika för olika polariteter av "spetsen" (låt oss kalla det elektroden, nära vilken E mycket heterogen).
Om spetsen är en katod (koronan är "negativ") så antänds koronan i huvudsak på samma sätt som i en glödurladdning, bara för att bestämma den första Townsend-koefficienten (eftersom fältet E starkt inhomogen) i luft (ett praktiskt viktigt fall), måste stickning (närvaro av syre) beaktas, så att
((x)- p ( x))dx=ln(l+ -1), (8,26)
där p - applikationskoefficient, x 1 - avstånd till den punkt där E redan så liten att jonisering inte inträffar: E 0. I en sådan korona finns ett sken bara upp till ett avstånd, också ungefär lika med x ett . Om "spetsen" är anoden (koronan är "positiv"), ändras bilden avsevärt: nära spetsen observeras lysande filament, som om de springer bort från spetsen (fig. 8.9). Förmodligen är dessa streamers från laviner som genereras i volymen av fotoelektroner. Det är uppenbart att tändningskriteriet också är annorlunda - samma som för bildandet av en streamer. I alla koronaurladdningar är inhomogeniteten signifikant E, de där. specifik elektrodgeometri.
Det finns ingen fullständig klarhet i mekanismen för urladdningsförbränning, men detta förhindrar inte användningen av koronaurladdningar inom industrin (elektrostatiska avskiljare); Coronaurladdning fungerar även i Geiger-Muller-diskar. Men det kan också vara skadligt, till exempel på högspänningsledningar (LEP) skapar koronaurladdningar märkbara förluster.
Coronas är intermittenta med olika frekvenser: för positiva upp till 10 4 Hz, för negativa - 10 6 Hz - och detta är interferensradioområdet. Mekanismen för diskontinuerlig urladdning nära den positiva koronan är tydligen relaterad till det faktum att streamerelektronerna dras in i anoden, de positiva kärnorna skyddar anoden och nya streamers kan inte skapas förrän kärnorna går till katoden. Då kommer anoden att "öppnas" och mönstret kommer att upprepa sig. För en negativ korona är närvaron av syre i luften väsentlig - när man rör sig lite bort från koronan fastnar elektroner på syre, negativa joner skyddar spetsen och tills de går till anoden stannar urladdningen. Efter jonernas avgång kommer urladdningen att dyka upp igen och bilden kommer att upprepas.
Ris. 8.9. Streamer från en positiv stav med en diameter på 2 cm till ett plan på ett avstånd av 150 cm vid en konstant spänning på 125 kW; till höger - beräkningen, ekvipotentialytorna ritas, siffrorna nära kurvorna är fraktionerna av den applicerade spänningen, räknat från planet; till vänster - ett foto av streamers i samma förhållanden
Högfrekventa (HF) urladdningar
I HF-området (10 -1 10 2 MHz) är det vanligt att särskilja E och H typer av urladdningar - enligt den definierande vektorn för det elektromagnetiska fältet. Inom laserteknik använder de E(kapacitiva) urladdningar, som placerar arbetsvolymen i en kondensator, till vars plattor en RF-spänning appliceras (plattorna sprutas ibland direkt in i volymen, ibland är de isolerade med ett dielektrikum - vanligtvis glas). Kraften hos dessa urladdningar är liten (deras uppgift är att stödja jonisering), men intensiteten E stor - upp till tiotals keV.
Tillämpning av HF-induktionsfält (H-fields) har blivit mycket breda sedan slutet av 40-talet, dock främst i form av HF-ugnar. Varhelst ren värme behövs och det finns ett ledande medium, H fält är oersättliga. Detta inkluderar produktion av halvledarmaterial och zonsmältning av rena metaller och ultrarena kemiska föreningar och till och med hushållsugnar.
Ris. 8.10. Induktionsurladdning i ett rör med radie R, insatt i en lång solenoid; r 0 - plasmaradie, till höger - temperaturfördelning längs radien
Det är sant att i dessa enheter finns det nästan inget behov av att matcha generatorn och belastningen - förhållandet mellan belastningens reaktiva och aktiva motstånd förändras lite. Men i urladdningar är saken mer komplicerad: förändringar i parametrarna för urladdningsmediet (motstånd, självinduktion, ömsesidig induktion - anslutning till induktorn) kan variera över ett brett spektrum. Vanligtvis är en induktor en spole (det finns till och med ett varv!), inuti vilken en urladdning sker (Fig. 8.10).
Det alternerande fältet är riktat längs spolens axel, fältet är axiellt mot det. För att upprätthålla urladdningen krävs betydligt mindre än att antända den. Därför införs vanligtvis en tunn metallelektrod i volymen, den värms upp, avger termoelektroner (ibland förångas delvis), initierar en urladdning, varefter den tas bort. Under drift introduceras kraft genom flödet av elektromagnetisk energi:
< S> = (s/4 )<ЕН >, (8.27)
och avlägsnas oftast av ett gasflöde (det joniseras och för bort energi). Men elektromagnetisk energi tränger in i plasmat (ledaren) till ett djup X, minskande exponentiellt exp(-x/), där är det så kallade hudlagret, och man kom överens om att betrakta det som flödets penetrationsdjup:
2 = c 2 /(2), (8,28)
där c är ljusets hastighet, är ledarens ledningsförmåga, är RF-frekvensen
Om < R, då absorberas energin, i ett lager med tjockleken δ, och bildar en ledande cylinder. Temperaturradiefördelning T och konduktivitet σ visas i fig. 1-1. 8.11, i huvudsak är detta en komplett analog av kanalmodellen av bågen, den kallas "metallcylindermodellen". Det bör noteras att det faktiskt är möjligt att kontrollera trycket R(gärna mer!) och flyt<ЕН>bestäms av amperevindar:
<ЕН> ~ I(var jag- nuvarande, N- antal varv per längdenhet av induktorn).
CORONA urladdning, en av de typer av elektrisk urladdning i en gas som uppstår i ett kraftigt inhomogent elektriskt fält vid en elektrod med liten krökningsradie (punkter, tunna ledningar). Den mest kända koronaurladdningen i luft, åtföljd av en glöd och ett karakteristiskt sprakande.
eller helt enkelt en korona, uppstår som ett resultat av processerna för jonisering av atomer och gasmolekyler i ett område med hög elektrisk fältstyrka vid en liten elektrod och är begränsad till denna region. Jonisering leder till uppkomsten av laddade gaspartiklar: fria elektroner och positiva joner, och i elektronegativa gaser, som inkluderar luft, till uppkomsten av negativa joner. När elektroner rör sig i ett elektriskt fält får de energi som är tillräcklig för den efterföljande joniseringen av atomer och molekyler, det finns en kraftig ökning av antalet laddade partiklar, vilket leder till bildandet av en elektronlavin och uppkomsten av en koronaurladdning. Beroende på elektrodens polaritet och storleken på den verkande spänningen kan koronaurladdningen ha en lavin- eller streamerform. Med en negativ polaritet på elektroden och inte för höga spänningar uppstår vanligtvis en lavinkoronaurladdning, kännetecknad av en jämn glöd av gas (till exempel luft) vid spetsen av elektroden. Med den positiva polariteten för den lilla elektroden utanför den smala joniseringszonen, förs strömmen till den andra elektroden eller till marken av en ström av positiva joner. En streamer-koronaurladdning inträffar oftast vid den positiva elektroden vid en ökad elektrisk fältstyrka och består av joniserade grenkanaler som sträcker sig från elektroden (se Streamers). Utåt liknar den en lysande krona (ritning), som gav namnet till denna form av elektrisk urladdning.
Beroende på typen av pålagd spänning särskiljs en pulsad koronaurladdning, som oftast är en streamerurladdning, en växelströmskoronaurladdning som uppstår i varje halvcykel av den pålagda spänningen och en DC-koronaurladdning, vars form beror avsevärt på polariteten hos elektroden och kan vara intermittent.
Laddade partiklar (elektroner och joner) som bildas i koronan, när de rör sig i ett elektriskt fält, får energi från det, vilket leder till energiförlust under en koronaurladdning. Detta är särskilt uppenbart under en koronaurladdning på ledningarna till kraftledningar (TL). Koronaurladdningen på kraftledningarnas ledningar åtföljs av väsande och sprakande, och i mörkret och i regnet - ett sken. Dessutom skapar koronaurladdning radiostörningar. Men koronaurladdningen kan också vara en användbar källa för laddade partiklar, i synnerhet när den används i elektrostatiska filter.
Lit.: Kaptsov N.A. Coronaurladdning och dess tillämpning i elektrostatiska filter. M.; L., 1947; Levitov V. I. Krona av växelström. 2:a uppl. M., 1969; Raizer Yu. P. Fysik för gasurladdning. 2:a uppl. M., 1992; Sokolova M. V. Corona-utsläpp i gaser // Encyclopedia of Low-Temperature Plasma / Redigerad av V. E. Fortov. M., 2000. T. 2.