Hangi fenomene korona deşarjı denir. Korona deşarjı ve özellikleri. Büyük Hetman Tacı Stanislav Zolkiewski
Antik Roma'nın büyük bir savaşçı müfrezesi bir gece yürüyüşüne çıktı. Bir fırtına geliyordu. Ve aniden müfrezenin üzerinde yüzlerce mavimsi ışık belirdi. Aydınlatan, savaşçıların mızraklarının uçlarıydı. Sanki askerlerin demir mızrakları yanmadan yanıyordu!
O günlerde, hiç kimse şaşırtıcı fenomenin doğasını bilmiyordu ve askerler, mızraklardaki böyle bir parlaklığın zaferlerini temsil ettiğine karar verdiler. Sonra bu fenomene mitolojik ikiz kahramanlardan sonra Castor ve Pollux yangınları denildi. Ve daha sonra Elmo'nun ışıklarını yeniden adlandırdı - göründükleri İtalya'daki St. Elmo kilisesinin adıyla.
Özellikle sık sık bu tür ışıklar gemilerin direklerinde gözlendi. Romalı filozof ve yazar Lucius Seneca, bir fırtına sırasında "yıldızların gökten indiğini ve gemilerin direklerine oturduğunu" söyledi. Bununla ilgili birçok hikaye arasında, bir İngiliz yelkenli gemisinin kaptanının ifadesi ilginçtir.
1695'te Akdeniz'de, Balear Adaları yakınlarında bir fırtına sırasında meydana geldi. Bir fırtınadan korkan kaptan, yelkenlerin indirilmesini emretti. Ve sonra denizciler geminin farklı yerlerinde otuzdan fazla Karaağaç ışığı gördüler. Büyük bir direğin rüzgar gülü üzerinde, yangının yüksekliği yarım metreyi aştı. Kaptan, onu indirmesi için bir denizci gönderdi. Yukarıya çıkarak, ateşin ıslak tozdan fırlayan bir roket gibi tısladığını haykırdı. Rüzgar gülü ile birlikte onu çıkarması ve indirmesi emredildi. Ancak denizci rüzgar gülü kaldırır kaldırmaz, yangın direğin ucuna sıçradı ve oradan çıkarılması imkansızdı.
Daha da etkileyici bir resim 1902'de Moravia vapurunun denizcileri tarafından görüldü. Cape Verde Adaları açıklarındayken, Kaptan Simpson geminin seyir defterine şunları yazdı: “Yıldırım bir saat boyunca denizde parladı. Çelik halatlar, direklerin tepeleri, mafsallar, kargo bomlarının mafsalları - her şey parlıyordu. Her dört fitte bir mahallelere yanan lambalar asıldığı ve direklerin ve direklerin uçlarında parlak ışıkların parladığı görülüyordu. Parıltıya alışılmadık bir ses eşlik etti:
“Sanki bir teçhizata yerleşmiş sayısız ağustosböceği ya da ölü odun ve kuru ot bir çatırdayarak yandı ...”
St. Elmo'nun yangınları çeşitlidir. Ayrı titreşen ışıklar, meşaleler şeklinde tek tip bir parıltı şeklinde gelirler. Bazen alevlere o kadar benzerler ki onları söndürmek için acele ederler.
Çiftliğinde Elmo yangınlarını gözlemleyen Amerikalı meteorolog Humphrey şunları söylüyor: "Her boğayı ateşli boynuzlu bir canavara dönüştüren bu doğal fenomen, doğaüstü bir şey izlenimi veriyor." Bu, görünüşe göre, konumu gereği, bu tür şeylere şaşırmaya muktedir olmayan, ancak onları gereksiz duygular olmadan, yalnızca sağduyuya güvenerek kabul etmesi gereken bir kişi tarafından söylenir.
Bugün bile, doğal-bilimsel dünya görüşünün - evrensel olmasa da - çok uzaklardaki egemenliğine rağmen, Humphrey'in konumunda olsalar, ateşli boğa boynuzlarında bunun ötesinde bir şey görebilecek insanlar olacağı cesurca iddia edilebilir. mantık kontrolü. Orta Çağ hakkında söylenecek bir şey yok: o zaman büyük olasılıkla Şeytan'ın entrikaları aynı boynuzlarda görülecekti.
Korona deşarjı, elektrik koronası, bir veya her iki elektrotun yakınında elektrik alanının keskin bir şekilde belirgin bir homojen olmaması durumunda meydana gelen bir tür ışıma deşarjı. Yüzeyin çok büyük bir eğriliğine sahip elektrotlarda benzer alanlar oluşur (noktalar, ince teller). Bir korona deşarjı sırasında, bu elektrotlar, korona veya korona tabakası olarak da adlandırılan karakteristik bir ışıma ile çevrilidir.
Koronaya bitişik elektrotlar arası boşluğun aydınlık olmayan (“karanlık”) bölgesine dış bölge denir. Korona genellikle uzun, sivri uçlu nesnelerde (St. Elmo'nun ışıkları), elektrik hatlarının çevresinde vb. görünür. Korona deşarjı, deşarj aralığındaki çeşitli gaz basınçlarında meydana gelebilir, ancak kendini en açık şekilde atmosferik basınçtan daha düşük olmayan basınçlarda gösterir.
Bir korona deşarjının görünümü bir iyon çığı ile açıklanır. Bir gazda her zaman rastgele nedenlerden kaynaklanan belirli sayıda iyon ve elektron vardır. Bununla birlikte, sayıları o kadar küçüktür ki, gaz pratik olarak elektriği iletmez.
Yeterince yüksek bir alan kuvvetinde, iki çarpışma arasındaki aralıkta iyon tarafından biriken kinetik enerji, çarpışma sırasında nötr bir molekülü iyonize etmek için yeterli hale gelebilir. Sonuç olarak, yeni bir negatif elektron ve pozitif yüklü bir kalıntı olan bir iyon oluşur.
Bir serbest elektron nötr bir molekülle çarpıştığında, onu bir elektron ve bir serbest pozitif iyona ayırır. Elektronlar, nötr moleküllerle daha fazla çarpışma üzerine onları tekrar elektronlara ve serbest pozitif iyonlara böler ve bu böyle devam eder.
Böyle bir iyonizasyon işlemine darbeli iyonizasyon denir ve bir atomdan elektron kopması üretmek için harcanması gereken işe iyonizasyon işi denir. İyonizasyon işi atomun yapısına bağlıdır ve bu nedenle farklı gazlar için farklıdır.
Darbeli iyonizasyonun etkisi altında oluşan elektronlar ve iyonlar, gazdaki yüklerin sayısını arttırır ve sırayla bir elektrik alanının etkisi altında harekete geçerler ve yeni atomların darbeli iyonizasyonunu üretebilirler. Böylece süreç kendini büyütür ve gazdaki iyonlaşma hızla çok yüksek bir değere ulaşır. Bu fenomen çığa benzer, bu nedenle bu sürece iyon çığı adı verildi.
İki yüksek yalıtım desteğine, bir milimetrenin onda biri kadar bir çapa sahip bir metal tel ab üzerine gerelim ve onu, birkaç bin voltluk bir voltaj veren bir jeneratörün negatif kutbuna bağlayalım. Jeneratörün ikinci kutbunu Dünya'ya götüreceğiz. Plakaları tel ve odanın duvarları olan ve elbette Dünya ile iletişim kuran bir tür kapasitör elde edersiniz.
Bu kapasitördeki alan çok düzgün değildir ve ince bir telin yanındaki yoğunluğu çok yüksektir. Gerilimi kademeli olarak artırarak ve teli karanlıkta gözlemleyerek, bilinen bir voltajda, telin yanında, teli her taraftan kaplayan zayıf bir parıltının (taç) göründüğü fark edilebilir; bir tıslama sesi ve hafif bir çatırtı eşlik eder.
Tel ile kaynak arasına hassas bir galvanometre bağlanırsa, o zaman bir parıltı görünümü ile galvanometre, jeneratörden tellerden tele ve ondan odanın havasından duvarlara akan gözle görülür bir akım gösterir, tel ile duvarlar arasında darbe iyonizasyonu nedeniyle odada oluşan iyonlar tarafından aktarılır.
Bu nedenle, havanın parlaması ve bir akımın görünümü, bir elektrik alanının etkisi altında havanın güçlü bir iyonizasyonunu gösterir. Korona deşarjı sadece telin yakınında değil, aynı zamanda ucun yakınında ve genel olarak yakınında çok güçlü bir homojen olmayan alanın oluştuğu herhangi bir elektrotun yakınında meydana gelebilir.
Korona deşarjı uygulaması
Gazların elektrikle temizlenmesi (elektrostatik çökelticiler). Dumanla dolu bir kap, içine bir elektrik makinesine bağlı keskin metal elektrotlar sokulursa aniden tamamen şeffaf hale gelir ve tüm katı ve sıvı parçacıklar elektrotlar üzerinde birikecektir. Deneyimin açıklaması şu şekildedir: korona ateşlenir tutuşmaz tüpün içindeki hava güçlü bir şekilde iyonize olur. Gaz iyonları toz parçacıklarına yapışır ve onları şarj eder. Tüpün içinde güçlü bir elektrik alanı hareket ettiğinden, yüklü toz parçacıkları alanın etkisi altında yerleştikleri elektrotlara doğru hareket eder.
Temel parçacık sayaçları
Geiger-Muller temel parçacık sayacı, folyo kaplı bir pencere ile donatılmış küçük bir metal silindirden ve silindirin ekseni boyunca gerilmiş ve ondan yalıtılmış ince bir metal telden oluşur. Sayaç, voltajı birkaç bin volta eşit olan bir akım kaynağı içeren bir devreye bağlanır. Sayacın içinde bir korona boşalmasının ortaya çıkması için gerekli voltaj seçilir.
Hızlı hareket eden bir elektron sayaca girdiğinde, ikincisi sayaç içindeki gaz moleküllerini iyonize ederek koronayı tutuşturmak için gereken voltajın bir miktar azalmasına neden olur. Sayaçta bir deşarj meydana gelir ve devrede zayıf bir kısa süreli akım belirir. Bunu tespit etmek için devreye çok büyük bir direnç (birkaç megaohm) sokulur ve buna paralel olarak hassas bir elektrometre bağlanır. Hızlı bir elektron sayacın içine her çarptığında, elektrometrenin levhaları eğilecektir.
Bu tür sayaçlar, yalnızca hızlı elektronları değil, genel olarak, çarpışmalar yoluyla iyonizasyon üretebilen, yüklü, hızlı hareket eden herhangi bir parçacığı kaydetmeyi mümkün kılar. Modern sayaçlar, kendilerine çarpan tek bir parçacığı bile kolayca algılayabilir ve bu nedenle, temel yüklü parçacıkların gerçekten doğada var olduğunu tam bir kesinlikle ve çok büyük bir netlikle doğrulamayı mümkün kılar.
paratoner
Tüm dünyanın atmosferinde aynı anda yaklaşık 1800 gök gürültülü fırtınanın meydana geldiği ve bu da saniyede ortalama yaklaşık 100 yıldırım verdiği tahmin edilmektedir. Ve herhangi bir kişinin yıldırım çarpma olasılığı ihmal edilebilir olsa da, yine de yıldırım çok fazla zarara neden olur. Şu anda büyük elektrik hatlarındaki tüm kazaların yaklaşık yarısının yıldırımdan kaynaklandığını belirtmek yeterlidir. Bu nedenle yıldırımdan korunma önemli bir görevdir.
Lomonosov ve Franklin, yalnızca yıldırımın elektriksel doğasını açıklamakla kalmadı, aynı zamanda yıldırım düşmesine karşı koruma sağlayan bir paratonerin nasıl inşa edileceğine de dikkat çekti. Paratoner, korunan binanın en yüksek noktasının üzerinde üst ucu bilenmiş ve güçlendirilmiş uzun bir teldir. Telin alt ucu bir metal levhaya bağlanır ve levha toprak suyu seviyesinde toprağa gömülür.
Bir fırtına sırasında, Dünya'da büyük indüklenmiş yükler belirir ve Dünya yüzeyinin yakınında büyük bir elektrik alanı belirir. Keskin iletkenlerin yakınında yoğunluğu çok yüksektir ve bu nedenle paratonerin ucunda bir korona deşarjı ateşlenir. Sonuç olarak, indüklenen yükler binada birikemez ve yıldırım oluşmaz. Yıldırımın hala olduğu durumlarda (ve bu gibi durumlar çok nadirdir), paratoner direğine çarpar ve yükler binaya zarar vermeden Dünya'ya gider.
Bazı durumlarda, paratonerden gelen korona deşarjı o kadar güçlüdür ki, uçta açıkça görülebilir bir parıltı belirir. Böyle bir parıltı bazen diğer sivri nesnelerin yakınında, örneğin gemi direklerinin uçlarında, keskin ağaç tepelerinde vb. Bu fenomen birkaç yüzyıl önce fark edildi ve gerçek özünü anlamayan denizcilerin batıl korkularına neden oldu.
korona deşarjı elektrik koronası, bir tür ışıma deşarjı (Bkz. ışıma deşarjı) ;
elektrotlardan birinin veya her ikisinin yakınında belirgin bir elektrik alanının homojen olmamasıyla oluşur. Yüzeyin çok büyük bir eğriliğine sahip elektrotlarda benzer alanlar oluşur (noktalar, ince teller). K. r. bu elektrotlar, korona veya korona tabakası olarak da adlandırılan karakteristik bir ışıma ile çevrilidir. Koronaya bitişik elektrotlar arası boşluğun aydınlık olmayan (“karanlık”) bölgesine dış bölge denir. Taç genellikle uzun sivri uçlu nesnelerde (St. Elmo'nun ışıkları), güç hattı kablolarının çevresinde vb. görünür. K. r. tahliye boşluğunda çeşitli gaz basınçlarında gerçekleşebilir, ancak en açık şekilde atmosfer basıncından daha düşük olmayan basınçlarda kendini gösterir. Gerilim olduğunda deşarj başlar sen elektrotlar arasında koronanın sözde "başlangıç potansiyeline" ulaşır U 0(tipik değerler binler ve onbinlerdir içinde). Mevcut K. r. farkla orantılı U-U 0 ve deşarjda oluşan gaz iyonlarının hareketliliği (bkz. İyonların ve elektronların hareketliliği); genellikle küçüktür (kesirler anne 1 için santimetre korona elektrot uzunluğu). bir artış ile sen korona katmanlarının parlaklığı ve kalınlığı artar. Ne zaman sen"kıvılcım çakışması" potansiyeline ulaşır, K. r. Kıvılcım Deşarjına girer.
Sadece anot koronaları varsa, korona pozitif olarak adlandırılır. Bu durumda, korona içinde yayılan fotonlar tarafından gazın fotoiyonizasyonunun (bkz. İyonizasyon) bir sonucu olarak birincil elektronlar korona tabakasının dış sınırında serbest bırakılır. Anot alanında hızlanan bu elektronlar, darbeli olarak gazın atomlarını ve iyonlarını uyarır ve darbeli iyonizasyon eylemlerinde elektron çığları oluşturur. Dış bölgede akım taşıyıcıları pozitif iyonlardır; onlar tarafından oluşturulan pozitif uzay yükü, mevcut K'yi sınırlar. r. Negatif koronada, korona katodunun yakınındaki güçlü bir alan tarafından hızlandırılan pozitif iyonlar, elektronları ondan çıkarır (ikincil elektron emisyonu). Katottan dışarı fırlayan elektronlar gazı şoklayarak iyonize eder, çığlar oluşturur ve pozitif iyonların çoğalmasını sağlar. Saf elektropozitif gazlarda, dış bölgedeki akım elektronlar tarafından taşınır ve elektron ilgisine sahip elektronegatif gazların varlığında (Bkz. Elektron ilgisi) , -
elektronların ve nötr gaz moleküllerinin "birbirine yapışmasından" kaynaklanan negatif iyonlar (bkz. Elektronegatiflik). Bu elektronlar veya iyonlar, dış bölgede, K. r'nin akımını sınırlayan bir negatif boşluk yükü oluşturur. Bipolar bir koronada, her iki elektrot korona. Korona katmanlarındaki işlemler açıklananlara benzer; dış bölgede akım, pozitif iyonların ve elektronların (veya negatif iyonların) karşı akışlarıyla taşınır. Elektrotların polaritesindeki (AC r.) periyodik bir değişiklikle, dış bölgedeki düşük hareketli ağır iyonların bir yarım döngü sırasında elektrotlara ulaşmak için zamanları olmaz ve uzay yükü salınımları meydana gelir. K. r. 100.000 mertebesindeki frekanslarda Hz. ve üzeri, yüksek frekanslı korona olarak adlandırılır (Bkz. Yüksek frekanslı korona).
K. r. elektrik enerjisi esas olarak termal enerjiye dönüştürülür - çarpışmalarda iyonlar hareketlerinin enerjisini nötr gaz moleküllerine verir. Bu mekanizma, yüksek gerilim iletim hatlarında önemli enerji kayıplarına neden olur. Faydalı uygulama Kime. elektriksel ayırma işlemlerinde bulunur (Bkz. Elektriksel Ayırma) (örn. elektrik filtrelerinde (Bkz. Elektrik Filtresi)) ,
elektrikle boyama (özellikle toz kaplama uygulamak için) ve ayrıca iyonlaştırıcı radyasyonu kaydederken (Geiger-Muller counter ami). Aydınlatılmış.: Kaptsov N. A., Korona deşarjı ve elektrostatik çökelticilerdeki uygulaması, M., 1947; Leb L., Gazlarda elektrik boşalmalarının temel süreçleri, çev. İngilizce'den, M.-L., 1950; Granovsky VL Gazdaki elektrik akımı. Kararsız akım, M., [baskıda]. A.K.Musin.
Büyük Sovyet Ansiklopedisi. - M.: Sovyet Ansiklopedisi. 1969-1978 .
Diğer sözlüklerde "Corona Deşarjı" nın ne olduğunu görün:
Yüksek voltajdan bağımsız. Keskin bir şekilde homojen olmayan bir elektrikte ortaya çıkan p?1 atm basınçta bir gazda elektrik boşalması. yüzeyin büyük bir eğriliğine sahip elektrotların yakınında alan (noktalar, teller). Bu bölgelerde nötronların iyonlaşması ve uyarılması meydana gelir ... Fiziksel Ansiklopedi
Elektrotlar arasındaki elektrik alanı (noktalar, ince teller şeklinde) eşit değilse, genellikle atmosferik basınçtan daha düşük olmayan bir basınçta meydana gelen bir gazdaki elektrik boşalması. Korona deşarjında gazın iyonlaşması ve parlaması sadece ... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük
korona deşarjı- korona deşarjı; korona Bir gaz veya sıvının iyonlaşması ve uyarılmasının (parlama) meydana geldiği, elektrotların yakınındaki iyonların uzay yükleri tarafından güçlü homojen olmayan bir elektrik alanının ek olarak önemli ölçüde bozulduğu bir deşarj ... Politeknik terminolojik açıklayıcı sözlük
korona deşarjı- Yerin üzerinde yükselen nesnelerden veya uçan uçaklardan yayılan, bazen bir çatlağın eşlik ettiği, atmosferde az çok sabit bir ışıklı elektrik boşalması. Syn.: Saint Elmo'nun ateşi... Coğrafya Sözlüğü
korona deşarjı- taç - [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. İngilizce Rusça Elektrik Mühendisliği ve Enerji Endüstrisi Sözlüğü, Moskova, 1999] Elektrik mühendisliği konuları, temel kavramlar Eş anlamlılar korona EN koronacorona deşarjı ... Teknik Çevirmenin El Kitabı
Bu terimin başka anlamları vardır, bkz. Deşarj ... Wikipedia
Elektrotlar arasındaki elektrik alanı (keskin, ince teller biçiminde) eşit değilse, genellikle atmosferik basınçtan daha düşük olmayan bir basınçta meydana gelen bir gazdaki elektrik boşalmasıdır. Korona deşarjında gazın iyonlaşması ve parlaması sadece ... ... ansiklopedik sözlük
Korona, elektrotlardan birinin veya her ikisinin yakınındaki elektrik alanı keskin bir şekilde homojen değilse, genellikle atmosfer basıncından daha düşük olmayan bir basınçta meydana gelen bir gazdaki elektrik boşalmasıdır. Yüzeyin çok büyük bir eğriliğine sahip elektrotlarda benzer alanlar oluşur ... ... teknoloji ansiklopedisi
korona deşarjı- vainikinis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. korona deşarj vok. Koronaentladung, f rus. korona deşarjı, m şaka. décharge en Couronne, f … Fizikos terminų žodynas
Taç (lat. korona taç, çelenk), bir gazda, eğer elektrik ise, genellikle atmosferik basınçtan daha düşük olmayan bir basınçta meydana gelen bir elektrik boşalmasıdır. elektrotlar arasındaki alan (noktalar, ince teller şeklinde) üniform değildir. İyonlaştırıcıların parıltısı şeklinde kendini gösterir. ... ... Büyük ansiklopedik politeknik sözlük
korona deşarjı - bu, yüksek yoğunluklu bir elektrik alanında havanın iyonlaşmasıyla ilişkili bir olgudur (düzgün olmayan, yüksek yoğunluklu bir elektrik alanında gazların parlaması).
Yüksek yoğunluklu alanlar genellikle meydana gelen elektrik alanının homojen olmaması nedeniyle oluşur:
1) Tasarım sürecinde yanlış parametreleri seçerken;
2) Çalışma sırasında ortaya çıkan kirlilik sonucu;
3) Mekanik hasar ve ekipman aşınması sonucu.
Yüzeyin çok büyük bir eğriliğine sahip elektrotlarda benzer alanlar oluşur (noktalar, ince teller). Alan gücü hava için sınır değerine ulaştığında (yaklaşık 30 kV / cm), elektrotun etrafında bir kabuk veya taç şeklinde bir parıltı belirir (dolayısıyla adı). Korona deşarjı, gazları tozdan ve diğer kirleticilerden (elektrostatik çökeltici) temizlemek, yapıların durumunu teşhis etmek için kullanılır (ürünlerdeki çatlakları tespit etmenizi sağlar). Elektrik hatlarında, iletilen enerjide önemli kayıplara neden olduğu için korona deşarjının oluşması istenmeyen bir durumdur. Elektrotların bağıl eğriliğini azaltmak için çok telli hatlar (belirli bir şekilde 3, 5 veya daha fazla tel) kullanılır.
Kron çeşitleri ve tanımlamaları
Negatif "alev benzeri" korona. Bu tür korona genellikle, şebeke voltajının negatif yarım dalgası sırasında olduğu gibi, negatif yüklü bir iletken üzerinde meydana gelir. Bu taç türü, şekli, yönü ve boyutu sürekli değişen bir aleve benziyor. Bu korona, çevresel parametrelerdeki değişikliklere karşı çok hassastır. Oluşması aynı zamanda endüstriyel frekansın (örneğin, 100 Hz) yaklaşık iki katı veya bir katı olan bir ses sinyalinin ortaya çıkmasına da yol açar.
arızalar
Arızalar genellikle iki yalıtılmış ancak yakın aralıklı metal plaka arasında oluşur. Destek boyunca kaçak akım, plakalar arasında belirli seviyelerde gerilime ve dolayısıyla aralarında bir boşalmaya neden olur. Yüksek gerilim hattına doğrudan bağlantı olmadığı için bu deşarjların yerini belirlemek genellikle zordur. Bir CoroCAM kamerada bu kıvılcım boşlukları küçük, kalıcı ve çok parlak nesneler olarak görünecektir. Bu deşarjlar tarafından üretilen ses, negatif koronalardan daha yüksek perdeye sahiptir ve güç frekansıyla ilgisiz görünmektedir. Kıvılcım boşlukları genellikle büyük radyo ve televizyon parazitlerine neden olur (örn. yüksek RI - radyo paraziti).
pozitif kızdırma korona
Pozitif yüklü bir iletken üzerinde pozitif bir korona deşarjı oluşur (örneğin, şebeke voltajının pozitif yarım dalgası sırasında). Genellikle keskin köşeli yerlerde bulunur. Bu tür taç küçük boyutludur ve belirli bir yerin etrafında bir parıltı gibi görünür. Bu nispeten zayıf bir korona kaynağıdır ve çok küçük bir ses sinyali üretir.
Radyo parazit voltajı (RIV) açısından korona/deşarj ne kadar ciddi?
Genel açıklamalar:
Tüm kıvılcım boşlukları ciddi radyo parazitine neden olur.
Korona çıplak gözle (geceleri) tamamen görülebilirse, ciddi radyo parazitine neden olur. (Tüm korona kaynaklarını hızlı bir şekilde bulmak için CoroCAM kamerayı kullanın ve ardından onları çıplak gözle görmeye çalışın.)
Pozitif ışıma koronası ciddi radyo parazitine neden olmaz.
Korona deşarjı uygulaması
Gazların elektrikle temizlenmesi (elektrostatik çökelticiler).
Dumanla dolu bir kap, içine bir elektrikli makineye bağlı keskin metal elektrotlar sokulursa aniden tamamen şeffaf hale gelir ve tüm katı ve sıvı parçacıklar elektrotlar üzerinde birikecektir. Deneyimin açıklaması şu şekildedir: korona ateşlenir tutuşmaz tüpün içindeki hava güçlü bir şekilde iyonize olur. Gaz iyonları toz parçacıklarına yapışır ve onları şarj eder. Tüpün içinde güçlü bir elektrik alanı hareket ettiğinden, yüklü toz parçacıkları alanın etkisi altında yerleştikleri elektrotlara doğru hareket eder.
Temel parçacıkların sayaçları.
Geiger-Muller temel parçacık sayacı, folyo kaplı bir pencere ile donatılmış küçük bir metal silindirden ve silindirin ekseni boyunca gerilmiş ve ondan yalıtılmış ince bir metal telden oluşur. Sayaç, voltajı birkaç bin volta eşit olan bir akım kaynağı içeren bir devreye bağlanır. Sayacın içinde bir korona boşalmasının ortaya çıkması için gerekli voltaj seçilir.
Hızlı hareket eden bir elektron sayaca girdiğinde, ikincisi sayaç içindeki gaz moleküllerini iyonize ederek koronayı tutuşturmak için gereken voltajın bir miktar azalmasına neden olur. Sayaçta bir deşarj meydana gelir ve devrede zayıf bir kısa süreli akım belirir. Bunu tespit etmek için devreye çok büyük bir direnç (birkaç megaohm) sokulur ve buna paralel olarak hassas bir elektrometre bağlanır. Hızlı bir elektron sayacın içine her çarptığında, elektrometrenin levhaları eğilecektir.
Bu tür sayaçlar, yalnızca hızlı elektronları değil, genel olarak, çarpışmalar yoluyla iyonizasyon üretebilen, yüklü, hızlı hareket eden herhangi bir parçacığı kaydetmeyi mümkün kılar. Modern sayaçlar, kendilerine çarpan tek bir parçacığı bile kolayca algılayabilir ve bu nedenle, temel yüklü parçacıkların gerçekten doğada var olduğunu tam bir kesinlikle ve çok büyük bir netlikle doğrulamayı mümkün kılar.
paratoner
Tüm dünyanın atmosferinde aynı anda yaklaşık 1800 gök gürültülü fırtınanın meydana geldiği ve bu da saniyede ortalama yaklaşık 100 yıldırım verdiği tahmin edilmektedir. Ve herhangi bir kişinin yıldırım çarpma olasılığı ihmal edilebilir olsa da, yine de yıldırım çok fazla zarara neden olur. Şu anda büyük elektrik hatlarındaki tüm kazaların yaklaşık yarısının yıldırımdan kaynaklandığını belirtmek yeterlidir. Bu nedenle yıldırımdan korunma önemli bir görevdir.
Lomonosov ve Franklin, yalnızca yıldırımın elektriksel doğasını açıklamakla kalmadı, aynı zamanda yıldırım düşmesine karşı koruma sağlayan bir paratonerin nasıl inşa edileceğine de dikkat çekti. Paratoner, korunan binanın en yüksek noktasının üzerinde üst ucu bilenmiş ve güçlendirilmiş uzun bir teldir. Telin alt ucu bir metal levhaya bağlanır ve levha toprak suyu seviyesinde toprağa gömülür. Bir fırtına sırasında, Dünya'da büyük indüklenmiş yükler belirir ve Dünya yüzeyinin yakınında büyük bir elektrik alanı belirir. Keskin iletkenlerin yakınında yoğunluğu çok yüksektir ve bu nedenle paratonerin ucunda bir korona deşarjı ateşlenir. Sonuç olarak, indüklenen yükler binada birikemez ve yıldırım oluşmaz. Yıldırımın hala olduğu durumlarda (ve bu gibi durumlar çok nadirdir), paratoner direğine çarpar ve yükler binaya zarar vermeden Dünya'ya gider.
Bazı durumlarda, paratonerden gelen korona deşarjı o kadar güçlüdür ki, uçta açıkça görülebilir bir parıltı belirir. Böyle bir parıltı bazen diğer sivri nesnelerin yakınında, örneğin gemi direklerinin uçlarında, keskin ağaç tepelerinde vb. Bu fenomen birkaç yüzyıl önce fark edildi ve gerçek özünü anlamayan denizcilerin batıl korkularına neden oldu.
Korona deşarjının etkisi altında
Elektrostatik çökelticiler en verimli gaz temizleme cihazlarıdır çünkü. bakımları için işletme maliyetleri, diğer toz ve kül toplayıcılara kıyasla çok daha düşüktür. Aynı zamanda, elektrostatik çökelticiler, mutlak bir toz toplama cihazının gereksinimlerini tam olarak karşılar.
Elektrikli gaz temizleme tesisatı, bir elektrostatik çökeltici ve bir güç ünitesi içerir. Arıtılacak gaz, elektrotları yüksek voltajla beslenen elektrostatik çökelticiye girer, elektrotlar arasında bir korona deşarjı meydana gelir, bunun sonucunda elektrotlar arası boşluk, etki altında olan negatif yüklü gaz iyonları ile doldurulur. bir elektrik alanı, korona elektrotlarından çökelti elektrotlarına doğru hareket eder.
Toplama elektrotları plaka, boru, kutu, çubuk, cep, yivli, C şeklinde, lale şeklinde vb.
Toz giderme yöntemine göre elektrostatik çökelticiler ıslak ve kuru olarak ayrılır. Kuru elektrostatik çökelticilerde elektrotların sallanması şok-çekiç, şok-darbe, vibrasyon yöntemleri vb. ile gerçekleştirilir. Islak elektrostatik çökelticilerde elektrotların periyodik veya sürekli yıkanması yapılır. Arıtılmış gazın hareket yönünde elektrostatik çökelticiler dikey ve yatay olarak ayrılır. Ek olarak, elektrostatik çökelticiler, partiküllerin yüklenmesi ve biriktirilmesinin bir bölgede gerçekleştirildiği tek bölge ve şarj ve biriktirmenin farklı bölgelerde gerçekleştirildiği iki bölgedir: iyonlaştırıcı ve çökeltici.
Boru şeklindeki elektrostatik çökeltici Sturtevant
Korona deşarjı oluşturma ilkesine göre, elektrostatik çökelticiler, sabit bir korona deşarjı ve sabit olmayan bir korona deşarjı ile birlikte gelir.
Korona elektrot sistemlerinin tipine göre elektrostatik çökelticiler iki ana gruba ayrılabilir: çerçeve korona elektrotlu ve serbest asılı korona elektrotlu. Çökeltme ve korona elektrotlarının çalkalanması darbe, şok-çekiç çalkalama, şok-darbe sistemi, titreşim mekanizmaları, periyodik ve sürekli yıkama yardımı ile gerçekleştirilir.
Korona boşalmasının fiziği, 1947'de yayınlanan N.A. Kaptsov'un “Korona boşalması ve elektrostatik çökelticilerdeki uygulaması” kitabında ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Gazlarda elektrik boşalması olgusu, çeşitli boşalma teorileri ile açıklanmaktadır. İlk teorinin temeli - çığ teorisi - 1900 yılında Townsend tarafından atıldı. 30 yıl sonra, Rogovsky'nin eserlerinde daha da geliştirildi ve N.A. Kaptsov'un yazdığı gibi, "ve şimdiye kadar açıklamak için temel teşkil etti. bir korona deşarjı fenomeni." İkinci teori - gaz deşarjlı plazma teorisi - 1924'ten beri Lengryum ve okulu tarafından geliştirilmiştir, ancak N.A. Kaptsov'a göre, korona deşarjının fiziğinin açıklamasıyla doğrudan bir ilişkisi yoktur. Üçüncü teori - izotermal plazma teorisi - savaş öncesi yıllarda Elenbas ve diğer Hollandalı fizikçiler tarafından geliştirildi.
Korona deşarjı, yalnızca elektrotlardan en az birinde (bir nokta bir düzlemdir, bir iplik bir düzlemdir, iki iplik, bir silindirde bir iplik) elektrik alanının çok büyük bir homojen olmaması koşulu altında meydana gelen bağımsız bir deşarjdır. büyük yarıçap, vb.). Koronanın ortaya çıkması ve gelişmesi için koşullar, "ucun" farklı polariteleri için farklıdır (haydi elektrot diyelim, yakınında E son derece heterojen).
Uç bir katot ise (korona “negatif”tir), o zaman korona esas olarak bir parıltı boşalmasında olduğu gibi ateşlenir, sadece ilk Townsend katsayısını belirlemek için (alan E kuvvetli homojen olmayan) havada (pratik olarak önemli bir durum), yapışma (oksijen varlığı) dikkate alınmalıdır, böylece
((x)- p ( x))dx=ln(l+ -1), (8.26)
nerede p - uygulama katsayısı, x 1 - noktaya uzaklık E iyonlaşma olmayacak kadar küçük: E 0. Böyle bir koronada, yalnızca bir mesafeye kadar, ayrıca yaklaşık olarak eşit olan bir ışıma vardır. x bir . "Uç" anot ise (korona "pozitif"), resim önemli ölçüde değişir: ucun yakınında, uçtan kaçıyormuş gibi parlak filamentler gözlenir (Şekil 8.9). Muhtemelen bunlar, fotoelektronlar tarafından hacimde üretilen çığlardan gelen flamalardır. Ateşleme kriterinin de farklı olduğu açıktır - bir flama oluşumu ile aynı. Herhangi bir korona deşarjında homojen olmama durumu önemlidir. E,şunlar. özel elektrot geometrisi.
Boşaltma yanma mekanizmasında tam bir netlik yoktur, ancak bu, korona deşarjlarının endüstride (elektrostatik çökelticiler) kullanılmasını engellemez; Korona deşarjı Geiger-Muller sayaçlarında da çalışır. Ancak, örneğin yüksek gerilim hatlarında (LEP) zararlı da olabilir, korona deşarjları gözle görülür kayıplar yaratır.
Koronalar farklı frekanslarda aralıklıdır: pozitif olanlar için 10 4 Hz'e kadar, negatif olanlar için - 106 Hz - ve bu girişim radyo aralığıdır. Pozitif korona yakınında süreksiz deşarj mekanizması, görünüşe göre, flama elektronlarının anoda çekilmesi, pozitif çekirdeklerin anodu koruması ve çekirdekler katoda gidene kadar yeni flamalar oluşturulamaması gerçeğiyle ilgilidir. Ardından anot "açılır" ve desen kendini tekrar eder. Negatif bir korona için, havada oksijen bulunması şarttır - koronadan biraz uzaklaşarak elektronlar oksijene yapışır, negatif iyonlar ucu korur ve anoda gidene kadar deşarj durur. İyonların ayrılmasından sonra deşarj yeniden görünecek ve resim tekrarlanacaktır.
Pirinç. 8.9. 125 kW sabit voltajda 150 cm mesafedeki bir düzleme 2 cm çapında pozitif bir çubuktan flama; sağda - hesaplama, eş potansiyel yüzeyler çizilir, eğrilerin yakınındaki sayılar, düzlemden sayılan uygulanan voltajın kesirleridir; solda - aynı koşullarda yayıncıların bir fotoğrafı
Yüksek frekanslı (HF) deşarjlar
HF aralığında (10 -1 10 2 MHz), ayırt etmek gelenekseldir E ve H deşarj türleri - elektromanyetik alanın tanımlayıcı vektörüne göre. Lazer teknolojisinde kullandıkları E(kapasitif) deşarjlar, çalışma hacmini bir kondansatöre yerleştirerek, RF voltajının uygulandığı plakalara (plakalar bazen doğrudan hacme enjekte edilir, bazen bir dielektrik ile yalıtılır - genellikle cam). Bu deşarjların gücü küçüktür (görevleri iyonlaşmayı desteklemektir), ancak yoğunluğu E büyük - onlarca keV'ye kadar.
HF indüksiyon alanlarının uygulanması (H-tarlalar), 40'lı yılların sonundan beri, esas olarak HF fırınları şeklinde olmasına rağmen çok genişledi. Saf ısıya ihtiyaç duyulan ve iletken bir ortamın olduğu her yerde, H alanların yeri doldurulamaz. Bu, yarı iletken malzemelerin üretimini ve saf metallerin bölgesel eritilmesini ve ultra saf kimyasal bileşikleri ve hatta ev fırınlarını içerir.
Pirinç. 8.10. Yarıçaplı bir tüpte indüksiyon deşarjı R, uzun bir solenoid içine yerleştirilmiş; r 0 - plazma yarıçapı, sağda - yarıçap boyunca sıcaklık dağılımı
Doğru, bu cihazlarda, jeneratörü ve yükü eşleştirmeye neredeyse hiç gerek yoktur - yükün reaktif ve aktif dirençlerinin oranı çok az değişir. Ancak deşarjlarda mesele daha karmaşıktır: deşarj ortamının parametrelerindeki değişiklikler (direnç, kendi kendine indüksiyon, karşılıklı indüksiyon - indüktör ile bağlantı) geniş bir aralıkta değişebilir. Genellikle bir indüktör, içinde bir boşalmanın meydana geldiği bir bobindir (bir dönüş bile vardır!).
Alternatif alan, bobin ekseni boyunca yönlendirilir, alan ona ekseneldir. Deşarjı sürdürmek için gerekli olan, onu ateşlemekten önemli ölçüde daha azdır. Bu nedenle, genellikle hacme ince bir metal elektrot sokulur, ısınır, termoelektronlar verir (bazen kısmen buharlaşır), bir deşarj başlatır ve ardından çıkarılır. Çalışma sırasında, elektromanyetik enerji akışıyla güç sağlanır:
< S> = (s/4 )<ЕН >, (8.27)
ve en sık olarak bir gaz akışı ile uzaklaştırılır (iyonize olur ve enerjiyi taşır). Ancak elektromanyetik enerji plazmaya (iletken) bir derinliğe nüfuz eder. X,üssel olarak azalan exp(-x/), burada deri tabakasıdır ve bunun akışın penetrasyon derinliği olarak kabul edilmesi kararlaştırılmıştır:
2 = c 2 /(2), (8.28)
burada c ışık hızıdır, iletkenin iletkenliğidir, RF frekansıdır
eğer < R, daha sonra enerji, δ kalınlığında bir tabakada emilir ve iletken bir silindir oluşturur. Sıcaklık yarıçapı dağılımı T ve iletkenlik σ, Şek. 8.11, özünde, bu arkın kanal modelinin tam bir analogudur, buna "metal silindir modeli" denir. Basıncı kontrol etmenin gerçekten mümkün olduğuna dikkat edilmelidir. R(tercihen daha fazla!) ve akış<ЕН>, amper-rüzgarlar tarafından belirlenir:
<ЕН> ~ İÇİNDE(nerede ben- akım, N- indüktörün birim uzunluğu başına dönüş sayısı).
CORONA BOŞALTILMASI, küçük bir eğrilik yarıçapına sahip bir elektrotta (noktalar, ince teller) keskin bir şekilde homojen olmayan bir elektrik alanında meydana gelen bir gazdaki elektrik boşalması türlerinden biri. Bir parıltı ve karakteristik bir çatırtı eşliğinde havadaki en ünlü korona deşarjı.
veya basitçe bir korona, küçük bir elektrotta yüksek elektrik alan kuvvetine sahip bir bölgede gaz atomlarının ve moleküllerinin iyonlaşma işlemlerinin bir sonucu olarak ortaya çıkar ve bu bölge ile sınırlıdır. İyonizasyon, yüklü gaz parçacıklarının ortaya çıkmasına neden olur: serbest elektronlar ve pozitif iyonlar ve hava içeren elektronegatif gazlarda negatif iyonların görünümüne neden olur. Elektronlar bir elektrik alanında hareket ettiğinde, atomların ve moleküllerin daha sonra iyonlaşması için yeterli enerjiyi elde ederler, yüklü parçacıkların sayısında keskin bir artış olur, bu da bir elektron çığının oluşumuna ve bir korona deşarjının ortaya çıkmasına neden olur. Elektrotun polaritesine ve etki eden voltajın büyüklüğüne bağlı olarak, korona deşarjı çığ veya flama şeklinde olabilir. Elektrotun negatif polaritesi ve çok yüksek voltajlar ile, genellikle elektrotun ucunda tek tip bir gaz (örneğin hava) parlaması ile karakterize edilen bir çığ korona deşarjı meydana gelir. Küçük elektrotun pozitif polaritesi dar iyonizasyon bölgesinin dışındayken, akım diğer elektrota veya toprağa bir pozitif iyon akımı ile taşınır. Bir flama korona deşarjı en sık olarak pozitif elektrotta artan bir elektrik alan gücünde meydana gelir ve elektrottan uzanan iyonize dallanma kanallarından oluşur (bkz. Akıntılar). Dışa doğru, bu elektrik boşalması biçimine adını veren parlak bir tacı (çizim) andırır.
Uygulanan voltajın türüne bağlı olarak, çoğunlukla bir flama deşarjı olan darbeli bir korona deşarjı, uygulanan voltajın her yarım döngüsünde meydana gelen alternatif bir akım korona deşarjı ve şekli olan bir DC korona deşarjı ayırt edilir. önemli ölçüde elektrotun polaritesine bağlıdır ve aralıklı olabilir.
Bir elektrik alanında hareket ettiklerinde koronada oluşan yüklü parçacıklar (elektronlar ve iyonlar), ondan enerji alır ve bu da korona deşarjı sırasında enerji kaybına yol açar. Bu, özellikle güç hatlarının (TL) tellerinde bir korona deşarjı sırasında belirgindir. Elektrik hatlarının tellerindeki korona deşarjına tıslama ve çatırdama eşlik eder ve karanlıkta ve yağmurda - bir parıltı. Ayrıca korona deşarjı radyo paraziti oluşturur. Ancak korona deşarjı, özellikle elektrostatik çökelticilerde kullanıldığında, faydalı bir yüklü parçacık kaynağı olabilir.
Lif.: Kaptsov N.A. Korona deşarjı ve elektrostatik çökelticilerdeki uygulaması. M.; L., 1947; Levitov V. I. Alternatif akımın tacı. 2. baskı. M., 1969; Raizer Yu.P. Gaz deşarjının fiziği. 2. baskı. M., 1992; Sokolova M. V. Gazlarda korona deşarjı // Düşük Sıcaklık Plazma Ansiklopedisi / Düzenleyen V. E. Fortov. M., 2000. T. 2.