Пробой газа в однородном поле

Однородное поле можно получить между плоскими электродами с закруглёнными краями, а также между сферами большого диаметра при малом расстоянии между ними. В таком поле пробой наступает практически мгновенно при достижении строго определённого напряжения, зависящего от температуры и давления газа. Между электродами возникает искра, которая затем переходит в дугу, если источник напряжения имеет достаточную мощность.

При малых расстояниях между электродами наблюдается значительное увеличение электрической прочности. Это явление можно объяснить трудностью формирования разряда при малом расстоянии между электродами, так как ударная ионизация затрудняется вследствие малой общей длины пробега свободных зарядов. Это сказывается более сильно при особо малых расстояниях, сопоставимых с длиной свободного пробега, среднее значение которого при нормальных барометрических условиях составляет 10^{-5 см. При нормальных условиях, т.е. при давлении} 101325 Па = 760 мм.рт.ст. и температуре 273,15К = 0° C, электрическая прочность воздуха при расстоянии между электродами 1 см составляет примерно 3.2 МВ/м (3.2 кВ/мм), при расстоянии между электродами 6 мм - 70 МВ/м.

Пробивное напряжение увеличивается с увеличением давления газа и толщины слоя газа. С уменьшением же давления газа и расстояния между электродами пробивное напряжение уменьшается, но, пройдя минимум, оно снова возрастает. Для воздуха минимальное пробивное напряжение равно около 300 В, для разных газов лежит в пределе 195-520 В. Газы при больших давлениях применяются в качестве изоляции для высоковольтной аппаратуры, а также в производстве кабелей конденсаторов высокого напряжения.

Пробой газа в неоднородном поле

Неоднородное поле возникает между двумя остриями, остриём и плоскостью, между проводами линий электропередачи, между сферическими поверхностями при расстоянии между ними, превышающими радиус сферы и т.д.

Неоднородность поля приводит к тому, что в некоторых местах густота силовых линий очень велика, а значит, напряженность имеет повышенное значение и ударная ионизация начинается уже при напряжениях, меньших, чем характерно для данного промежутка.

Особенностью пробоя газов в неоднородном поле является возникновение частичного разряда в виде короны в местах, где напряженность поля достигает критических значений, с дальнейшим переходом короны в искровой разряд и дугу при возрастании напряжения. Корона - это ионизационные процессы в локальной области вблизи электрода, чаще вблизи острых кромок электродов, где локальное электрическое поле может быть очень большим. Они приводят к потерям энергии, вносят шумы в радиочастотном диапазоне, выделяют озон и вредные оксиды азота.

Лабораторная установка

Назначение

1. Генератор напряжения высоковольтный ГНВ1-02а (в дальнейшем по тексту прибор) предназначен для проведения практикума по курсу радиоматериалы в ВУЗах. Прибор применяется в составе модульных лабораторно - учебных комплексов МУК-РМ (радиоматериалы), а также для лекционных демонстраций.

2. Прибор предназначен для:

· Генерации постоянного напряжения с регулируемым уровнем.

3. Условия эксплуатации - лабораторные:

· Температура окружающей среды от 283 до 308 К (от +10 до +35 ⁰ С);

· Относительная влажность до 80 % при температуре 298 К (+25 ⁰ С);

· Атмосферное давление 100 ± 4 кПа (750 + 30 мм рт. ст.);

· Напряжение питающей сети 220 ± 20 В с частотой 50 Гц.

Поиск по сайту: