वायूंमध्ये इलेक्ट्रिक डिस्चार्जचे प्रकार

वायूंमधील इलेक्ट्रिक डिस्चार्जमध्ये आयनीकरण प्रक्रियेच्या परिणामी चार्ज केलेल्या कणांच्या (इलेक्ट्रॉन आणि आयन) विद्युत क्षेत्राच्या कृती अंतर्गत वायूंच्या हालचालींच्या सर्व प्रकरणांचा समावेश होतो... वायूंमध्ये डिस्चार्ज होण्यासाठी एक पूर्व शर्त म्हणजे मुक्त उपस्थिती. त्यात चार्ज - इलेक्ट्रॉन आणि आयन.

केवळ तटस्थ रेणूंचा समावेश असलेला वायू अजिबात विद्युत प्रवाह चालवत नाही, म्हणजे. एक आदर्श डायलेक्ट्रिक... वास्तविक परिस्थितीत, नैसर्गिक ionizers च्या क्रियेमुळे (सूर्य पासून अतिनील किरणे, वैश्विक किरण, पृथ्वीवरील किरणोत्सर्गी किरणोत्सर्ग इ.) गॅसमध्ये नेहमी ठराविक प्रमाणात मुक्त शुल्क असते — आयन आणि इलेक्ट्रॉन, जे त्याला विशिष्ट विद्युत चालकता देतात.

नैसर्गिक ionizers ची शक्ती खूप कमी आहे: त्यांच्या कृतीचा परिणाम म्हणून, प्रत्येक क्यूबिक सेंटीमीटरमध्ये प्रत्येक सेकंदाला सुमारे एक जोडी चार्जेस तयार होतात, जे शुल्क po = 1.6-19 CL च्या घनतेच्या वाढीशी संबंधित असतात. / (cm3 x in ). दर सेकंदाला तितकेच शुल्क पुन्हा एकत्र केले जाते. एकाच वेळी हवेच्या 1 सेमी 3 मधील शुल्कांची संख्या स्थिर राहते आणि आयनच्या 500-1000 जोड्या समान असते.

अशा प्रकारे, इलेक्ट्रोड्समधील अंतर असलेल्या फ्लॅट एअर कॅपेसिटरच्या प्लेट्सवर व्होल्टेज लावल्यास सर्किटमध्ये एक विद्युतप्रवाह स्थापित होईल, ज्याची घनता J= 2poS = 3.2×10-19 S A/cm2 असेल. .

कृत्रिम ionizers वापर वायू मध्ये वर्तमान घनता अनेक पट वाढते. उदाहरणार्थ, जेव्हा गॅस अंतर पारा-क्वार्ट्ज दिव्याने प्रकाशित केले जाते, तेव्हा गॅसमधील वर्तमान घनता 10 — 12 A/cm2 पर्यंत वाढते; आयनीकृत व्हॉल्यूमच्या जवळ प्रामाणिक स्त्राव, 10-10 ए / सेमी 2 च्या क्रमाचे प्रवाह इ.

लागू केलेल्या व्होल्टेज i (Fig. 1) च्या मूल्यावर एकसमान विद्युत क्षेत्रासह गॅस अंतरातून जाणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या अवलंबनाचा विचार करा.

तांदूळ. 1. गॅस डिस्चार्जची वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्ये

सुरुवातीला, व्होल्टेज वाढत असताना, अंतरातील विद्युत् प्रवाह वाढतो या वस्तुस्थितीमुळे शुल्काची वाढती रक्कम इलेक्ट्रोड्स (विभाग OA) वरील विद्युत क्षेत्राच्या क्रियेत येते. विभाग AB मध्ये, प्रवाह व्यावहारिकरित्या बदलत नाही, कारण बाह्य ionizers मुळे तयार होणारे सर्व शुल्क इलेक्ट्रोडवर पडतात. संपृक्तता प्रवाह आहे हे अंतरावर कार्य करणार्‍या आयोनायझरच्या तीव्रतेद्वारे निर्धारित केले जाते.

व्होल्टेजमध्ये आणखी वाढ झाल्यामुळे, वर्तमान वेगाने वाढते (सेक्शन बीसी), जे विद्युत क्षेत्राच्या कृती अंतर्गत गॅस आयनीकरण प्रक्रियेच्या गहन विकासास सूचित करते. व्होल्टेज U0 वर, अंतरातील विद्युत् प्रवाहात तीव्र वाढ दिसून येते, जी या प्रकरणात त्याचे डायलेक्ट्रिक गुणधर्म गमावते आणि कंडक्टरमध्ये बदलते.

ज्या घटनेत गॅस गॅपच्या इलेक्ट्रोड्समध्ये उच्च-वाहकता वाहिनी दिसते त्याला इलेक्ट्रिकल ब्रेकडाउन म्हणतात (गॅसमधील ब्रेकडाउनला बहुतेक वेळा इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज म्हणतात, म्हणजे ब्रेकडाउन निर्मितीची संपूर्ण प्रक्रिया).

OABS वैशिष्ट्याच्या विभागाशी संबंधित इलेक्ट्रिक डिस्चार्जला आश्रित म्हणतात, कारण या विभागात गॅस अंतरातील वर्तमान सक्रिय आयनाइझरच्या तीव्रतेद्वारे निर्धारित केले जाते. बिंदू C नंतर विभागातील डिस्चार्ज स्वतंत्र म्हटले जाते, कारण या विभागातील डिस्चार्ज करंट केवळ इलेक्ट्रिक सर्किटच्या स्वतःच्या पॅरामीटर्सवर (त्याचा प्रतिकार आणि उर्जा स्त्रोताची शक्ती) आणि त्याच्या देखभालीसाठी, चार्ज केलेल्या कणांची निर्मिती अवलंबून असते. बाह्य ionizers मुळे आवश्यक नाही. व्होल्टेज Wo ज्यावर स्व-डिस्चार्ज सुरू होतो त्याला प्रारंभिक व्होल्टेज म्हणतात.

डिस्चार्ज कोणत्या परिस्थितीत होतो त्यानुसार वायूंमध्ये आत्म-विरघळण्याचे प्रकार भिन्न असू शकतात.

कमी दाबावर, जेव्हा प्रति युनिट व्हॉल्यूममध्ये गॅस रेणूंच्या कमी संख्येमुळे, अंतर उच्च चालकता प्राप्त करू शकत नाही आणि एक ग्लो डिस्चार्ज... ग्लो डिस्चार्जमध्ये वर्तमान घनता कमी असते (1-5 एमए / सेमी 2), डिस्चार्ज इलेक्ट्रोड्समधील संपूर्ण जागा व्यापतो.

तांदूळ. 2. गॅसमध्ये ग्लो डिस्चार्ज

वायूचा दाब वातावरणाच्या जवळ आणि जास्त असल्यास, जर उर्जा स्त्रोताची शक्ती कमी असेल किंवा व्होल्टेज थोड्या काळासाठी अंतरावर लागू केले असेल, तर स्पार्क डिस्चार्ज होतो... स्पार्क डिस्चार्जचे उदाहरण म्हणजे डिस्चार्ज विजेच्या रूपात… व्होल्टेजच्या दीर्घकाळापर्यंत संपर्कात राहिल्यास, स्पार्क डिस्चार्ज इलेक्ट्रोड्सच्या दरम्यान आलटून पालटून दिसणार्‍या ठिणग्यांचे रूप घेते.

तांदूळ. 3. प्रामाणिक डिस्चार्ज

उर्जा स्त्रोताच्या महत्त्वपूर्ण शक्तीच्या बाबतीत, स्पार्क डिस्चार्ज कमानीमध्ये बदलतो, ज्यामध्ये एक विद्युत प्रवाह शेकडो आणि हजारो अँपिअरपर्यंत पोहोचू शकतो. असा प्रवाह डिस्चार्ज चॅनेल गरम करण्यास, त्याची चालकता वाढविण्यास योगदान देते आणि परिणामी, विद्युत् प्रवाहात आणखी वाढ होते. ही प्रक्रिया पूर्ण होण्यास थोडा वेळ लागत असल्याने, व्होल्टेजच्या अल्पकालीन वापराने, स्पार्क डिस्चार्ज चाप डिस्चार्जमध्ये बदलत नाही.

तांदूळ. 4. आर्क डिस्चार्ज

अत्यंत विसंगत क्षेत्रांमध्ये, स्वयं-डिस्चार्ज नेहमी कोरोना डिस्चार्जच्या रूपात सुरू होते, जे केवळ गॅस अंतराच्या त्या भागात विकसित होते जेथे फील्डची ताकद सर्वात जास्त असते (इलेक्ट्रोडच्या तीक्ष्ण किनारी जवळ). कोरोना डिस्चार्जच्या बाबतीत, इलेक्ट्रोड्समध्ये चॅनेलद्वारे उच्च चालकता उद्भवत नाही, म्हणजेच जागा त्याचे इन्सुलेट गुणधर्म राखून ठेवते. जसजसे लागू व्होल्टेज आणखी वाढले जाते, तसतसे कोरोना डिस्चार्जचे रूपांतर प्रामाणिक किंवा चाप डिस्चार्जमध्ये होते.

कोरोना डिस्चार्ज - पुरेशा घनतेच्या वायूमध्ये स्थिर विद्युत डिस्चार्जचा प्रकार, जो मजबूत असमान विद्युत क्षेत्रामध्ये होतो. इलेक्ट्रॉन हिमस्खलनांद्वारे तटस्थ वायू कणांचे आयनीकरण आणि उत्तेजित वक्रता लहान त्रिज्या असलेल्या इलेक्ट्रोडजवळील मजबूत विद्युत क्षेत्राच्या मर्यादित प्रमाणात (कोरोना कॅप किंवा आयनीकरण झोन) मध्ये स्थानिकीकरण केले जाते. आयनीकरण झोनमधील वायूच्या फिकट निळ्या किंवा व्हायलेट चमकाने, सौर कोरोनाच्या प्रभामंडलाच्या सादृश्याने, या प्रकारच्या स्त्रावचे नाव दिले.

दृश्यमान, अल्ट्राव्हायोलेट (प्रामुख्याने), तसेच स्पेक्ट्रमच्या लहान तरंगलांबीमध्ये किरणोत्सर्गाव्यतिरिक्त, कोरोना डिस्चार्ज कोरोना इलेक्ट्रोडमधून गॅस कणांच्या हालचालींसह असतो - तथाकथित "इलेक्ट्रिक वारा", हम, कधीकधी रेडिओ उत्सर्जन, रसायनशास्त्र, प्रतिक्रिया (उदाहरणार्थ, हवेत ओझोन आणि नायट्रोजन ऑक्साईड्सची निर्मिती).

तांदूळ. 5. कोरोना गॅस मध्ये डिस्चार्ज

वेगवेगळ्या वायूंमध्ये इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज दिसण्याची नियमितता सारखीच असते, फरक प्रक्रियेचे वैशिष्ट्य असलेल्या गुणांकांच्या मूल्यांमध्ये असतो.