Коронний розряд

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Коронний розряд навколо високовольтної котушки

Коро́нний розря́д — тип газового розряду, що виникає в сильних неоднорідних електричних полях навколо електродів із великою кривиною в газах із доволі високою густиною.

Коронний розряд проявляється візуально у вигляді світіння навколо гострих кутів електрода. Напруженість електричного поля, необхідна для виникнення коронного розряду, повинна перевищувати 3×104 В/см. Сильне неоднорідне поле має виникнути навколо лише одного електрода, інший може бути віддаленим, його роль можуть виконувати будь-які заземлені предмети.

Якщо коронний розряд виникає навколо негативного електрода, то корона називається «негативною», якщо навколо позитивного електрода — позитивною. Механізми виникнення позитивної й негативної корони різні.

Механізм виникнення негативної корони[ред.ред. код]

При виникненні негативної корони, позитивно заряджені йони, що утворюються внаслідок виникнення електронних лавин, прискорюються в сильному електричному полі поблизу катода й при зіткненні вибивають із нього електрони за механізмом вторинної електронної емісії. Вибиті електрони створюють нові лавини. Утворення лавин обривається на певному віддаленні від електроду, оскільки електричне поле там слабше, й електрони не встигають набрати між зіткненнями енергії, достатньої для іонізації нейтральних молекул газу.

За межами області світіння електрони можуть приєднатися до нейтральних молекул газу, утворюючи негативно заряджені йони, які переносять струм до іншого електрода.

Механізм виникнення позитивної корони[ред.ред. код]

Позитивна корона виникає в тому випадку, коли загостреним електродом є анод. У цьому випадку електронні лавини зароджуються на межі корони й розповсюджуються до неї. Іонізація нейтральних молекул далеко від аноду виникає внаслідок поглинання короткохвильового випромінювання збудженого газу в області розряду. Утворені при іонізації позитивні йони відтягуються в напрямку до катода.

Коронний розряд в атмосфері[ред.ред. код]

Коронні розряди нерідко виникають в природних умовах, як результат дії атмосферної електрики. Явище виникнення корон на верхів'ях дерев, корабельних щоглах тощо, отримало назву вогнів святого Ельма. Коронні розряди утворюються також навколо високовольтних ліній. Йонізуючи повітря навколо провідників, вони приводять до втрат електроенергії.

Коронний розряд використовується в фільтрах, які служать для очистки промислових газів від частинок пилу й диму.

Поблизу провідника з великою кривизною поверхні (наприклад, вістря) спостерігається високовольтний електричний розряд. Тиск при цьому досить високий, а поле поблизу провідника — неоднорідне. Коли напруженість поля поблизу вістря сягає 30 кВ/см, то навколо нього виникає свічення у вигляді корони, що й дало назву розрядові — коронний.

Корона може бути позитивною та негативною. Це залежить від знака електрода, на якому виникає розряд (коронізуючого електрода). Знак корони визначає спосіб утворення електронів, що викликають іонізацію молекул газу. Так, у випадку негативної корони електрони вибиваються з катода під дією позитивних іонів. Якщо корона позитивна, то газ іонізується аніонами, а сама іонізація відбувається поблизу анода.

Напруженість поля при коронному розряді досить висока (близько 3·106В/м), тому іонізація відбувається при атмосферних тисках. З віддаленням від поверхні провідника напруженість швидко зменшується. Тому іонізація і пов'язане з нею свічення газу спостерігається в обмеженій ділянці простору.

Під час грози хмари, заряджені певним чином, здатні індукувати під собою електричні заряди протилежного знака. Дуже великий заряд накопичується біля Поверхонь високого ступеня кривизни, особливо на вістрях. Тому перед грозою 1 під час неї на гострих вершинах високо піднятих предметів можна спостерігати конуси світла, схожі на пензлики. У давнину це явище одержало назву вогнів святого Ельма. Часто свідками цього явища стають альпіністи, коли навіть неметалічні предмети й кінчики волосся на голові прикрашаються маленькими пензликами.

Коронний розряд, що виникає навколо дротів високовольтних ліній, може призводити до виникнення струмів витоку. Щоб цього уникнути, дроти високовольтних ліній роблять дуже товстими. Крім того, переривчастий коронний розряд може викликати радіоперешкоди.

Коронний розряд широко використовується при очищенні промислових газів від домішок. Агрегати, що використовуються для цього, називаються електрофільтрами. Принцип їхньої дії такий. Рухаючись вгору в циліндрі, по осі якого розташовується коронуючий дріт, домішки газу, що очищається, збільшуються. На них осідають іони зовнішньої частини корони, які притягають частинки домішок до зовнішнього некоронуючого електроду. У результаті цього домішки осаджуються, а газ очищається.

Джерела[ред.ред. код]

  • Сивухин Д.В. (1977). Общий курс физики. т III. Электричество. Москва: Наука. 


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.