Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Разряды в неоднородном поле. Закон подобия разрядов





Неоднородным называется электрическое поле, в котором на- пряженность поля в различных точках различна. Такие поля имеют


место, если электроды имеют сложную форму или отличаются друг от друга по форме (острие–плоскость, острие–шар и т. п.). Степень неоднородности поля характеризуется коэффициентом не- однородности

 


k н = E max


E cр,


 


где E cр = U


L; L – расстояние между электродами.


Для однородного поля


k н = 1. Если


k н £ 2, то поле называется


слабонеоднородным. Такие условия соответствуют полю двух кон-


центрических цилиндров


R r = 3, параллельных проводов


L r = 30


и для двух сфер одинакового радиуса L r = 8.

Рассмотрим случай неоднородного поля для двух коаксиальных цилиндров радиусом R и r (рис. 1.5). Напряженность электриче- ского поля в любой точке между цилиндрами определяется выра- жением

 


E = U


 

. (1.14)


 

 

Рис. 1.5. Распределение напряженности между электродами цилиндрического конденсатора


Условие самостоятельности разряда с учетом коэффициента ио- низации a будет

 

R æ Bp ö


ò Ap expç-


÷ dx = K =20. (1.15)

E


r è ø

 

Но т. к. E нелинейно зависит от R и r, то напряжение возник-


новения разряда U 0


будет зависеть от соотношения pr и


R r, т. е.


U 0 = f (pr, R r). Последнее выражение характеризует закон подо-

бия разрядов. Для неоднородного поля при T = const начальное на-

пряжение развития разряда является функцией произведения плот- ности (давления) газа на один из параметров промежутка и отноше- ния к этому параметру всех остальных размеров, определяющих форму промежутка.

Вывод: в геометрически подобных промежутках начальное на-

пряжение разряда U 0 будет зависеть от pL. Если сохранять проме-

жутки геометрически подобными, начальные напряжения останутся неизменными при пропорциональном изменении плотности газа.

Для случая двух коаксиальных цилиндров радиусом R и r, мак- симальное значение напряженности на поверхности цилиндра ра-

диусом r в зависимости от отношения R r будет иметь вид кривой

(рис. 1.6, кривая 1) с минимумом при R r = e. Если для электродов


напряженность поля начального разряда равна E н


и не зависит от


расстояния, то имеем две характерные области развития разрядов:


R r < e


(K 1) и R r > e


(K 2).


В области


R r < e, когда


E > E н


(точка K 1), образование ионизи-


рующего слоя возле цилиндра радиусом r как бы увеличивает его

радиус, т. е. уменьшает отношение R r, что приводит к увеличе-

нию напряженности электрического поля, увеличению области ио- низации и развитию стримера. Стример достигает противоположно- го электрода, образуется канал высокой проводимости, возникает самостоятельный разряд, переходящий в пробой. Поле в этом слу- чае будет слабонеоднородным.


 

 

Рис. 1.6. Зависимость напряженности поля от отношения R r


В области


R r > e


при E > E н


также возникает самостоятельный


разряд, но в этом случае при уменьшении R r уменьшается напря-


женность электрического поля до


E = E н. В дальнейшем расшире-


ние области самостоятельного разряда прекращается, т. к. при


E < E н


не выполняется условие самостоятельности разряда. Таким


образом, при


E < E н


(R r > e) будет существовать устойчивый са-


мостоятельный разряд, охватывающий только часть пространства. Такой разряд называется коронным.

Для того, чтобы коронный разряд перешел в пробой, необходимо поднять напряжение до значения U 1, при котором кривая E (кри-


вая 2) будет касаться прямой E н


в одной точке


R r = e, т. е.


U н = U к и U пр ³ U н. Такое поле называется резконеоднородным.

Условием возникновения самостоятельного разряда в неодно- родном поле будет òa dx = 20.

Для практических расчетов пользуются эмпирической формулой

 

ë
н
24,5d L é c ù


U н =


k ê1+(d r


0,38 ú, (1.16)

)
û


где r – радиус электрода с большей кривизной;

L – расстояние между электродами;


k н – коэффициент неоднородности электрического поля. Значе-

ния c и k н зависят от формы электродов и приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Значения коэффициентов c и k н

 

Форма электродов c k н L
  r R     цилиндрический конденсатор   0,65     R -1 r ln R r   R - r
провод–плоскость   0,65     h r ln 2 h r при h >> r   для двух парал- лельных проводов 2 h
      0,78   h r +1     для двух парал- лельных шаров 2 h
шар–плоскость
  r R     сферический конденсатор   0,89   R r   R - r
         







Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.