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

 


kн =Emax


Ecр ,


 


где Ecр = U


L ; L – расстояние между электродами.


Для однородного поля


kн = 1 . Если


kн £ 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


òAp 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 U0


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 U0 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 Eн


и не зависит от


расстояния, то имеем две характерные области развития разрядов:


R r < e


(K1 ) и R r > e


(K2 ).


В области


R r < e , когда


E > Eн


(точка K1), 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 > Eн


также возникает самостоятельный


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


женность электрического поля до


E = Eн . В дальнейшем расшире-


ние области самостоятельного разряда прекращается, т. к. при


E < Eн


не выполняется условие самостоятельности разряда. Таким


образом, при


E < Eн


( 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 U1 , при котором кривая E (кри-


вая 2) будет касаться прямой Eн


в одной точке


R r = e , т. е.


Uн = Uк и Uпр ³ Uн . Такое поле называется резконеоднородным.

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

Для практических расчетов пользуются эмпирической формулой

 

ë
н
24,5dL é c ù


Uн =


k ê1+(dr


0,38 ú, (1.16)

)
û


где r – радиус электрода с большей кривизной;

L – расстояние между электродами;


kн – коэффициент неоднородности электрического поля. Значе-

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

Таблица 1.2

Значения коэффициентов c и kн

 

Форма электродов c kн L
  r R     цилиндрический конденсатор   0,65     R -1 r ln R r   R - r
провод–плоскость   0,65     h r ln 2h r при h >> r   для двух парал- лельных проводов 2h
      0,78   h r +1     для двух парал- лельных шаров 2h
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 ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...





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


©2015- 2023 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.