Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Laboratornaya_1.docx
Скачиваний:
16
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
273.95 Кб
Скачать

Лабораторная работа № 1 воздушные электрические разряды в однородных и неоднородных электрических полях

Цель работы – изучение характера пробоя воздушных промежутков различного типа, изучение зависимости пробивного напряжения от вида электродов, расстояния между электродами, от формы поданного напряжения и его полярности.

1. Основные понятия и количественные характеристики

Воздух является диэлектриком, то есть веществом, в обычном состоянии не проводящим электрический ток. Основной причиной появления заряженных частиц в воздухе – проводников электрического тока – является ударная ионизация – появление заряженных частиц при столкновении электронов с нейтральными молекулами. Первый свободный электрон привносится извне в том плане, что причиной его отрыва от нейтрального атома является внешние ионизаторы типа естественной радиоактивности, космических лучей или ультрафиолетового излучения. При поддержании ионизации электрическим полем разряд становится самостоятельным, не зависящим от внешних ионизаторов. Закономерности самостоятельного разряда определяются величинами и распределением в пространстве электрического поля, то есть в первую очередь формою электродов.

Пробоем изоляции называют потерю изоляцией изоляционных свойств при превышении напряжением некоторого критического значения, называемого пробивным напряжением Uпр. Соответствующая напряженность электрического поля

Eпр= Uпр / h

где – расстояние между электродами, называется электрической прочностью промежутка. h

В однородном электрическом поле (электроды типа плоскость – плоскость, сфера – сфера) самостоятельный разряд развивается по всей длине промежутка, что приводит к пробою промежутка. В резконеоднородном поле (стержень – плоскость, стержень – стержень) самостоятельный разряд начинается при сравнительно небольшом напряжении вблизи стержня – возникает корона. При более высоком напряжении произойдет пробой, причем электрическая прочность в этом случае в несколько раз меньше, чем в однородном электрическом поле.

Можно отметить несколько наиболее существенных факторов, определяющих закономерности развития разряда в воздушном промежутке. Во-первых, основными частицами, ответственными за пробой, являются отрицательно заряженные электроны; однополярность основных частиц влечет за собой различия пробоя промежутка с неодинаковыми электродами при разной их полярности. Во-вторых, при ионизации нейтральных молекул остаются малоподвижные положительные ионы, которые в промежутке стержень – плоскость либо экранируют положительное острие, либо резко усиливают поле вблизи отрицательного острия. И, в-третьих, на развитие проводящего канала в газе, называемого стримером, существенное влияние, кроме ударной ионизации, оказывает фотоионизация в объеме газа и ионизация на катоде из-за воздействия фотонов и положительных ионов.

По указанным причинам промежуток с резконеоднородным полем отличается от промежутка с однородным полем наличием коронного разряда и меньшей электрической прочностью. В промежутке стержень – плоскость существует эффект полярности: корона начинается при меньшем напряжении на отрицательном острие, но пробивные напряжения промежутка с отрицательным острием значительно больше, чем с положительным (а на переменном напряжении нужно ожидать пробоя промежутка при положительной полуволне на острие – и при максимальном значении синусоиды напряжения).

Зависимость пробивного напряжения от расстояния между электро-дами типа плоскость – плоскость, сфера – сфера подчиняется закону Па-шена; в нормальных условиях пробивное напряжение растет с ростом рас-стояния между электродами, но медленнее, чем расстояние.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]