การปล่อยโคโรนัลด์ - ที่มา ลักษณะเฉพาะ และการนำไปใช้

ภายใต้สภาวะของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมออย่างรุนแรง บนอิเล็กโทรดที่มีความโค้งสูงของพื้นผิวด้านนอก ในบางสถานการณ์อาจมีการปลดปล่อยโคโรนา ซึ่งเป็นการปล่อยไฟฟ้าอิสระในก๊าซ รูปร่างที่เหมาะสมสำหรับปรากฏการณ์นี้สามารถทำหน้าที่เป็นปลาย: ปลาย, ลวด, มุม, ฟัน ฯลฯ

เงื่อนไขหลักสำหรับการเริ่มต้นของการคายประจุคือใกล้กับขอบคมของอิเล็กโทรดจะต้องมีความแรงของสนามไฟฟ้าค่อนข้างสูงกว่าในเส้นทางที่เหลือระหว่างอิเล็กโทรด ซึ่งสร้างความต่างศักย์

สำหรับอากาศภายใต้สภาวะปกติ (ที่ความดันบรรยากาศ) ค่าจำกัดของความเข้มไฟฟ้าคือ 30 kV / cm; ที่แรงดันไฟฟ้าดังกล่าว แสงเรืองคล้ายโคโรนาอ่อนๆ จะปรากฏขึ้นที่ปลายอิเล็กโทรด นี่คือสาเหตุที่การปลดปล่อยนี้เรียกว่าการปลดปล่อยโคโรนา

การปลดปล่อยดังกล่าวมีลักษณะเฉพาะโดยลักษณะของกระบวนการไอออไนเซชันในบริเวณใกล้เคียงกับโคโรนาอิเล็กโทรดเท่านั้น ในขณะที่อิเล็กโทรดที่สองอาจปรากฏเป็นปกติอย่างสมบูรณ์ นั่นคือไม่มีการก่อตัวของโคโรนา

บางครั้งสามารถสังเกตเห็นการปลดปล่อยโคโรนาในสภาพธรรมชาติ เช่น บนยอดไม้ เมื่อสิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยรูปแบบการกระจายของสนามไฟฟ้าตามธรรมชาติ (ก่อนเกิดพายุฝนฟ้าคะนองหรือระหว่างพายุหิมะ)

การก่อตัวของการปลดปล่อยโคโรนาดำเนินไปด้วยวิธีต่อไปนี้ โมเลกุลของอากาศแตกตัวเป็นไอออนโดยไม่ตั้งใจและมีการปลดปล่อยอิเล็กตรอนออกมา

อิเล็กตรอนประสบกับความเร่งในสนามไฟฟ้าใกล้กับปลายและมีพลังงานมากพอที่จะแตกตัวเป็นไอออนทันทีที่มันพบกับโมเลกุลถัดไปในเส้นทางของมัน และอิเล็กตรอนจะบินออกไปอีกครั้ง จำนวนของอนุภาคที่มีประจุที่เคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าใกล้กับส่วนปลายจะเพิ่มขึ้นเหมือนหิมะถล่ม

หากขั้วไฟฟ้าโคโรนาที่แหลมเป็นขั้วลบ (แคโทด) ในกรณีนี้ จะเรียกว่าโคโรนาเป็นขั้วลบ และอิเล็กตรอนไอออไนเซชันที่ถล่มลงมาจะเคลื่อนจากปลายของโคโรนาไปยังขั้วไฟฟ้าบวก การสร้างอิเล็กตรอนอิสระได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการแผ่รังสีความร้อนของแคโทด

เมื่ออิเล็กตรอนถล่มจากปลายสุดมาถึงบริเวณที่ความแรงของสนามไฟฟ้าไม่เพียงพอสำหรับการเกิดไอออไนเซชันของหิมะถล่มต่อไป อิเล็กตรอนจะรวมตัวกับโมเลกุลของอากาศที่เป็นกลางอีกครั้ง ก่อตัวเป็นไอออนลบ ซึ่งจะกลายเป็นพาหะนำไฟฟ้าในปัจจุบันในพื้นที่นอก มงกุฎ. โคโรนาด้านลบมีลักษณะการเรืองแสงที่สม่ำเสมอ

ในกรณีที่แหล่งกำเนิดของโคโรนาเป็นขั้วไฟฟ้าบวก (ขั้วบวก) การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนถล่มจะพุ่งตรงไปที่ปลาย และการเคลื่อนที่ของไอออนจะพุ่งออกไปด้านนอกจากปลาย โฟโตโพรเซสทุติยภูมิใกล้กับส่วนปลายที่มีประจุบวกช่วยอำนวยความสะดวกในการสร้างอิเล็กตรอนที่กระตุ้นหิมะถล่ม

ห่างไกลจากส่วนปลาย ซึ่งความแรงของสนามไฟฟ้าไม่เพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าไอออไนเซชันของหิมะถล่ม ตัวพาปัจจุบันยังคงเป็นไอออนบวกที่เคลื่อนที่ไปยังขั้วลบ โคโรนาขั้วบวกมีลักษณะเด่นคือลำแสงที่กระจายไปในทิศทางต่างๆ จากปลาย และที่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น ลำแสงจะอยู่ในรูปของช่องสปาร์ค

โคโรนายังเกิดขึ้นได้บนสายไฟของสายไฟฟ้าแรงสูง และปรากฏการณ์นี้นำไปสู่การสูญเสียพลังงานไฟฟ้า ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ไปกับการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าและส่วนหนึ่งมาจากการแผ่รังสี

โคโรนาบนตัวนำของเส้นเกิดขึ้นเมื่อความแรงของสนามเกินค่าวิกฤต

โคโรนาทำให้เกิดลักษณะของฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นในเส้นโค้งปัจจุบัน ซึ่งสามารถเพิ่มอิทธิพลรบกวนของสายไฟบนสายสื่อสารและองค์ประกอบที่ใช้งานของกระแสในสายได้อย่างมาก เนื่องจากการเคลื่อนที่และการทำให้ประจุอวกาศเป็นกลาง

หากเราเพิกเฉยต่อแรงดันไฟฟ้าตกในชั้นโคโรนา เราสามารถสรุปได้ว่ารัศมีของสายไฟและดังนั้นความจุของสายไฟจึงเพิ่มขึ้นเป็นระยะ และค่าเหล่านี้จะผันผวนตามความถี่ที่มากกว่าความถี่ของเครือข่าย 2 เท่า ( ระยะเวลาของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะสิ้นสุดลงในครึ่งช่วงของความถี่ในการทำงาน)

เนื่องจากปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศมีอิทธิพลอย่างมากต่อการสูญเสียพลังงานกับโคโรนาในเส้น จึงควรคำนึงถึงประเภทสภาพอากาศหลักต่อไปนี้เมื่อคำนวณการสูญเสีย: สภาพอากาศปกติ ฝน น้ำแข็ง หิมะ

เพื่อต่อสู้กับปรากฏการณ์นี้ ตัวนำของสายไฟจะถูกแบ่งออกเป็นหลายส่วนขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของสายไฟ เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าเฉพาะที่ใกล้กับตัวนำและป้องกันการก่อตัวของโคโรนาตามหลักการ

เนื่องจากการแยกตัวนำ ความแรงของสนามจะลดลงเนื่องจากพื้นที่ผิวของตัวนำที่แยกออกมามีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อเทียบกับพื้นที่ผิวของตัวนำเดี่ยวที่มีหน้าตัดเดียวกัน และประจุของตัวนำที่แยกจากกันจะเพิ่มขึ้น ในจำนวนที่น้อยกว่าพื้นที่ผิวของตัวนำ

รัศมีเส้นลวดที่เล็กลงทำให้การสูญเสียโคโรนาเพิ่มขึ้นช้าลง การสูญเสียโคโรนาที่น้อยที่สุดจะเกิดขึ้นเมื่อระยะห่างระหว่างตัวนำในเฟสคือ 10 - 20 ซม. อย่างไรก็ตามเนื่องจากอันตรายของการเติบโตของน้ำแข็งบนมัดตัวนำเฟสซึ่งจะส่งผลให้แรงดันลมบนเส้นเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ระยะที่ใช้สำหรับ 40-50 ซม.

นอกจากนี้ วงแหวนป้องกันโคโรนายังใช้กับสายส่งไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งเป็นทอร์รอยด์ที่ทำจากวัสดุนำไฟฟ้า ซึ่งมักจะเป็นโลหะ ซึ่งติดอยู่กับขั้วหรือชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์ไฟฟ้าแรงสูงอื่นๆ

บทบาทของวงแหวนโคโรนาคือการกระจายความชันของสนามไฟฟ้าและลดค่าสูงสุดของมันให้ต่ำกว่าเกณฑ์ของโคโรนา ดังนั้นจึงป้องกันการปลดปล่อยโคโรนาได้อย่างสมบูรณ์หรืออย่างน้อยผลกระทบการทำลายล้างของการปล่อยจะถูกถ่ายโอนจากอุปกรณ์ที่มีค่าไปยัง แหวน.

การปล่อยโคโรนาพบการใช้งานจริงในเครื่องกรองก๊าซไฟฟ้าสถิต เช่นเดียวกับการตรวจจับรอยร้าวในผลิตภัณฑ์ในเทคโนโลยีการทำสำเนา — เพื่อชาร์จและปล่อยตัวนำแสงและถ่ายโอนผงสีไปยังกระดาษ นอกจากนี้ การปล่อยโคโรนายังสามารถใช้เพื่อกำหนดความดันภายในหลอดไส้ (ตามขนาดของโคโรนาในหลอดที่เหมือนกัน)