当前位置:文档之家› 尖端放电小论文

尖端放电小论文

尖端放电小论文
尖端放电小论文

尖端放电

尖端放电是在高电压作用下,电极尖端部位的电场强度超过一定数值后产生的电晕放电现象。

在强电场作用下,物体表面曲率大的地方(如尖锐、细小物的顶端),等电位面密,电场强度剧增,致使它附近的空气被电离而产生气体放电,此现象称电晕放电。尖端放电为电晕放电的一种,专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。故要观察尖端放电的现象,除了要有足够高的电压外,还必须有适当的形状配合,才容易做到。

就像课上学习的一样,导体表面的电荷分布于导体的形状有关。理论上,导体的曲率越大,导体表面的电荷密度就越大。尖端放电的原理也正于此有关。物体尖锐处曲率大,电力线密集,因而电势梯度大,致使其附近部分气体被击穿而发生放电。如果物体尖端在暗处或放电特别强烈,这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕。

尖端放电其实很常见。而在演示实验中,我们也接触到好几种模拟实验,如静电滚筒,旋转风车,避雷针模型,电风吹火等。

尖端放电的形式主要有电晕放电和火花放电两种。在导体带电量较小而尖端又较尖时,尖端放电多为电晕型放电。这种放电只在尖端附近局部区域内进行,使这部分区域的空气电离,并伴有微弱的荧光和嘶嘶声。因放电能量较小,这种放电一般不会成为易燃易爆物品的引火源,但可引起其它危害。在导体带电量较大电位较高时,尖端放电多为火花型放电。这种放电伴有强烈的发光和破坏声响,其电离区域由尖端扩展至接地体(或放电体),在两者之间形成放电通道。由于这种放电的能量较大,所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。

它还和环境状况有关。环境温度越高越容易放电。环境湿度越低越容易放电。

而在我们的日常生活中,还是有很多东西应用到尖端放电这个现象的。避雷针是最常见的例子,而除此之外还有打火炉、打火机、沼气灯的点火装置等。

这里我拿打火机为例子,一般打火机的点火装置就是对尖端放电的一种应用。较高档的打火机内部没装火石,它们的点火装置大同小异,大多数是靠压电陶瓷通过尖端放电点火的。有些固体电介质由于晶格点阵的特殊结构,会产生一种特殊现象。即当晶体发生机械形变(如压缩、伸长)时会产生极化,而在相对的两面上产生异号束缚电荷。这种现象叫压电现象。除一些压电晶体外,有一种陶瓷经外加电场作用一定时间后,其内部的小晶粒电矩会转到电场方向上,把电场去掉后,电矩仍基本保持沿电场方向排列,因此使陶瓷表面出现极化电荷,从而具有压电效应,这种陶瓷叫压电陶瓷,

如图1(a)所示。由于陶瓷与周围的空气接触,这些电荷被降落在晶体表面的空气中的正负离子中和,如图1(b)所示,因此它不显出电效应。若陶瓷一旦被压缩,电矩取向发生变化,其极化电荷减少,与表面的正负离子中和程度降低,使降落在陶瓷表面的正负电荷增多。这些电荷可通过尖端放电产生电火花,打火机正是靠这火花将燃气

点燃的.

如某一型号的防风打火机的点火过程,其点火装置如图2(a)所示。打火按钮下有一方形小套A,内装一个连着冲击弹簧E的冲击小砧。小方套A又通过复位弹簧F装在大方套B 中,并使得冲击小砧旁的限位杆恰好进入B方套的限位孔C中,B万套的底部装一个圆柱状的压电陶瓷。当按钮下压时,由于限位杆H的作用,小方套A往下运动而冲击小砧J被卡在C孔处,从而使冲击弹簧受压缩,如图2(b)所示。当小方套A的斜槽K部分滑到限位杆上时,斜槽边缘压迫限位杆把限位杆推出限位孔C,如图2(C)所示。此时弹簧迅速恢复原长从而带动冲击小砧撞击压电陶瓷M,使陶瓷表面的正负电荷迅速增多,这些电荷通过尖端D向喷气孔G放电,与此同时喷气孔在联动开关作用下喷出燃气N,放电火花就将燃气点燃。

对于这类打火机的改进空间较小。但这仍为一种较为实用的打火方法。

辉光放电

辉光放电(Glow discharge) 辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式,应用也最广泛。比如,一般的气体激光器(He-Ne 激光器、CO2激光器等)、常用光源(荧光灯)、空心阴极光谱灯等。同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式,所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。 §6.1 辉光放电的产生及典型条件 最简单的辉光放电的结构如图6.1(a)。调节电源电压E或限流电阻R,就会得到如图6.1(b)的V-A 特性曲线。管电压U调节到等于着火电压U b时,放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电,此时,放电电流I会继续增大,管压降U下降,进入辉光放电区。放电管发出明亮的辉光,其颜色由放电气体决定。限流电阻R应比较大,以保证放电稳定在辉光放电区。如果限流电阻R很小,放电很容易进入弧光放电区。 辉光放电的特点:比较高的放电管电压U(几百~几千V),小的电流I(mA量级); 弧光放电的特点:很低的放电电压U(几十V),大电流放电I(A量级甚至更大)。 辉光放电的典型条件: ①放电间隙中的电场分布比较均匀,至少没有很大的不均匀性;例如He-Ne激光器的放电管内电场近似 均匀。 ②放电管内气体压强不是很高,要求满足(Pd)Ubmin<Pd<200Kpa cm(巴邢曲线的右支),d---放电管内 电极间距,(Pd)Ubmin--巴邢曲线最低点U bmin对应的Pd值。一般P=4Pa~14Kpa时,可出现正常辉光放电,而Pd>200Kpa cm时,非自持放电通常会过渡到火花放电或丝状放电; ③放电回路中的电源电压和限流电阻准许放电管的放电电流工作在mA量级,且电源电压应高于着火电 压U b,否则不能起辉。

第六章、辉光放电(Glow discharge)

第六章、辉光放电(Glow discharge) 辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式,应用也最广泛。比如,一般的气体激光器(He-Ne 激光器、CO2激光器等)、常用光源(荧光灯)、空心阴极光谱灯等。同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式,所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。 §6.1 辉光放电的产生及典型条件 最简单的辉光放电的结构如图6.1(a)。调节电源电压E或限流电阻R,就会得到如图6.1(b)的V-A 特性曲线。管电压U调节到等于着火电压U b时,放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电,此时,放电电流I会继续增大,管压降U下降,进入辉光放电区。放电管发出明亮的辉光,其颜色由放电气体决定。限流电阻R应比较大,以保证放电稳定在辉光放电区。如果限流电阻R很小,放电很容易进入弧光放电区。 辉光放电的特点:比较高的放电管电压U(几百~几千V),小的电流I(mA量级); 弧光放电的特点:很低的放电电压U(几十V),大电流放电I(A量级甚至更大)。 辉光放电的典型条件: ①放电间隙中的电场分布比较均匀,至少没有很大的不均匀性;例如He-Ne激光器的放电管内电场近似 均匀。 ②放电管内气体压强不是很高,要求满足(Pd)Ubmin<Pd<200Kpa cm(巴邢曲线的右支),d---放电管内 电极间距,(Pd)Ubmin--巴邢曲线最低点U bmin对应的Pd值。一般P=4Pa~14Kpa时,可出现正常辉光放电,而Pd>200Kpa cm时,非自持放电通常会过渡到火花放电或丝状放电; ③放电回路中的电源电压和限流电阻准许放电管的放电电流工作在mA量级,且电源电压应高于着火电 压U b,否则不能起辉。

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档