Есептік – графикалық жұмыс №1

Электродтардың полярлығының тесілген кернеуге әсерін, кедергінің тесілген кернеуге әсерін графикалық түрде сипаттаңыз және елестетіңіз

жүктеу/скачать 275,79 Kb. бет 4/6 Дата 06.03.2023 өлшемі 275,79 Kb. #72003

Электродтардың полярлығының тесілген кернеуге әсерін, кедергінің тесілген кернеуге әсерін графикалық түрде сипаттаңыз және елестетіңіз. Біртекті емес өрісте Uпр электродтардың полярлығына да әсер етеді. Сонымен, қисықтық радиусы төмен электродтар үшін Uпр оң полярлықта теріс полярлыққа қарағанда төмен болады. Бұл тәждік разрядтың дамуы нәтижесінде нүктеде оң көлемдік зарядтың пайда болуына байланысты, бұл аралықтың қалған бөлігінде өріс кернеулігінің жоғарылауына әкеледі. Сурет. 5.12. Ену кернеуінің тәуелділігі Uпр.макс ауа (1) және неон (2) бастап газ қысымының көбейтіндісінен Р электродтар арасындағы қашықтыққа Н Жеткілікті жоғары жиілікте бос электрондар ұзақ қашықтыққа жылжып, электродтарға жетеді. Тербелістердің жарты кезеңі кезінде үлкен массасы бар иондардың айтарлықтай қашықтыққа ауысуға уақыты жоқ және электрод аралық кеңістіктегі оң иондардың концентрациясы өсіп, "көлемдік заряд"деп аталатын пайда болады. Сондықтан ондаған килогерцтен асатын жиіліктерден бастап иондардың молекулалармен соқтығысу ықтималдығы артады және газдардың электрлік беріктігі төмендейді (5.13-сурет). Электр өрісі жиілігінің одан әрі өсуі жарты кезең ішінде оң иондардың айтарлықтай қашықтыққа жылжуға уақыты ғана емес, сонымен қатар электрондардың электрод аралық кеңістіктен ұшуға уақыты болмайтындығына әкеледі. Сурет. 5.13. Газдың электр беріктігінің электр өрісінің жиілігіне тәуелділігі Біртекті емес өрістегі газдың (ауаның) бұзылуының алдында тәж разряды немесе толық емес бұзылу болып табылатын тәж болады. Тәж Uк кернеуінде пайда болады, ол Uпр(Uкпр) - ден төмен, қисықтық радиусы аз электродтың жанында, үшкір металл жиектерінде және т.б.; ол үзік-үзік көкшіл жарқыл түрінде байқалады және тән дыбыспен (жылдау немесе сықырлау) жүреді. Кернеудің жоғарылауымен тәж разряды ұшқынға, содан кейін кернеу көзінің жеткілікті қуатымен — доғалық разрядқа ауысады. Күрт біртекті емес өріс тудыратын таяқша-жазықтық типті электродтар жағдайында газдардың Uпр өзектің оң полярлығында ең аз және өзектің теріс полярлығында ең үлкен болады (5.14-сурет). Бұл келесідей түсіндіріледі. Жоғарыда айтылғандай, ауа саңылауының бұзылуынан бұрын тәж разряды болады. Алынған электрондар оң иондарға қарағанда үлкен (~1000 есе) қозғалғыштыққа ие, корона қабатынан тез кетеді және көлемдік оң заряд пайда болады. Электрод нүктесінің жанында пайда болған көлемдік оң заряд ауа кеңістігінің кернеу мөлшеріне әр түрлі әсер етеді. Егер өзек түріндегі электродта оң потенциал болса, онда көлемдік оң заряд тәждің сыртқы аймағындағы өріс кернеулігінің жоғарылауына әкеледі және бұзылу Uпр мәні төмен болған кезде пайда болады. Егер штангада теріс потенциал болса, онда көлемдік оң заряд тәждің сыртқы аймағындағы өріс кернеуін азайтады және ауа кеңістігінің бұзылуы Uпр мәнінен жоғары болады. Импульс ұзақтығының төмендеуімен (кернеу жиілігінің жоғарылауымен) Uпр мәндерінің арасындағы айырмашылықпр өзектің полярлығына байланысты азаяды. Шамасы Uпр, біртекті емес өрістегі жоғары жиіліктегі газдың сынуы кезінде (біртекті өрістегі бұзылудан айырмашылығы) қарағанда едәуір төмен Uпр тұрақты кернеуде немесе өнеркәсіптік жиілік кернеуінде. Сурет. 5.14. Ауаның ену кернеуінің Uпр электродтар арасындағы h қашықтығына тәуелділігі (өріс біртекті емес). Ауа ылғалдылығының жоғарылауымен біртекті емес өрістерде ену кернеуі Uпр артады. Мұны су молекулаларының бос электрондарды ұстап, отырықшы теріс иондарға айналу қабілетінің жоғарылауымен түсіндіруге болады. Нәтижесінде электрод аралық кеңістіктегі иондаушы электрондардың саны азаяды, сондықтан разряд кернеуі" артады. Ауаның абсолютті ылғалдылығы екі есе артқан кезде 50 Гц жиіліктегі Uпр 10% - ға артады деп болжауға болады. Беттік разряд. Егер электрод аралық кеңістіктегі электр өрісі біркелкі болса, онда бұзылу кез-келген жерде және ең жоғары кернеуде болуы мүмкін. Егер 5.15-суретте көрсетілгендей қатты диэлектрик біртекті өріске енгізілсе.а, содан кейін электр разряды ауада қатты диэлектриктің бетінде және басқалары тең болған кезде, төмен кернеуде болады. Бұл жағдайда Uр разряд кернеуі бірқатар факторларға және ең алдымен қатты диэлектриктің физика-химиялық қасиеттеріне, үлгі бетінің күйіне және оның өріс сызықтарына қатысты орналасуына, ауа ылғалдылығына, қолданылатын өрістің пішіні мен жиілігіне, электродтардың қатты диэлектрикке жабысу тығыздығына және олардың арасындағы қашықтыққа байланысты болады. а б Сурет. 5.15 қатты диэлектриктен (1) және ауадан (2) тұратын электр оқшаулау құрылымында Е векторының сызықтарын бөлу: а — өрістің күш сызықтары параллель бағытталған, б — диэлектриктердің интерфейсіне перпендикуляр. Қатты диэлектриктің табиғатына байланысты біртекті және біртекті емес электр өрістеріндегі электродтар арасындағы L арақашықтығына Uр тәуелділік қисықтары (ε диэлектрлік өткізгіштігінің шамасы және -нің меншікті беттік электр өткізгіштігі) 5.16-суретте көрсетілген. Суреттен электродтар арасындағы қашықтықтың ұлғаюымен Uр әртүрлі химиялық сипаттағы қатты диэлектриктерде бірдей өспейтінін көруге болады. Ең жоғары Uр молекулалық құрылымның полярлы емес қатты диэлектриктерінің беті бойымен разрядтау кезінде байқалады. Полярлы диэлектриктерде Uр полярлы емес диэлектриктерге қарағанда төмен, ал қатты диэлектриктің ε және мөлшері неғұрлым үлкен болса және оның ылғалдандыру бұрышы аз болса. Иондық құрылымды диэлектриктерде (5.16-суретті қараңыз. а), 3 және 4 қисықтар) құрамында сілтілі металл иондары бар, сондықтан беттік электр өткізгіштігі жоғары, up молекулалық құрылымдағы полярлық диэлектриктерге қарағанда одан да төмен. Электродтардың қатты диэлектриктің бетіне нашар жабысуы кезінде Up әсіресе айтарлықтай төмендейді (5 қисық). Бұл жағдайда электрод аралық кеңістіктегі электр өрісі біртекті емес болады, нәтижесінде разряд кернеуі төмендейді. Қатты диэлектриктің бетінде мономолекулалық қабаттан және одан да көп ауадан конденсацияланған ылғалдың үздіксіз немесе үзік-үзік пленкасы пайда болатыны анықталды, бұл өрістің біркелкілігін бұзады, сондықтан Up төмендейді. Бұл жағдайда электр разряды іс жүзінде біртекті емес өрісте болады. Сонымен қатар, су пленкасының электр өткізгіштігі неғұрлым көп болса, соғұрлым Up төмен болады. а б в Сурет. 5.16. Диэлектриктердің бетіндегі ауадағы Up разряд кернеуінің біртекті өрістегі (А) және біртекті емес өрістегі (б) электродтар арасындағы L қашықтыққа және ε(I) диэлектрлік өткізгіштік шамасына және қатты диэлектриктің (в) γs (II) меншікті беттік электр өткізгіштігіне тәуелділігі: а, б — үлгілердің диаметрі 50 мм; 1 — парафин, 2-бакелит, 3-фарфор, 4-шыны, 5-Фарфор және электродтардың нашар байланысы бар шыны, 6-ауа аралығы; в-дөңгелек жиектері бар жазық параллельді электродтар, үлгілердің диаметрі 45 мм, биіктігі 30 мм, Т=20°С; U— PTFE, 2— PE, 3— PS, 4— PMMA, 5 — винипласт, B— ағаш, 7— гетинакс, 8-ауа аралығы. Егер қатты диэлектриктің беті қатты кедір-бұдыр болса және жарықтар болса, онда бұл жерлерде ауа микро саңылаулары пайда болады, олар қатты диэлектрикпен қатар қосылады. Диэлектрлік ауа өткізгіштігі мен қатты диэлектриктің әртүрлі мәндеріне байланысты микро саңылаулардағы өріс кернеулігі жоғарылайды және бастапқы кернеуге жеткенде ауа қосындыларының иондануын тудырады. Иондану, өз кезегінде, өрістің біртекті еместігін арттырудың және Up төмендеуінің қосымша факторына айналады. Up төмендеуіне басқа факторлар да әсер етеді. Ауада әрқашан бос оң және теріс иондар болатыны белгілі. Сондықтан қатты диэлектриктердің бетінде, тіпті өте құрғақ ауада да бір белгінің иондарының қабаты, ал оның үстінде, ауада-қарама-қарсы белгінің иондарының қабаты пайда болады. Қолданылатын кернеудің әсерінен бұл иондар су иондарымен бірге қарама-қарсы зарядталған электродтарға ауысады, көлемдік зарядтардың пайда болуына қатысады. Электродтарда пайда болатын көлемдік зарядтардың мөлшеріне тек беттік электр өткізгіштігі ғана емес, сонымен қатар кернеудің әсер ету ұзақтығы да әсер етеді. Қысқа импульстар мен жоғары жиіліктерде (ƒ> 50 кГц) иондардың аз саны ауысып үлгереді, сондықтан электр өрісі әлсіз бұрмаланады, сондықтан Up аздап төмендейді. жүктеу/скачать 275,79 Kb. Достарыңызбен бөлісу: