Elektrik boşalması- Herhangi bir elektrikli cisim tarafından elektrik kaybı, yani bu bedenin radyasyonu çeşitli şekillerde meydana gelebilir, bunun sonucunda radyasyona eşlik eden olaylar doğada çok farklı olabilir. R.'nin tüm çeşitli formları üç ana türe ayrılabilir: R. elektrik akımı biçiminde veya R. iletken, R. konvektif ve R. süreksiz. R. akım şeklinde elektrikli bir cismin toprağa veya boşaltma gövdesindeki elektriğe eşit miktarda ve zıt işaretli elektriğe sahip başka bir gövdeye iletkenler ve hatta yalıtkanlar aracılığıyla, ancak yüzeyi elektriği ileten bir katmanla kaplanmış yalıtkanlar aracılığıyla bağlandığı zaman meydana gelir, Örneğin . yüzey ıslak veya kirli. Bu durumlarda olur tam R. belirli bir gövdenin süresi ve bu R.'nin süresi, R.'nin meydana geldiği iletkenlerin direnci ve şekli (bkz. Kendiliğinden indüksiyon) ile belirlenir. İletkenlerin direnci ve kendi kendine indüksiyon katsayısı ne kadar düşükse, R o kadar hızlı olur. vücutta meydana gelir. Vücut kısmen boşaldı, yani R. oluşur tamamlanmamış, iletkenlerle elektriklendirilmemiş veya kendisinden daha az elektrikle donatılmamış başka bir gövdeye bağlandığında. Bu durumlarda vücuttan ne kadar çok elektrik kaybedilirse, iletkenler aracılığıyla kendisine bağlanan vücudun kapasitesi de o kadar artar. Akım formunda radyasyona eşlik eden olaylar, sıradan galvanik elemanlar tarafından uyarılan elektrik akımının neden olduğu olaylarla niteliksel olarak aynıdır. R. gelenekselİyi yalıtılmış bir gövde, elektriklenebilen ve elektriksel kuvvetlerin etkisi altında bu ortamda hareket edebilen parçacıklar içeren sıvı veya gazlı bir ortamda olduğunda meydana gelir. R. patlayıcı - bu, bedenin R.'sidir ya toprağa ya da elektriği iletmeyen bir ortam aracılığıyla zıt şekilde elektriklenen başka bir gövdeye. Bu fenomen, sanki iletken olmayan ortam, vücudun elektrifikasyonunun etkisi altında içinde ortaya çıkan gerilimlerin etkisine teslim oluyor ve elektriğe bir yol sağlıyormuş gibi ortaya çıkar. Bu tür süreksiz R.'ye her zaman ışık olgusu eşlik eder ve çeşitli biçimlerde ortaya çıkabilir. Ancak süreksiz R.'nin tüm bu biçimleri üç kategoriye ayrılabilir: R. bir kıvılcım yardımıyla R. bir fırça kullanarak, R. parlaklık veya sessizlik eşliğinde P. Tüm bu R., kısa süreye rağmen her biri birkaç R.'nin birleşimini temsil etmesi açısından birbirine benzer, yani bu R. ile vücut elektriğini sürekli olarak değil, aralıklı olarak kaybeder. biçim. R. bir kıvılcım yardımıyla çoğu durumda salınımlıdır (bkz. Salınımlı R.). R. bir gazın içinde bulunan elektrikli bir gövde bir kıvılcım yardımıyla oluştuğunda hatırı sayılır Esneklik veya bir sıvı içinde, yeterince yakın olan, elektriği ileten ve yere bağlı veya bu cismin karşısında elektriklenen başka bir cisim bulunur. Bu tür iki gövde arasında bir tür katı yalıtkan tabakası olduğunda da bir kıvılcım oluşabilir. Bu durumda kıvılcım bu katmanı delip geçerek içinde bir delik ve çatlaklar oluşturur. Kıvılcıma her zaman, üretildiği ortamın hızlı bir şekilde çarpması sonucu oluşan özel bir çatırtı sesi eşlik eder. Kıvılcım kısa olduğunda hafif, düz bir çizgi gibi görünür. Bu hattın kalınlığı, elektriklenen gövdenin bu kıvılcım yardımıyla kaybettiği elektrik miktarına göre belirlenir. Kıvılcımın boyu arttıkça incelir ve aynı zamanda düz çizgi görünümünden saparak zikzak çizgi şeklini alır ve daha sonra daha da uzadıkça dallanarak fırça şekline dönüşür. (Tablo, Şekil 1). Dönen bir aynanın yardımıyla, ortaya çıkan kıvılcımın aslında belirli bir süre sonra birbirini takip eden çok sayıda bireysel kıvılcımdan oluştuğu keşfedilebilir. Ortaya çıkan kıvılcımın uzunluğu veya sözde biraz mesafe, Bu kıvılcımın aralarında üretildiği cisimler arasındaki potansiyel farkına bağlıdır. Ancak iki cisim arasında aynı potansiyel farkı olsa bile aralarında oluşan kıvılcımın uzunluğu bu cisimlerin şekline bağlı olarak bir miktar değişir. Bu nedenle, belirli bir potansiyel farkı için kıvılcım, iki disk arasında oluştuğunda, iki top arasında atlaması gereken duruma göre daha uzundur. Ve farklı toplar için kıvılcım aynı uzunlukta değildir. İki topun boyutu ne kadar farklı olursa, o kadar uzun olur. Belirli bir potansiyel farkta, en kısa kıvılcım elde edilir, yani kıvılcımın aynı büyüklükteki iki top arasında elde edilmesi durumunda en küçük deşarj mesafesi elde edilir. Gaz esnekliğindeki bir değişikliğin, belirli uzunlukta bir kıvılcım oluşturmak için gereken potansiyel farkın büyüklüğü üzerinde çok büyük bir etkisi vardır. Gaz esnekliği azaldıkça bu potansiyel farkı da azalır. Kıvılcımın meydana geldiği gazın doğası, gerekli potansiyel farkının büyüklüğü üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Aynı kıvılcım uzunluğu ve aynı gaz esnekliği için bu potansiyel farkı hidrojen için en küçük, hava için daha büyük ve karbonik asit için daha da büyüktür. Bir sıvıda kıvılcım üretmek için, aynı kıvılcımı gazda üretmekten daha büyük bir potansiyel farkı gerekir. Aralarında kıvılcımın oluştuğu cisimlerin maddesi, kıvılcımın oluşması için gerekli potansiyel farkı üzerinde çok küçük bir etkiye sahiptir. Havadaki veya başka bir gazdaki kısa kıvılcım uzunlukları için kıvılcımı oluşturan potansiyel farkı, kıvılcımın uzunluğuyla çok yakından orantılıdır. Büyük kıvılcım uzunlukları için kıvılcım uzunluğu ile bunun için gerekli olan potansiyel fark arasındaki ilişki o kadar basit değildir. Bu durumda potansiyel fark arttıkça kıvılcım uzunluğu potansiyel farkın artmasından daha hızlı artar. Aşağıdaki tablo, kıvılcımların uzunluğunu ve bunlara karşılık gelen potansiyel farkları ifade etmeye yönelik verileri içerir (kıvılcımlar iki disk arasında oluşur, biri hafif dışbükey bir yüzeye sahiptir).
| Kıvılcım uzunluğu, stm cinsinden | Volt cinsinden potansiyel fark |
| 0,0205 | 1000 |
| 0,0430 | 2000 |
| 0,0660 | 3000 |
| 0,1176 | 5000 |
| 0,2863 | 10000 |
| 0,3378 | 11300 |
ELEKTRİK BOŞALMASI.
Normal koşullar altında, ister hava ister gümüş buharı olsun, herhangi bir gaz yalıtkandır. Elektrik alanının etkisi altında bir akımın ortaya çıkabilmesi için gaz moleküllerinin bir şekilde iyonize olması gerekir. Gazdaki deşarjların dış belirtileri ve özellikleri son derece çeşitlidir; bu, akımın gazdan geçişini belirleyen çok çeşitli parametreler ve temel süreçlerle açıklanmaktadır. Birincisi gazın bileşimini ve basıncını, deşarj alanının geometrik konfigürasyonunu, dış elektrik alanının frekansını, akım gücünü vb. içerir; ikincisi ise gaz atomlarının ve moleküllerinin iyonizasyonunu ve uyarılmasını, gazın rekombinasyon etkilerini içerir. ikinci tür, yük taşıyıcılarının elastik saçılması, çeşitli emisyon elektronları türleri. Bu kadar çeşitli kontrol edilebilir faktörler, gaz deşarjlarının çok geniş bir şekilde kullanılması için ön koşulları oluşturur.
İyonlaşma potansiyeli, bir atom veya iyondan bir elektronu uzaklaştırmak için gereken enerjidir.
Atomların fotoiyonlaşması. Atomlar, enerjisi atomun iyonlaşma potansiyeline eşit veya ondan daha büyük olan ışık kuantumunu emerek iyonlaşabilir.
Yüzey iyonizasyonu. Adsorplanan bir atom, ısıtılmış yüzeyi hem atomik hem de iyonize halde bırakabilir. İyonlaşma için, yüzeyden gelen iş fonksiyonunun, adsorbe edilen atomun (tungsten ve platin üzerindeki alkali metaller) değerlik elektronu seviyesinin iyonlaşma enerjisinden daha büyük olması gerekir.
İyonizasyon işlemleri yalnızca çeşitli gaz deşarjlarını harekete geçirmek için değil, aynı zamanda çeşitli kimyasal reaksiyonları yoğunlaştırmak ve elektrik ve manyetik alanları kullanarak gaz akışlarını kontrol etmek için de kullanılır.
GİBİ. N 444818: Çeliği oksitleyici bir atmosferde ısıtmak için bir yöntem olup özelliği, karbon gidermeyi azaltmak amacıyla ısıtma işlemi sırasında iyonize atmosferlerin kullanılmasıdır.
GİBİ. 282684: Bir vakum hacmine salınan küçük gaz akışlarını ölçmek için bir yöntem olup özelliği, ölçüm doğruluğunu arttırmak amacıyla, gazın fırlatılmadan önce iyonize edilmesi ve homojen bir tam ışın haline getirilmesi ve ardından iyon ışınının içeri girmesidir. metal bir hedef üzerinde nötrleştirildiği vakum hacmi ve gaz akışının büyüklüğü iyon ışın akımından değerlendirilir.
Tipik olarak, elektrik alanının sınır konfigürasyonunu oluşturan ve yüklü parçacıkların kaynağı ve yutucusu olarak önemli bir rol oynayan iletken elektrotlar arasında bir gaz deşarjı meydana gelir. Ancak elektrotların varlığı gerekli değildir (yüksek frekanslı toroidal yük).
Yeterince yüksek basınçlarda ve boşaltma aralığı uzunluklarında gazlı ortam, boşaltmanın oluşmasında ve ilerlemesinde ana rolü oynar. Deşarj akımının korunması, kademeli iyonizasyon işlemleri nedeniyle düşük akımlarda ve termal iyonizasyon nedeniyle yüksek akımlarda meydana gelen denge gaz iyonizasyonunun korunmasıyla belirlenir.
Gaz basıncı ve boşaltma aralığının uzunluğu azaldıkça elektrotlar üzerindeki işlemler giderek daha önemli bir rol oynamaktadır. P =0,02..0,4 mmHg/cm'de elektrotlar üzerindeki işlemler belirleyici hale gelir.
Soğuk elektrotlar ve oldukça düzgün bir alan arasındaki düşük deşarj akımlarında, ana deşarj türü, önemli bir (50 - 400 V) katot potansiyeli düşüşü ile karakterize edilen bir akkor deşarjdır. Bu tür deşarjdaki katot, yüklü parçacıkların ve ışık kuantumunun etkisi altında elektronlar yayar ve termal olaylar, deşarjın sürdürülmesinde bir rol oynamaz.
ABD Patenti 3,533,434: Delikli bir ortamdan bilgi okumaya yönelik bir cihaz, ucuz ve aynı zamanda oldukça güvenilir olan akkor deşarjlı lambaları kullanır. Lambaların bilgi taşıyıcının deliklerinden titreşimli bir ışık kaynağı ile aydınlatılması, bazılarının ateşlenmesine neden olur ve bu, ışık darbesinin kaybolmasından sonra da devam eder. Böylece akkor deşarjlı lambalar bilgi depolama olanağı sağlar ve ek bir depolama cihazına ihtiyaç duymaz.
Korona deşarjı sırasında deşarj boşluğuna moleküler gazların karışması çizgilerin oluşmasına yol açar; elektrik alanı gradyanı boyunca yer alan koyu ve açık şeritler.
Oldukça homojen olmayan bir elektrik alanında ve önemli (P> 100 mmHg) basınçta oluşan ışıltılı deşarja korona deşarjı denir. Korona deşarj akımı, elektron çığlarının neden olduğu darbelerin karakterine sahiptir. Darbelerin oluşma sıklığı 10-100 kHz'dir.
En az birkaç amperlik bir akım gücünde bir ark deşarjı gözlenir. Bu tip deşarj, düşük (10 V'a kadar) katot potansiyeli düşüşü ve yüksek akım yoğunluğu ile karakterize edilir. Ark deşarjı için katottan yüksek elektron emisyonu ve plazma kolonunda termal iyonizasyon esastır. Ark spektrumu genellikle katot malzemesi çizgilerini içerir.
Gibi. 226 729: Paschen eğrisinin sol kolu bölgesine karşılık gelen düşük gaz basıncında içi boş bir katotlu bir gaz deşarj aralığı kullanılarak alternatif akımın doğrultulmasına yönelik bir yöntem olup özelliği, düzeltilmiş akımın arttırılması ve voltajın düşürülmesidir. Dönemin iletken kısmındaki düşüş, anottaki pozitif potansiyel ile anot-içi boş katot sistemini ark deşarj moduna geçirir.
Bir kıvılcım deşarjı, elektrotlar arasında iletken bir kanal oluşturan kendi kendine yayılan elektron çığları olan şeritlerin oluşumuyla başlar. Kıvılcım deşarjının ikinci aşaması - ana deşarj - flama tarafından oluşturulan kanal boyunca meydana gelir ve özellikleri ark deşarjına yakındır, elektrotların kapasitansı ve yetersiz güç kaynağı ile zamanla sınırlıdır. 1 atm basınçta. Bu tip deşarjlarda elektrotların malzemesi ve durumu arıza voltajını etkilemez.
Kıvılcım bozulmasının meydana gelmesine karşılık gelen küresel elektrotlar arasındaki mesafe, genellikle yüksek voltajları ölçmek için kullanılır.
Gibi. 272 663: Makropartiküllerin yüklü bir yüzeye uygulanarak boyutunun belirlenmesine yönelik bir yöntem olup özelliği, ölçümün doğruluğunu arttırmak amacıyla, yüklü yüzey ile partikül arasındaki elektriksel bozulmaya eşlik eden ışık parlamasının yoğunluğunun belirlenmesidir. ona yaklaşma belirlenir ve parçacığın boyutu yoğunluğa göre değerlendirilir.
Torç deşarjı, yüksek frekanslı tek elektrotlu deşarjın özel bir türüdür. Atmosfer basıncına yakın veya üzerindeki basınçlarda, torç çıkışı mum alevi şekline sahiptir. Bu tür deşarj, kaynak gücünün yeterli olması koşuluyla 10 MHz frekanslarında mevcut olabilir.
Yüklü bir ucu incelerken, ilginç bir etki gözlenir - uçtan yük akışı adı verilen etki. Gerçekte herhangi bir akıntı yoktur. Bu fenomenin mekanizması şu şekildedir: Ucun yakınındaki havada bulunan küçük miktarlardaki serbest yükler hızlanır ve gaz atomlarına çarparak onları iyonlaştırır. Uçla aynı işarete sahip iyonların alan tarafından dışarı itildiği ve gaz atomlarını da beraberlerinde sürüklediği bir uzay yükü bölgesi yaratılır. Atomların ve iyonların akışı, yüklerin birlikte aktığı izlenimini yaratır. Bu durumda uç boşaltılır ve aynı zamanda uca yönlendirilen bir darbe alır.
Korona deşarjının kullanımına ilişkin birkaç örnek:
Gibi. 485 282: Hava besleme ve egzoz için bir tepsi ve borular içeren bir mahfaza ve akışlardan birinden sulanan kanalların bulunduğu mahfaza içine yerleştirilmiş bir ısı eşanjörü içeren bir iklimlendirme cihazı olup, özelliği, hava soğutma derecesini arttırmak amacıyla buharlaşmayı yoğunlaştırarak, korona suyu ısı eşanjörünün sulanan kanallarının ekseni boyunca elektrotlar yerleştirilir, yalıtkanlar kullanılarak topraklanmış bir gövdeye bağlanır ve voltaj kaynağının negatif kutbuna bağlanır.
GİBİ. 744429: Elli mikrondan ince tel çapları için korona deşarj ölçer. Bilindiği gibi iletkene yüksek gerilim uygulandığında iletkenin etrafında ışıklı halka şeklinde bir korona deşarjı ortaya çıkar. İletkenin kesitini belirlerken korona deşarjının çok özel özellikleri olacaktır. Kesit değiştirildiği anda korona deşarjının özellikleri anında değişir.
Yaşadığımız yüzyıla elektriğin çağı denilebilir. Bilgisayarların, televizyonların, arabaların, uyduların, yapay aydınlatma cihazlarının işleyişi, kullanıldığı örneklerin sadece küçük bir kısmıdır. İnsanlar için ilginç ve önemli süreçlerden biri elektrik deşarjıdır. Ne olduğuna daha yakından bakalım.
Elektrik Çalışmalarının Kısa Tarihi
İnsanoğlu elektriğe ne zaman aşina oldu? Yanlış sorulduğu için bu soruyu cevaplamak zordur çünkü en çarpıcı doğa olayı, çok eski zamanlardan beri bilinen yıldırımdır.
Elektriksel süreçlerin anlamlı bir şekilde incelenmesi ancak 18. yüzyılın ilk yarısının sonunda başladı. Burada, yüklü parçacıkların etkileşim kuvvetini inceleyen Charles Coulomb, kapalı bir devrede akımın parametrelerini matematiksel olarak tanımlayan Georg Ohm ve birçok deney yapan Benjamin Franklin'in elektrik hakkındaki insan fikirlerine ciddi katkısını belirtmekte fayda var. Yukarıda bahsedilen yıldırımın doğasını incelemek. Bunlara ek olarak, Luigi Galvani (sinir uyarılarının incelenmesi, ilk "pilin" icadı) ve Michael Faraday (elektrolitlerdeki akımın incelenmesi) gibi bilim adamları da gelişmede önemli rol oynadılar.
Tüm bu bilim adamlarının başarıları, biri elektrik deşarjı olan karmaşık elektriksel süreçlerin incelenmesi ve anlaşılması için sağlam bir temel oluşturmuştur.
Deşarj nedir ve varlığı için hangi koşullar gereklidir?
Elektrik akımı deşarjı, gazlı bir ortamda farklı potansiyellere sahip iki uzaysal bölge arasında yüklü parçacıkların akışının varlığıyla karakterize edilen fiziksel bir süreçtir. Bu tanıma bakalım.
Öncelikle deşarj deyince hep gazdan bahsediyorlar. Sıvılarda ve katılarda deşarjlar da meydana gelebilir (katı kapasitörün bozulması), ancak bu fenomeni inceleme sürecinin daha az yoğun bir ortamda dikkate alınması daha kolaydır. Üstelik sıklıkla gözlemlenen ve insan hayatı için büyük önem taşıyan gaz deşarjlarıdır.
İkincisi, elektrik boşalmasının tanımında da belirtildiği gibi, yalnızca iki önemli koşulun karşılanması durumunda meydana gelir:
- potansiyel bir fark olduğunda (elektrik alan kuvveti);
- yük taşıyıcılarının varlığı (serbest iyonlar ve elektronlar).
Potansiyel fark yükün yönsel hareketini sağlar. Belirli bir eşik değerini aşarsa, kendi kendine yetmeyen deşarj, kendi kendini sürdürebilir veya bağımsız hale gelir.
Serbest yük taşıyıcılarına gelince, bunlar her zaman her gazda bulunur. Doğal olarak konsantrasyonları bir dizi dış faktöre ve gazın özelliklerine bağlıdır, ancak bunların varlığı tartışılmazdır. Bunun nedeni, Güneş'ten gelen ultraviyole ışınlar, kozmik radyasyon ve gezegenimizin doğal radyasyonu gibi nötr atomların ve moleküllerin bu tür iyonizasyon kaynaklarının varlığından kaynaklanmaktadır.
Potansiyel fark ile taşıyıcı konsantrasyonu arasındaki ilişki deşarjın doğasını belirler.
Elektrik deşarjı türleri
Bu türlerin bir listesini veriyoruz ve ardından her birini daha ayrıntılı olarak açıklıyoruz. Dolayısıyla, gazlı ortamdaki tüm deşarjlar genellikle aşağıdakilere ayrılır:
- için için yanan;
- kıvılcım;
- ark;
- taç.
Fiziksel olarak birbirlerinden yalnızca güç (akım yoğunluğu) ve sonuç olarak sıcaklık ve ayrıca zaman içindeki tezahürlerinin doğası bakımından farklılık gösterirler. Her durumda, pozitif yükün (katyonlar) katoda (düşük potansiyel alan) ve negatif yükün (anyonlar, elektronlar) anoda (yüksek potansiyel alan) aktarılmasından bahsediyoruz.
Kızdırma deşarjı
Varlığı için düşük gaz basınçları (atmosfer basıncından yüzlerce ve binlerce kat daha az) oluşturmak gerekir. Bir miktar gazla (örneğin Ne, Ar, Kr ve diğerleri) doldurulmuş katot tüplerinde akkor deşarj gözlenir. Tüpün elektrotlarına voltaj uygulanması, aşağıdaki işlemin etkinleştirilmesine yol açar: gazda bulunan katyonlar hızla hareket etmeye başlar, katoda ulaşır, ona çarparak bir dürtü iletir ve elektronları dışarı atar. İkincisi, yeterli kinetik enerjinin varlığında nötr gaz moleküllerinin iyonlaşmasına yol açabilir. Açıklanan işlem, yalnızca katodu bombardıman eden katyonların yeterli enerjisi ve bunların belirli bir miktarı varsa kendi kendini sürdürebilir; bu, elektrotlar arasındaki potansiyel farkına ve tüpteki gaz basıncına bağlıdır.
Kızdırma deşarjı parlıyor. Elektromanyetik dalgaların emisyonuna iki paralel süreç neden olur:
- enerji salınımının eşlik ettiği elektron-katyon çiftlerinin rekombinasyonu;
- Nötr gaz moleküllerinin (atomların) uyarılmış durumdan temel duruma geçişi.
Bu tip deşarjın tipik özellikleri düşük akımlar (birkaç miliamper) ve düşük kararlı durum voltajlarıdır (100-400 V), ancak eşik voltajı gaz basıncına bağlı olarak birkaç bin volttur.
Işıma deşarjına örnek olarak floresan ve neon lambalar verilebilir. Doğada bu tür kuzey ışıklarını (Dünyanın manyetik alanındaki iyon akışlarının hareketi) içerir.
Kıvılcım deşarjı
Bu, kendini şu şekilde gösteren tipik bir deşarj türüdür: Varlığı için yalnızca yüksek gaz basınçlarının (1 atm veya daha fazla) varlığı değil, aynı zamanda çok büyük voltajların varlığı da gereklidir. Hava oldukça iyi bir dielektriktir (yalıtkandır). Geçirgenliği nem ve katı parçacıkların varlığına bağlı olarak 4 ila 30 kV/cm arasında değişir. Bu rakamlar, bir arıza (kıvılcım) elde etmek için metre başına en az 4.000.000 volt hava uygulanması gerektiğini göstermektedir!
Doğada, kümülüs bulutlarında bu tür koşullar, hava kütleleri arasındaki sürtünme, hava taşınımı ve kristalleşme (yoğunlaşma) işlemlerinin bir sonucu olarak, yükler bulutların alt katmanları negatif olarak yüklenecek şekilde yeniden dağıtıldığında ortaya çıkar ve üst katmanlar pozitif yüklüdür. Potansiyel fark yavaş yavaş birikir ve değeri havanın yalıtım kapasitesini (metre başına birkaç milyon volt) aşmaya başladığında, yıldırım meydana gelir - saniyenin çok küçük bir kısmı kadar süren bir elektrik deşarjı. İçindeki akım gücü 10-40 bin ampere ulaşıyor ve kanaldaki plazma sıcaklığı 20.000 K'ye çıkıyor.
Yıldırım sürecinde açığa çıkan minimum enerji, aşağıdaki verileri dikkate alırsak hesaplanabilir: süreç t=1*10 -6 s sırasında gelişir, I = 10.000 A, U = 10 9 V, o zaman şunu elde ederiz:
E = I*U*t = 10 milyon J
Ortaya çıkan rakam 250 kg dinamitin patlaması sırasında açığa çıkan enerjiye eşdeğerdir.
Tıpkı kıvılcım gibi gazda yeterli basınç oluştuğunda meydana gelir. Özellikleri kıvılcım olana neredeyse tamamen benzer, ancak farklılıklar da var:
- ilk olarak, akımlar on bin ampere ulaşır, ancak voltaj birkaç yüz volttur, bu da ortamın yüksek iletkenliğinden kaynaklanmaktadır;
- ikinci olarak ark deşarjı, kıvılcım deşarjından farklı olarak zaman içinde stabil kalır.
Bu tip deşarja geçiş, voltajın kademeli olarak artmasıyla gerçekleştirilir. Deşarj, katottan gelen termiyonik emisyon nedeniyle korunur. Bunun çarpıcı bir örneği kaynak arkıdır.
Korona deşarjı
Gazlardaki bu tür elektrik boşalması, Columbus tarafından keşfedilen Yeni Dünya'ya seyahat eden denizciler tarafından sıklıkla gözlemlendi. Direklerin uçlarındaki mavimsi parıltıya "Aziz Elmo'nun ışıkları" adını verdiler.
Çok güçlü bir elektrik alan kuvvetine sahip nesnelerin etrafında korona deşarjı meydana gelir. Bu tür koşullar keskin nesnelerin (gemi direkleri, sivri çatılı binalar) yakınında yaratılır. Bir cisim bir miktar statik yüke sahip olduğunda, uçlarındaki alan kuvveti çevredeki havanın iyonlaşmasına yol açar. Ortaya çıkan iyonlar alan kaynağına doğru sürüklenmeye başlar. Bu zayıf akımlar, akkor deşarj durumunda olduğu gibi benzer süreçlere neden olarak, bir ışımanın ortaya çıkmasına neden olur.
İnsan sağlığına yönelik deşarj tehlikesi
Korona ve ışıltılı deşarjlar, düşük akımlarla (miliamper) karakterize edildiklerinden insanlar için özel bir tehlike oluşturmaz. Yukarıda bahsedilen diğer iki deşarj, onlarla doğrudan temas halinde ölümcüldür.
Bir kişi yıldırımın yaklaştığını gözlemlerse, tüm elektrikli cihazları (cep telefonları dahil) kapatmalı ve ayrıca kendisini çevredeki alandan yükseklik açısından öne çıkmayacak şekilde konumlandırmalıdır.
Elektrik boşalması- ortamın elektrik iletkenliğinde normal durumuna göre önemli bir artışla ilişkili elektrik akımı akış süreci.
Elektrik iletkenliğindeki artış, ilave serbest yük taşıyıcılarının varlığıyla sağlanır. Elektriksel deşarjlar, serbest yük taşıyıcılarının harici bir kaynağından dolayı meydana gelen, kendi kendini idame ettiremeyen ve bağımsız, serbest yük taşıyıcılarının harici kaynağı kapatıldıktan sonra bile yanmaya devam eden bir durum olabilir.
Aşağıdaki elektrik deşarjı türleri ayırt edilir: kıvılcım, korona, ark (elektrik arkı) ve kızdırma.
Top elektrotları kapasitörlerin aküsüne bağlayalım ve bir elektrikli makine kullanarak kapasitörleri şarj etmeye başlayalım. Kapasitörler şarj edildikçe elektrotlar arasındaki potansiyel farkı artacak ve buna bağlı olarak gazdaki alan kuvveti artacaktır. Alan kuvveti düşük olduğu sürece gazda herhangi bir değişiklik fark edilmez. Bununla birlikte, yeterli alan gücünde (yaklaşık 30.000 V/cm), elektrotlar arasında, her iki elektrotu birbirine bağlayan parlak bir şekilde parlayan sarma kanalına benzeyen bir elektrik kıvılcımı belirir. Kıvılcımın yakınındaki gaz yüksek bir sıcaklığa kadar ısınır ve aniden genişleyerek ses dalgalarının ortaya çıkmasına ve karakteristik bir çatırtı sesi duymamıza neden olur. Bu kurulumdaki kapasitörler, kıvılcımı daha güçlü ve dolayısıyla daha etkili hale getirmek için eklenir.
Açıklanan gaz deşarjı şekli denir kıvılcım deşarjı veya gaz kıvılcımının bozulması. Bir kıvılcım deşarjı meydana geldiğinde, gaz aniden yalıtım özelliklerini kaybeder ve iyi bir iletken haline gelir. Gaz kıvılcımının bozulmasının meydana geldiği alan kuvveti, farklı gazlar için farklı bir değere sahiptir ve durumlarına (basınç, sıcaklık) bağlıdır. Elektrotlar arasındaki belirli bir voltaj için, elektrotlar birbirinden uzaklaştıkça alan kuvveti daha düşük olur. Bu nedenle, elektrotlar arasındaki mesafe ne kadar büyük olursa, gazın kıvılcımla parçalanmasının meydana gelmesi için aralarındaki voltajın da o kadar büyük olması gerekir. Bu gerilime arıza gerilimi denir.
Arızanın meydana gelmesi şu şekilde açıklanmaktadır. Bir gazın içinde rastgele nedenlerden kaynaklanan belirli miktarda iyon ve elektron her zaman bulunur. Ancak genellikle sayıları o kadar küçüktür ki gaz pratikte elektriği iletmez. Kendi kendini idame ettiremeyen çalışmalar yaparken karşılaştığımız gibi nispeten küçük alan gücü değerlerinde gazların iletkenliği Bir elektrik alanında hareket eden iyonların nötr gaz molekülleriyle çarpışması, elastik topların çarpışmasıyla aynı şekilde meydana gelir. Her çarpışmada, hareketli parçacık kinetik enerjisinin bir kısmını duran parçacıklara aktarır ve çarpışmadan sonra her iki parçacık da birbirinden ayrılır, ancak içlerinde hiçbir iç değişiklik meydana gelmez. Ancak alan kuvveti yeterli ise, iyonun iki çarpışma arasındaki sürede biriktirdiği kinetik enerji, çarpışma anında nötr molekülü iyonlaştırmaya yeterli hale gelebilir. Sonuç olarak, yeni bir negatif elektron ve pozitif yüklü bir kalıntı - bir iyon - oluşur. Bu iyonizasyon işlemine darbeli iyonizasyon adı verilir ve bir atomdan bir elektronun uzaklaştırılması için yapılması gereken işe iyonizasyon işi denir. İyonlaşma işinin miktarı atomun yapısına bağlıdır ve bu nedenle farklı gazlar için farklıdır.
Darbeli iyonlaşmanın etkisi altında oluşan elektronlar ve iyonlar, gazdaki yük sayısını arttırır ve ardından bir elektrik alanının etkisi altında harekete geçerek yeni atomların darbeli iyonizasyonunu üretebilirler. Böylece bu süreç “kendini güçlendirir” ve gazdaki iyonlaşma hızla çok büyük bir değere ulaşır. Tüm olaylar, dağlardaki kar çığına oldukça benzer; bunun oluşması için önemsiz bir kar yığını yeterlidir. Bu nedenle açıklanan sürece iyon çığı adı verildi. Bir iyon çığının oluşumu, kıvılcımın parçalanması sürecidir ve bir iyon çığının meydana geldiği minimum voltaj, arıza voltajıdır. Kıvılcım arızası sırasında gaz iyonlaşmasının nedeninin iyonlarla çarpışma sırasında atomların ve moleküllerin tahrip olması olduğunu görüyoruz.
Kıvılcım deşarjının doğal temsilcilerinden biri yıldırımdır - güzel ve güvenli değildir.
Bir iyon çığının oluşması her zaman bir kıvılcıma yol açmaz, ancak aynı zamanda başka bir tür deşarja (korona deşarjı) da neden olabilir.
İki yüksek yalıtım desteği üzerine milimetrenin birkaç onda biri çapında bir metal tel AB'yi gerelim ve onu birkaç bin voltluk voltaj sağlayan bir jeneratörün negatif kutbuna, örneğin iyi bir elektrikli makineye bağlayalım. Jeneratörün ikinci direğini Dünya'ya götüreceğiz. Plakaları bizim telimiz ve odanın duvarları olan ve tabii ki Dünya ile iletişim kuran bir tür kapasitör alacağız. Bu kapasitördeki alan çok homojen değildir ve ince bir telin yakınında yoğunluğu çok yüksektir. Gerilimi kademeli olarak artırarak ve teli karanlıkta gözlemleyerek, belirli bir voltajda telin yanında telin her tarafını kaplayan hafif bir parıltının ("korona") göründüğünü fark edebilirsiniz; buna bir tıslama sesi ve hafif bir çatırtı sesi eşlik ediyor. Tel ile kaynak arasına hassas bir galvanometre bağlanırsa, o zaman bir parıltı görünümüyle galvanometre, jeneratörden teller boyunca tele ve ondan odanın havası yoluyla bağlı duvarlara akan gözle görülür bir akım gösterir. jeneratörün diğer kutbuna. AB teli ile duvarlar arasındaki havadaki akım, darbe iyonizasyonu nedeniyle havada oluşan iyonlar tarafından taşınır. Bu nedenle, havanın parlaması ve akımın ortaya çıkması, bir elektrik alanının etkisi altında havanın güçlü iyonizasyonunu gösterir.
Korona deşarjı sadece telde değil, aynı zamanda uçta ve genel olarak yakınında çok güçlü homojen olmayan bir alanın oluştuğu tüm elektrotlarda da meydana gelebilir.
Korona deşarjının uygulanması.
1) Elektrikli gaz arıtma (elektrikli çökelticiler). Dumanla dolu bir kap, içine bir elektrikli makineye bağlı keskin metal elektrotlar yerleştirildiğinde aniden tamamen şeffaf hale gelir. Cam tüpün içinde iki elektrot vardır: metal bir silindir ve ekseni boyunca asılı duran ince bir metal tel. Elektrotlar elektrik makinesine bağlanır. Bir tüpten duman (veya toz) akışı üflenirse ve makine çalıştırılırsa, voltaj bir korona oluşturmaya yeterli hale gelir gelmez, kaçan hava akışı tamamen temiz ve şeffaf hale gelecek ve tamamı katı ve sıvı olacaktır. Gazın içerdiği parçacıklar elektrotlar üzerinde biriktirilecektir. Deneyimin açıklaması şu şekildedir. Telin koronası ateşlendiğinde tüpün içindeki hava yüksek oranda iyonize olur. Toz parçacıklarıyla çarpışan gaz iyonları ikincisine "yapışır" ve onları yükler. Tüpün içinde güçlü bir elektrik alanı olduğundan, yüklü parçacıklar alanın etkisi altında elektrotlara doğru hareket ederek burada yerleşirler. Tanımlanan olay şu anda büyük hacimlerdeki endüstriyel gazların katı ve sıvı yabancı maddelerden arındırılması için teknik uygulama alanı bulmaktadır.
2) Temel parçacık sayaçları. Korona deşarjı, son derece önemli fiziksel cihazların çalışmasının temelini oluşturur: temel parçacıkların (elektronların yanı sıra radyoaktif dönüşümler sırasında oluşan diğer temel parçacıklar) sayaçları olarak adlandırılan Geiger-Müller sayacı. Bir pencere ile donatılmış küçük bir metal silindir A ve silindirin ekseni boyunca gerilmiş ve ondan yalıtılmış ince bir metal telden oluşur. Sayaç, birkaç bin voltluk bir voltaj kaynağı B içeren bir devreye bağlanır. Voltaj, "kritik" olandan yalnızca biraz daha düşük olacak şekilde, yani ölçüm cihazının içindeki korona deşarjını ateşlemek için gerekli olacak şekilde seçilir. Hızlı hareket eden bir elektron sayaca girdiğinde, sayacın içindeki gaz moleküllerini iyonize ederek koronayı tutuşturmak için gereken voltajın bir miktar azalmasına neden olur. Sayaçta bir deşarj meydana gelir ve devrede zayıf bir kısa süreli akım belirir.
Sayaçta ortaya çıkan akım o kadar zayıftır ki geleneksel bir galvanometre ile tespit edilmesi zordur. Ancak devreye çok büyük bir direnç R verilirse ve buna paralel olarak hassas bir elektrometre E bağlanırsa, devrede bir I akımı göründüğünde, devrenin uçlarında bir U voltajı yaratılır. direnç, Ohm kanununa eşittir U = IxR. Çok büyük bir R direnç değeri (milyonlarca ohm) seçerseniz, ancak elektrometrenin direncinden önemli ölçüde daha düşük bir değer seçerseniz, çok zayıf bir akım bile gözle görülür bir voltaja neden olacaktır. Bu nedenle, hızlı bir elektron sayacın içine her girdiğinde elektrometre yaprağı kopacaktır.
Bu tür sayaçlar, yalnızca hızlı elektronları değil, aynı zamanda genel olarak, çarpışma yoluyla bir gazı iyonize edebilen yüklü, hızlı hareket eden parçacıkları da kaydetmeyi mümkün kılar. Modern sayaçlar, içlerine tek bir parçacığın bile girişini kolayca tespit eder ve bu nedenle, temel parçacıkların doğada gerçekten var olduğunun tam bir güvenilirlik ve çok net bir netlikle doğrulanmasını mümkün kılar.
1802'de V.V. Petrov, büyük bir elektrolitik bataryanın kutuplarına iki parça kömür bağlarsanız ve kömürleri temas ettirip hafifçe ayırırsanız, kömürlerin uçları ile pilin uçları arasında parlak bir alev oluşacağını tespit etti. kömürlerin kendisi akkor hale gelecektir. Kör edici bir ışık yayıyor ( elektrik arkı). Bu fenomen, yedi yıl sonra, bu arkı Volta'nın onuruna "voltaik" olarak adlandırmayı öneren İngiliz kimyager Davy tarafından bağımsız olarak gözlemlendi.
Tipik olarak, aydınlatma ağı alternatif akımla çalıştırılır. Ancak ark, içinden sabit bir akım geçtiğinde daha istikrarlı bir şekilde yanar, böylece elektrotlarından biri her zaman pozitif (anot) ve diğeri negatiftir (katot). Elektrotlar arasında elektriği iyi ileten bir sıcak gaz sütunu vardır. Sıradan yaylarda bu sütun, sıcak kömürlerden önemli ölçüde daha az ışık yayar. Daha yüksek sıcaklığa sahip pozitif kömür, negatif kömürden daha hızlı yanar. Kömürün kuvvetli süblimleşmesi nedeniyle üzerinde elektrotların en sıcak kısmı olan pozitif bir krater olan bir çöküntü oluşur. Kraterin atmosferik basınçtaki havadaki sıcaklığı 4000 °C'ye ulaşır. Ark ayrıca metal elektrotlar (demir, bakır vb.) arasında da yanabilir. Bu durumda elektrotlar erir ve hızla buharlaşır, bu da çok fazla ısı tüketir. Bu nedenle metal elektrotun krater sıcaklığı genellikle karbon elektrottan (2000-2500 °C) daha düşüktür.
Sıkıştırılmış gazdaki (yaklaşık 20 atm) karbon elektrotlar arasında bir arkın yanmasını sağlayarak, pozitif kraterin sıcaklığını 5900 °C'ye, yani Güneş'in yüzeyinin sıcaklığına getirmek mümkün oldu. Bu durumda kömürün erimesi gözlendi.
Elektrik boşalmasının gerçekleştiği gaz ve buhar kolonu daha da yüksek bir sıcaklığa sahiptir. Bu gazların ve buharların arkın elektrik alanı tarafından tahrik edilen elektronlar ve iyonlar tarafından enerjik bombardımanı, kolondaki gazların sıcaklığını 6000-7000 ° 'ye getirir. Dolayısıyla ark kolonunda bilinen hemen hemen tüm maddeler eriyip buhara dönüşür ve daha düşük sıcaklıklarda gerçekleşmeyen birçok kimyasal reaksiyon mümkün olur. Örneğin refrakter porselen çubukları ark alevinde eritmek zor değildir. Ark deşarjını sürdürmek için küçük bir voltaja ihtiyaç vardır: elektrotlarındaki voltaj 40-45 V olduğunda ark iyi yanar. Ark akımı oldukça önemlidir. Yani örneğin küçük bir yayda bile yaklaşık 5 A'lık bir akım akar ve sanayide kullanılan büyük yaylarda akım yüzlerce ampere ulaşır. Bu ark direncinin düşük olduğunu gösterir; Sonuç olarak, aydınlık bir gaz sütunu elektrik akımını iyi iletir.
Gazın bu kadar güçlü iyonlaşması, yalnızca ark katotunun çok sayıda elektron yayması nedeniyle mümkündür ve bu elektronlar, darbeleriyle boşaltma alanındaki gazı iyonize eder. Ark katotunun kendisinin çok yüksek bir sıcaklığa ısıtılması (malzemeye bağlı olarak 2200° ila 3500°C) gerçeğiyle katottan güçlü elektron emisyonu sağlanır. Bir arkı ateşlemek için önce kömürleri temas ettirdiğimizde, daha sonra direnci çok yüksek olan temas noktasında kömürlerden geçen akımın Joule ısısının neredeyse tamamı açığa çıkar. Bu nedenle kömürlerin uçları çok ısınır ve bu, birbirlerinden ayrıldıklarında aralarında bir ark oluşması için yeterlidir. Daha sonra arkın katodu, arkın içinden geçen akımın kendisi tarafından ısıtılmış bir durumda tutulur. Bunda asıl rol, katodun üzerine gelen pozitif iyonlar tarafından bombardıman edilmesiyle oynanır.
Ark deşarjının uygulanması.
Yüksek sıcaklık nedeniyle ark elektrotları göz kamaştırıcı ışık yayar ve bu nedenle elektrik arkı en iyi ışık kaynaklarından biridir. Mum başına yalnızca 0,3 watt tüketir ve çok daha ekonomiktir. En iyi akkor lambalardan daha. Elektrik arkı ilk kez 1875 yılında P. N. Yablochkov tarafından aydınlatma için kullanıldı ve “Rus ışığı” veya “kuzey ışığı” olarak adlandırıldı.
Elektrik arkı aynı zamanda metal parçaların kaynaklanması (elektrik ark kaynağı) için de kullanılır. Şu anda, elektrik arkı endüstriyel elektrik fırınlarında çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Küresel endüstride takım çeliğinin yaklaşık %90'ı ve neredeyse tüm özel çelikler elektrikli fırınlarda eritilmektedir.
Kuvars lamba olarak adlandırılan kuvars tüpte yanan cıva arkı büyük ilgi çekicidir. Bu lambada ark deşarjı havada değil, lambaya az miktarda cıvanın verildiği ve havanın dışarı pompalandığı bir cıva buharı atmosferinde meydana gelir. Cıva ark ışığı, güçlü kimyasal ve fizyolojik etkileri olan görünmez ultraviyole ışınlar açısından son derece zengindir. Cıva lambaları, çeşitli hastalıkların (“yapay dağ güneşi”) tedavisinde ve ayrıca güçlü bir ultraviyole ışın kaynağı olarak bilimsel araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kıvılcım, korona ve arkın yanı sıra, gazlarda bağımsız bir deşarjın başka bir biçimi de vardır - sözde kızdırma deşarjı. Bu tür bir deşarjı elde etmek için, iki metal elektrot içeren, yaklaşık yarım metre uzunluğunda bir cam tüp kullanılması uygundur. Elektrotları birkaç bin voltluk bir voltaja sahip bir doğru akım kaynağına bağlayalım (bir elektrikli makine bunu yapacaktır) ve yavaş yavaş tüpteki havayı dışarı pompalayalım. Atmosfer basıncında, tüpün içindeki gaz karanlık kalır çünkü uygulanan birkaç bin voltluk voltaj, uzun gaz aralığını delmek için yeterli değildir. Ancak gaz basıncı yeterince düştüğünde tüpte ışıklı bir deşarj parlar. Her iki elektrodu birbirine bağlayan ince bir kabloya (havada kırmızı, diğer gazlarda farklı renkler) benziyor. Bu durumda gaz kolonu elektriği iyi iletir.
Daha fazla tahliye ile ışıklı kordon bulanıklaşıp genişler ve parlaklık neredeyse tüm tüpü doldurur. Deşarjın aşağıdaki iki kısmı ayırt edilir: 1) katoda bitişik, karanlık katot alanı adı verilen, ışıklı olmayan kısım; 2) tüpün geri kalanını anoda kadar dolduran parlak bir gaz sütunu. Deşarjın bu kısmına pozitif sütun denir.
Kızdırma deşarjı sırasında gaz elektriği iyi iletir, bu da gazda her zaman güçlü iyonizasyonun korunduğu anlamına gelir. Bu durumda, ark deşarjından farklı olarak katot her zaman soğuk kalır. Bu durumda neden iyon oluşumu meydana gelir?
Kızdırma deşarjındaki gaz kolonunun uzunluğunun her santimetresi için potansiyel veya voltajdaki düşüş, deşarjın farklı kısımlarında çok farklıdır. Potansiyeldeki düşüşün neredeyse tamamının karanlık uzayda meydana geldiği ortaya çıktı. Katot ile ona en yakın uzay sınırı arasındaki potansiyel farkına katot potansiyel düşüşü denir. Yüzlerce ve bazı durumlarda binlerce volt olarak ölçülür. Bu katot düşüşünden dolayı deşarjın tamamı var gibi görünüyor. Katot düşüşünün önemi, bu büyük potansiyel farkından geçen pozitif iyonların daha büyük hız kazanmasıdır. Katot gelişi ince bir gaz tabakasında yoğunlaştığından, burada iyonların gaz atomlarıyla çarpışması neredeyse hiç meydana gelmez ve bu nedenle katot geliş bölgesinden geçerken iyonlar çok yüksek kinetik enerji kazanır. Sonuç olarak, katotla çarpıştıklarında, anoda doğru hareket etmeye başlayan belirli sayıda elektronu ondan çıkarırlar. Karanlık uzaydan geçen elektronlar da katot potansiyeli düşüşüyle hızlanır ve deşarjın daha uzak bir kısmındaki gaz atomlarıyla çarpışması üzerine darbe iyonizasyonu üretir. Bu durumda ortaya çıkan pozitif iyonlar, katodun düşmesiyle tekrar hızlanır ve katottan yeni elektronları dışarı atar vb. Böylece, elektrotlarda voltaj olduğu sürece her şey tekrarlanır.
Bu, bir akkor deşarjda gaz iyonizasyonunun nedenlerinin darbe iyonizasyonu ve pozitif iyonlar tarafından katottan elektronların dışarı atılması olduğu anlamına gelir.
Kızdırma deşarjının uygulanması.
Bu deşarj esas olarak aydınlatma için kullanılır. Floresan lambalarda kullanılır.
Elektrik boşalması*- Herhangi bir elektrikli cisim tarafından elektrik kaybı, yani bu cismin elektrik deşarjı* çeşitli şekillerde meydana gelebilir, bunun sonucunda elektrik deşarjına* eşlik eden olaylar doğası gereği çok farklı olabilir. Elektrik boşalmasının tüm çeşitli biçimleri üç ana türe ayrılabilir: Elektrik akımı biçimindeki elektrik boşalması* veya Elektriksel* iletken boşalma, Elektrik* konvektif boşalma ve Elektriksel* patlayıcı boşalma. Elektrik boşalması* akım şeklinde elektrikli bir gövdenin toprağa veya m'ye sahip başka bir gövdeye, miktar olarak eşit ve boşaltma gövdesindeki elektriğe zıt işaretli iletkenler ve hatta yalıtkanlar aracılığıyla, ancak elektriği ileten bir katmanla kaplanmış yalıtkanlar aracılığıyla bağlandığı zaman meydana gelir, Örneğin. yüzey ıslak veya kirli. Bu durumlarda olur tam deşarjlı elektrik* belirli bir gövdenin ve bu elektrik deşarjının süresi *, elektrik deşarjının meydana geldiği iletkenlerin m'si ve şekli (bkz.) ile belirlenir * İletkenlerin direnci ve kendi kendine indüksiyonu ne kadar düşükse, elektrik deşarjı o kadar hızlı olur *vücutta meydana gelir. Gövde kısmen boşaldı, yani elektrik boşalımı* oluştu tamamlanmamış, iletkenlerle elektriklendirilmemiş veya kendisinden daha az elektrikle donatılmamış başka bir gövdeye bağlandığında. Bu durumlarda vücuttan ne kadar çok elektrik kaybedilirse, iletkenler aracılığıyla kendisine bağlanan vücudun kapasitesi de o kadar artar. Akım formundaki bir elektrik boşalmasına* eşlik eden olaylar, sıradan galvanik elemanlar tarafından uyarılan bir elektrik akımının neden olduğu olaylarla niteliksel olarak aynıdır. Elektrik deşarjı* gelenekselİyi yalıtılmış bir gövde, elektriklenebilen ve elektriksel kuvvetlerin etkisi altında bu ortamda hareket edebilen parçacıklar içeren sıvı veya gazlı bir ortamda olduğunda meydana gelir. Elektrik boşalması* patlayıcı- bu, elektriği iletmeyen bir ortam aracılığıyla bir cismin toprağa ya da zıt yönde elektriklenmiş başka bir cisme elektrik boşalmasıdır*. Bu fenomen, sanki iletken olmayan ortam, vücudun elektrifikasyonunun etkisi altında içinde ortaya çıkan gerilimlerin etkisine teslim oluyor ve elektriğe bir yol sağlıyormuş gibi ortaya çıkar. Böyle bir patlayıcı elektrik boşalmasına* her zaman ışık olgusu eşlik eder ve çeşitli şekillerde meydana gelebilir. Ancak patlayıcı elektrik boşalmasının tüm bu biçimleri* üç kategoriye ayrılabilir: Elektrik boşalması* bir kıvılcım yardımıyla Elektrik boşalması* bir fırça kullanarak, Elektrik boşalması* parlaklık veya sessizlik eşliğinde P. Bu elektrik deşarjlarının* tümü, kısa sürelerine rağmen her biri birden fazla elektrik deşarjının* birleşimini temsil etmesi bakımından birbirine benzer, yani bu elektrik deşarjları* ile vücut elektriğini sürekli olarak değil, aralıklarla kaybeder. yol. Bir kıvılcımın yardımıyla elektrik deşarjı* çoğu durumda salınımlıdır (bkz. Salınımlı Elektrik Deşarjı*). Elektrikli bir gövde herhangi bir gaz içerisine yerleştirildiğinde kıvılcım yardımıyla bir elektrik boşalması* oluşur. hatırı sayılır Esneklik veya bir sıvı içinde, yeterince yakın olan, elektriği ileten ve yere bağlı veya bu cismin karşısında elektriklenen başka bir cisim bulunur. Bu tür iki gövde arasında bir tür katı yalıtkan tabakası olduğunda da bir kıvılcım oluşabilir. Bu durumda kıvılcım bu katmanı delip geçerek içinde bir delik ve çatlaklar oluşturur. Kıvılcıma her zaman, üretildiği ortamın hızlı bir şekilde çarpması sonucu oluşan özel bir çatırtı sesi eşlik eder. Kıvılcım kısa olduğunda hafif, düz bir çizgi gibi görünür. Bu hattın kalınlığı, elektriklenen gövdenin bu kıvılcım yardımıyla kaybettiği elektrik miktarına göre belirlenir. Kıvılcımın boyu arttıkça incelir ve aynı zamanda düz çizgi görünümünden saparak zikzak çizgi şeklini alır ve daha sonra daha da uzadıkça dallanarak fırça şekline dönüşür. (Tablo, Şekil 1). Dönen bir aynanın yardımıyla, ortaya çıkan kıvılcımın aslında bir süre sonra birbirini takip eden çok sayıda bireysel kıvılcımdan oluştuğu keşfedilebilir. Ortaya çıkan kıvılcımın uzunluğu veya sözde biraz mesafe, Bu kıvılcımın aralarında üretildiği cisimler arasındaki potansiyel farkına bağlıdır. Ancak iki cisim arasında aynı potansiyel farkı olsa bile aralarında oluşan kıvılcımın uzunluğu bu cisimlerin şekline bağlı olarak bir miktar değişir. Bu nedenle, belirli bir potansiyel farkı için kıvılcım, iki disk arasında oluştuğunda, iki top arasında atlaması gereken duruma göre daha uzundur. Ve farklı toplar için kıvılcım aynı uzunlukta değildir. İki topun boyutu ne kadar farklı olursa, o kadar uzun olur. Belirli bir potansiyel farkta, en kısa kıvılcım elde edilir, yani kıvılcımın aynı büyüklükteki iki top arasında elde edilmesi durumunda en küçük deşarj mesafesi elde edilir. Gaz esnekliğindeki bir değişikliğin, belirli uzunlukta bir kıvılcım oluşturmak için gereken potansiyel farkın büyüklüğü üzerinde çok büyük bir etkisi vardır. Gaz esnekliği azaldıkça bu potansiyel farkı da azalır. Kıvılcımın oluştuğu gazın, gerekli potansiyel farkının büyüklüğü üzerinde önemli bir etkisi vardır. Aynı kıvılcım uzunluğu ve aynı gaz esnekliği için bu potansiyel farkı hidrojen için en küçük, hava için daha büyük ve karbonik asit için daha da büyüktür. Bir sıvıda kıvılcım üretmek için, aynı kıvılcımı gazda üretmekten daha büyük bir potansiyel farkı gerekir. Aralarında kıvılcımın oluştuğu cisimlerin maddesi, kıvılcımın oluşması için gerekli potansiyel farkı üzerinde çok küçük bir etkiye sahiptir. Havadaki veya başka bir gazdaki kısa kıvılcım uzunlukları için kıvılcımı oluşturan potansiyel farkı, kıvılcımın uzunluğuyla çok yakından orantılıdır. Büyük kıvılcım uzunlukları için kıvılcım uzunluğu ile bunun için gerekli olan potansiyel fark arasındaki ilişki o kadar basit değildir. Bu durumda potansiyel fark arttıkça kıvılcım uzunluğu potansiyel farkın artmasından daha hızlı artar. Aşağıdaki tablo, kıvılcımların uzunluğunu ve bunlara karşılık gelen potansiyel farkları ifade etmeye yönelik verileri içerir (kıvılcımlar iki disk arasında oluşur, biri hafif dışbükey bir yüzeye sahiptir).
| Kıvılcım uzunluğu, stm cinsinden | Volt cinsinden potansiyel fark |
ELEKTRİK BOŞALMASI.