Wyładowanie szczotkowe
.jpg)
Wyładowanie szczoteczkowe to elektryczne wyładowanie zakłócające , podobne do wyładowania koronowego , które ma miejsce na elektrodzie z przyłożonym do niej wysokim napięciem , osadzonym w nieprzewodzącym płynie, zwykle powietrzu. Charakteryzuje się wieloma świecącymi, wijącymi się iskrami, plazmy złożonymi z zjonizowanych cząsteczek powietrza, które wielokrotnie uderzają z elektrody w powietrze, często z trzaskającym dźwiękiem. Serpentyny rozpościerają się w kształcie wachlarza, nadając mu wygląd „pędzla”.
Wyładowania koronowe i szczoteczkowe są czasami nazywane wyładowaniami jednoelektrodowymi , ponieważ występują w pobliżu pojedynczej elektrody i nie rozciągają się tak daleko, jak elektroda przewodząca w obwodzie napięcie o przeciwnej biegunowości, jak łuk elektryczny ( wyładowanie dwuelektrodowe ) robi.
- Wyładowanie koronowe — występuje w ostrych punktach i krawędziach (promień < 1 mm). Jest to jednorodna jonizacja ( wyładowanie jarzeniowe ) widoczne jako słaba, nieruchoma, niebieska poświata, zanikająca w miarę oddalania się od przewodnika.
- Wyładowanie szczotkowe — występuje przy elektrodzie zakrzywionej (o promieniu od 5 do 50 mm) w pobliżu elektrody płaskiej. Składa się z krótkiego kanału jonizacyjnego, który rozpada się na wachlarz wielu ruchomych serpentyn, które uderzają w drugą elektrodę. Jeśli elektroda jest zbyt ostra, zwykle zamiast wyładowania szczotkowego wystąpi wyładowanie koronowe.
- Wyładowanie łukowe lub iskrowe — wyładowanie „dwuelektrodowe”, które występuje, gdy zjonizowany kanał rozciąga się od jednej elektrody do drugiej. Pozwala to na przepływ dużego prądu, uwalniając dużą ilość energii.
Zarówno wyładowania szczotkowe, jak i koronowe reprezentują lokalne obszary obok przewodników, w których z powodu wysokiego napięcia powietrze uległo przebiciu elektrycznemu : zjonizowało się i stało się przewodzące, umożliwiając wyciek prądu do powietrza. Występują, gdy pole elektryczne w przewodniku przekracza wytrzymałość dielektryczną powietrza, „przerywający gradient potencjału”, około 30 kilowoltów na centymetr. Przy tym napięciu elektrony w powietrzu są przyspieszane przez pole elektryczne do wystarczająco dużej prędkości, aby wybijać inne elektrony z cząsteczek gazu, gdy w nie uderzają, tworząc jony i dodatkowe elektrony, które następnie jonizują dodatkowe cząsteczki w reakcji łańcuchowej. Pole elektryczne jest największe w ostrych punktach przewodnika, więc wyładowania mają tendencję do tworzenia się w tych punktach. Ponieważ pole elektryczne maleje wraz ze wzrostem odległości od przewodnika, ostatecznie spada poniżej wartości potrzebnej do jonizacji, więc wyładowania koronowe i szczotkowe mają ograniczony zasięg i są zlokalizowane w pobliżu przewodnika.
Występujące w urządzeniach o bardzo wysokim napięciu , takich jak linie elektroenergetyczne EHV , nadajniki radiowe i ich anteny , zasilacze CRT i zasilacze do sprzętu naukowego, takiego jak lasery i akceleratory cząstek , wyładowanie szczotkowe oznacza poważną awarię izolacji elektrycznej i może być pożarem zaryzykować. Podobnie jak inne łuki elektryczne , wyładowania szczotkowe wytwarzają gaz ozonowy , który może być szkodliwy dla znajdujących się w pobliżu ludzi w zamkniętej przestrzeni iz czasem może powodować kruchość niektórych tworzyw sztucznych. Cewki Tesli wytwarzające wyładowania szczotkowe i wyładowania strumieniowe są prezentowane dla rozrywki na targach naukowych i koncertach rockowych.
Zdolność wyładowania elektrycznego do spowodowania wybuchu w łatwopalnej atmosferze jest mierzona efektywną energią wyładowania. Efektywna energia wyładowań szczotkowych wynosi 10-20 mJ, znacznie więcej niż wyładowań koronowych 0,1 mJ. Dlatego wyładowania szczotkowe są uważane za zagrożenie wybuchem, podczas gdy wyładowania koronowe nie. Wyładowania szczotkowe mogą wystąpić z naładowanych tworzyw izolacyjnych (na przykład polietylenu) do przewodnika.
Zobacz też
- postać Lichtenberga
- Częściowe rozładowanie
- Wyładowanie jarzeniowe
- Wyładowania elektrostatyczne
- Iskra elektryczna