ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Распредел ние поля в коронирующем слое из "Электрические явления в газах и вакууме" Лучи могут сопровождать полярные сияния первого класса. [c.596] Иногда они идут почти параллельно друг другу и образуют большие светящиеся линейчатые полосы — драпри , напоминающие своим очертанием занавесы. Интенсивные лучи, достигающие большой длины, кажутся, по законам перспективы, выходящими из одной точки и образуют так называемую корону полярного сияния . [c.596] Полярные сияния первого класса сравнительно устойчивы и обладают большой длиной в горизонтальном направлении. Сияния второго класса имеют незначительную протяжённость, отличаются подвижностью и изменчивостью своей формы и сопровождаются магнитными возмущениями и бурями, соответствующими электрическим токам, направленным от земли в окружающее пространство. Цвет полярных сияний имеет различные оттенки. В спектре полярных сияний преобладают линии азота и кислорода линии водорода и гелия отсутствуют. Наиболее характерна запрещённая в обычных условиях зелёная линия атомарного кислорода 5577 А. [c.596] Полярные сияния в настоящее время объясняются возбуждением частиц чрезвычайно разрежённого воздуха на высотах до 7000 км корпускулярными лучами, испускаемыми поверхностью солнца, в частности солнечными пятнами. За возбуждающие частицы обычно принимают электроны — -лучи есть попытки строить теорию полярных сияний и исходя из возбуждения а-лу-чами. [c.596] Если коронирует только один из электродов, во внешней области разряда налицо, в основном, ионы только одного знака, а именно знака коронирующего электрода ток в этом случае является униполярным. [c.598] Сила тока коронного разряда зависит от наложенного между электродами напряжения, от формы электродов и расстояния между ними, от природы и плотности газа и совершенно не нуждается для своего поддержания в действии какого-либо внешнего ионизатора. Поэтому коронный разряд является разрядом самостоятельным. От остальных видов самостоятельного разряда коронный разряд, однако, существенно отличается тем, что сила тока в нём обусловлена не сопротивлением внешней цепи, а ограниченной проводимостью внешней области разряда. Здесь имеется налицо униполярный пространственный заряд, препятствующий прохождению разрядного тока. На внешнюю область ложится значительная доля падения потенциала в разрядном промежутке. [c.598] Однако искажение поля пространственными зарядами происходит не только в области ионизации (от нуля до d), где развивается самостоятельный разряд, но и во внешней области. Это искажение происходит в сторону увеличения напряжённости поля во внешней области разряда. По мере развития пробоя на коронирующий слой приходится всё меньшая и меньшая доля общего напряжения, приложенного к разрядному промежутку. Вследствие этого ионизационное нарастание сперва перестаёт увеличиваться, а затем вновь уменьшается до значения единица, и режим разряда становится устойчивым при сравнительно слабом токе. Для поддержания более сильного тока нехватало бы напряжения, приходящегося на коронирующий слой. Поэтому кривая, пробегаемая ионизационным нарастанием х, не имеет такого высокого максимума, как в случае плоских электродов, когда на область развития электронных лавин приходится почти полностью напряжение между электродами. [c.599] Коронный разряд может возникнуть только тогда, когда отношение расстояния между электродами к радиусу кривизны поверхности коронирующего электрода больше определённой величины (для каждой данной геометрической конфигурации разрядного промежутка, а также данной плотности и природы газа). При меньшем значении этого отношения непосредственно возникает искровой разряд или в зависимости от условий опыта — дуговой или тлеющий разряд. К описанному в этом параграфе типу разряда относятся все разряды с острий, с острых краёв электродов, с шариков малого радиуса и т. д. В с ласти применений коронного разряда часто приходится иметь дело с коронирующими электродами в виде цилиндрических проводов. Наиболее простые количественные закономерности получаются тогда, когда второй электрод не коронирует и представляет собой цилиндр, концентрический коронирующему проводу. Последний случай мы и будем иметь в дальнейшем в виду, если не будем делать соответствующих оговорок. [c.600] При высоковольтной передаче электрической энергии, а также в отдельных частях высоковольтных машин корона является вредной, гак как ведёт к потере мощности из-за утечки через корону. Применение в качестве полезного фактора коронный разряд находит в электрофильтрах и электросепараторах. [c.600] При изучении коронного разряда необходимо считаться с некоторыми специфическими эффектами с увеличением температуры газа и вытекающими отсюда в зависимости от условий опыта эффектами увеличения давления или местного уменьшения плотности газа [2038—2040], с возникновением вибраций или вращательного движения коронирующего провода [2042, 2043], а также с изменением природы газа вследствие химических реакций, происходящих в коронном разряде (например, образованйе -в воздухе озона и окислов азота). [c.600] Вследствие потерь на высоковольтных линиях из-за коронного разряда этим видом разряда начали интересоваться очень давно, когда в физике ещё не было установлено отчётливой картины процессов, имеющих место в газовом разряде, и в частности было ещё очень неопределённым представление об ионизации газа. Поэтому в отношении коронного разряда укоренились некоторые специфические воззрения, не соответствующие современным теориям ионизации и разряда. [c.600] Старая теория короны ([2], стр. 103 [6], стр. 260—262 [2037]) приравнивает коронирующий слой хорошо проводящей среде и учитывает этот слой как продолжение или расширение коронирующего электрода. Отсюда делается заключение, что падение потенциала и напряжённость электрического поля в пределах коро. [c.600] Для пробоя газового промежутка между плоскими электродами в атмосферном воздухе при нормальном атмосферном давлении нужна разность потенциалов порядка 30 кУ на каждый сантиметр газового промежутка в этой области кривая Пашена близка к наклонной прямой. Это обстоятельство по аналогии с явлениями пробоя твёрдых диэлектриков было истолковано так для пробоя нужна определённаа критическая напряжённость поля E у электрода прн меньшей напряжённости поля ионизация не происходит. Отсюда возникло представление об определённой диэлектрической прочности газа. Напряжённость поля у поверхности коронирующего электрода, соответствующую начальному напряжению короны, стали отождествлять с диэлектрической прочностью газа. Опыт показал, что начальная напряжённость короны зависит от радиуса коронирующего провода и от плотности воздуха. Пришлось допустить, что и диэлектрическая прочность газа зависит от радиуса кривизны электродов разрядного промежутка. [c.601] В связи с представлением о диэлектрической прочности газа было выдвинуто и второе утверждение старой теории короны напряжённость поля в коронном разряде на внешней границе коронирующего слоя равна диэлектрической прочности газа около поверхности металлического цилиндра того же диаметра, что и диаметр коронирующего слоя. Это второ положение также в корне неверно, так как рно не делает никакой разницы между пробоем газа и простой его ионизацией. [c.601] Третье, обыкновенно делаемое исходное предположение состоит в том, что толщиной коронирующего слоя можно пренебречь. Это допущение спасает положение в тех случаях, когда толщина коронирующего слоя действительно мала. Оно устраняет вопрос о падении потенциала в коронирующем слое, а тем самым и надобность в первом исходном предположении, В то же время второе допущение старой теории даёт при пренебрежении толщиной коронирующего слоя приемлемые результаты при расчёте вольтамперной характеристики коронного разряда, так как в действительности напряжённость поля на внутренней, а не на внешней границе коронирующего слоя близка к начальной напряжённости поля короны. [c.601] Изложение теории коронного разряда мы начнём с результатов применения к нему теории Таунсенда-Роговского и в 2—6 этой главы будем рассматривать корцнный разряд как однородное в пространстве и времени явление. Первые экспериментальные исследования по коронному разряду смотрите [2045—2048]. [c.602] Вид формулы (722) тот же, что и вид формулы Пика, но её вывод целиком отражает все недостатки старой теории короны. [c.603] Так как Ке Кр, то первым слагаемым правой части выражения (728) можно пренебречь по сравнению со вторым. [c.604] В пользу заключения, что нельзя объяснить поддержание положительного коронного разряда только первым из перечисленных здесь механизмов, говорит то обстоятельство, что положительная корона появляется и поддерживается также и на отдельно взятом тонком проводе или острие, когда другим электродом служит лишь земля или далеко отстоящие окружающие предметы. В этом случае процессы ионизации на поверхности катода не могут играть большой роли для поддержания разряда потому, что напряжённость поля у катода очень мала, а отрицательные ионы, если они здесь и образуются в очень незначительном количестве, должны теряться на длинном пути до коронирующего электрода вследствие рекомбинации с положительными ионами. Поэтому необходимо допустить, что и при других условиях фотононизация газа собственным излучением играет существенную роль для поддержания положительной короны. [c.610] В случае положительного коронного разряда Ео оказывается несколько меньше, чем Е1-. Так как в коронирующем слое положительной короны преобладает положительный пространственный заряд, то на всём протяжении этого слоя Д( г) 0, и напряжённость поля больше, чем В результате кривая распределения напряжённости поля в случае положительной короны лежит так же близко к кривой = как и в случае отрицательной короны, но пересекает эту кривую лишь один раз и на наружном участке коронирующего слоя идёт выше, чем г случае отрицательной короны. Поэтому граница коронирующего слоя г=г.1, Е=--Е , а = 0) лежит при прочих равных условиях дальше от коронирующего провода, чем при отрицательной короне диаметр коронирующего слоя 2r больше ). [c.611] Вернуться к основной статье