Pelepasan koronal - asal, ciri dan aplikasi
Di bawah keadaan medan elektromagnet yang tidak homogen secara mendadak, pada elektrod dengan lengkungan permukaan luar yang tinggi, dalam sesetengah keadaan pelepasan korona - nyahcas elektrik bebas dalam gas - boleh bermula. Sebagai petua, bentuk yang sesuai untuk fenomena ini boleh bertindak: hujung, wayar, sudut, gigi, dll.
Syarat utama untuk permulaan nyahcas ialah berhampiran tepi tajam elektrod mesti ada kekuatan medan elektrik yang agak lebih tinggi daripada di seluruh laluan antara elektrod, yang mewujudkan perbezaan potensi.
Untuk udara dalam keadaan normal (pada tekanan atmosfera), nilai had keamatan elektrik ialah 30 kV / cm; pada voltan sedemikian, cahaya seperti korona yang lemah muncul di hujung elektrod. Itulah sebabnya pelepasan dipanggil pelepasan korona.
Pelepasan sedemikian dicirikan oleh penampilan proses pengionan hanya di sekitar elektrod korona, manakala elektrod kedua mungkin kelihatan normal sepenuhnya, iaitu, tanpa pembentukan korona.
Pelepasan korona kadangkala boleh diperhatikan dalam keadaan semula jadi, contohnya di puncak pokok, apabila ini difasilitasi oleh corak pengedaran medan elektrik semula jadi (sebelum ribut petir atau semasa ribut salji).
Pembentukan pelepasan korona berlangsung dengan cara berikut. Molekul udara terion secara tidak sengaja dan elektron terpancar.
Elektron mengalami pecutan dalam medan elektrik berhampiran hujung dan mencapai tenaga yang mencukupi untuk mengionkannya sebaik sahaja ia bertemu dengan molekul seterusnya dalam laluannya dan elektron berlepas semula. Bilangan zarah bercas yang bergerak dalam medan elektrik berhampiran hujung meningkat seperti runtuhan salji.
Jika elektrod korona tajam adalah elektrod negatif (katoda), dalam hal ini korona akan dipanggil negatif dan longsoran elektron pengionan akan bergerak dari hujung korona ke elektrod positif. Penjanaan elektron bebas dipermudahkan oleh sinaran termionik katod.
Apabila longsoran elektron yang bergerak dari hujung mencapai kawasan di mana kekuatan medan elektrik tidak lagi mencukupi untuk pengionan longsoran selanjutnya, elektron bergabung semula dengan molekul udara neutral, membentuk ion negatif, yang kemudiannya menjadi pembawa arus di kawasan di luar mahkota. Korona negatif mempunyai cahaya seragam ciri.
Sekiranya sumber korona adalah elektrod positif (anod), pergerakan longsoran elektron diarahkan ke arah hujung, dan pergerakan ion diarahkan keluar dari hujung. Proses foto sekunder berhampiran hujung bercas positif memudahkan pembiakan elektron pencetus runtuhan salji.
Jauh dari hujung, di mana kekuatan medan elektrik tidak mencukupi untuk memastikan pengionan salji, pembawa semasa kekal ion positif bergerak ke arah elektrod negatif. Korona positif dicirikan oleh pita yang tersebar dalam arah yang berbeza dari hujung, dan pada voltan yang lebih tinggi, pita berbentuk saluran percikan.
Corona juga mungkin pada wayar talian kuasa voltan tinggi, dan di sini fenomena ini membawa kepada kehilangan elektrik, yang dibelanjakan terutamanya untuk pergerakan zarah bercas dan sebahagiannya untuk radiasi.
Korona pada konduktor garisan berlaku apabila kekuatan medan padanya melebihi nilai kritikal.
Corona menyebabkan kemunculan harmonik yang lebih tinggi dalam lengkung semasa, yang boleh meningkatkan secara mendadak pengaruh mengganggu talian kuasa pada talian komunikasi dan komponen aktif arus dalam talian, disebabkan oleh pergerakan dan peneutralan caj ruang.
Jika kita mengabaikan penurunan voltan dalam lapisan koronal, maka kita boleh mengandaikan bahawa jejari wayar dan oleh itu kapasiti talian meningkat secara berkala dan nilai-nilai ini turun naik dengan frekuensi 2 kali lebih besar daripada frekuensi rangkaian ( tempoh perubahan ini berakhir pada separuh tempoh kekerapan operasi).
Oleh kerana fenomena atmosfera mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kehilangan tenaga dengan korona dalam barisan, jenis cuaca utama berikut harus diambil kira semasa mengira kerugian: cuaca cerah, hujan, fros, salji.
Untuk memerangi fenomena ini, konduktor talian kuasa dibahagikan kepada beberapa bahagian, bergantung kepada voltan talian, untuk mengurangkan voltan tempatan berhampiran konduktor dan mencegah pembentukan korona pada dasarnya.
Disebabkan oleh pengasingan konduktor, kekuatan medan berkurangan disebabkan oleh luas permukaan konduktor yang dipisahkan yang lebih besar berbanding dengan luas permukaan konduktor tunggal keratan rentas yang sama, dan cas pada konduktor yang dipisahkan meningkat. dalam bilangan kali yang lebih kecil daripada luas permukaan konduktor.
Jejari wayar yang lebih kecil memberikan peningkatan yang lebih perlahan dalam kehilangan korona. Kerugian korona terkecil diperolehi apabila jarak antara konduktor dalam fasa ialah 10 — 20 cm Walau bagaimanapun, disebabkan oleh bahaya pertumbuhan ais pada berkas konduktor fasa, yang akan membawa kepada peningkatan mendadak dalam tekanan angin pada talian , jaraknya mengambil masa 40-50 cm.
Di samping itu, gelang anti-korona digunakan pada talian penghantaran voltan tinggi, yang merupakan toroid yang diperbuat daripada bahan konduktif, biasanya logam, yang dipasang pada terminal atau bahagian perkakasan voltan tinggi yang lain.
Peranan cincin korona adalah untuk mengagihkan kecerunan medan elektrik dan menurunkan nilai maksimumnya di bawah ambang korona, dengan itu menghalang pelepasan korona sepenuhnya atau sekurang-kurangnya kesan merosakkan pelepasan dipindahkan dari peralatan berharga ke cincin.
Pelepasan korona menemui aplikasi praktikal dalam penulen gas elektrostatik, serta untuk mengesan keretakan dalam produk.Dalam teknologi penyalinan — untuk mengecas dan melepaskan fotokonduktor dan memindahkan serbuk pewarna ke kertas. Di samping itu, nyahcas korona boleh digunakan untuk menentukan tekanan di dalam lampu pijar (mengikut saiz korona dalam lampu yang serupa).