§ 13. Электростатика(Коронный разряд)
КОРОННЫЙ РАЗРЯД
Неполный пробой газового промежутка, или "огни Святого Эльма"
Коронный разряд - это неполный пробой газового промежутка. Возникает в неоднородном электрическом поле. Он может проявиться под действием атмосферного электричества на верхушках мачт, шпилей, деревьев и в других тонких и заостренных местах. В обиходе получил название "огней Святого Эльма".
В лабораторных условиях коронный разряд легко получить, располагая тонкую проволоку внутри металлического цилиндра (Рис. 3) и создавая достаточный электрический потенциал между цилиндром и проволокой. Линии напряженности Е, направленные от внутренней поверхности цилиндра к проволоке, сгущаются в районе проволоки. Напряженность Е достигает значений 3 * 10
6 В/м. В результате зажигается разряд (корона). При увеличении напряжения U между цилиндром и проволокой растет ток в коронном разряде и увеличивается диаметр светящейся вокруг проволоки короны.Различают отрицательную и положительную корону по знаку электрического заряда на проволоке Электронные лавины обрываются на краю короны Расстояние, которое они проходят, и есть размеры
Короны. Поэтому и возникло определение коронного разряда как неполного пробоя газового промежутка.Механизмы возникновения отрицательной и положительной короны разные В случае отрицательной короны положительные ионы ускоряются в сильно неоднородном электрическом поле вблизи катода, чем является проволока внутри цилиндра, и выбивают из нее электроны (называется это вторичной электронной эмиссией). Выбитые электроны порождают новые положительные ионы и электронные лавины. На некотором расстоянии от проволоки электронные лавины обрываются, т.к. электрическое поле убывает с удалением от проволоки.
Практическое использование коронного разряда
Таким образом, действие коронного разряда учитывается в практике строительства ЛЭП.
Люди стараются преодолеть отрицательные последствия коронного разряда, путем выбора умеренно высоких значений напряжений и используют для ЛЭП толстые провода. Имеются также случаи практического использования полезных особенностей коронного разряда. Примером является создание электрофильтров для очистки промышленных газов от твердых и жидких частиц.
Таким методом очищают, например, дым в производстве серной кислоты, очищают воздух в литейных цехах цветных металлов и в других вредных производствах. Принцип действия такого электрофильтра следующий. Внутри трубы натягивается отрицательно заряженная проволока, вокруг которой зажигается корона. Воздух внутри трубы становится сильно ионизированным. Ионы оседают на частицах дыма, поднимающихся по трубе. В результате частицы дыма приобретают такой же заряд, как коронирующая проволока, поэтому отталкиваются от нее и оседают на стенках трубы. Со стенок трубы они могут в последующем собираться, утилизоваться, либо использоваться опять в производстве, если это ценный продукт, как, например, в случае дыма в литейных цехах.
Описанный метод электрофильтрации дымов с использованием коронного разряда очень эффективен. В этом можно убедиться на простом опыте. Если прозрачную трубу с центральной проволокой заполнить темным дымом и потом включить напряжение, то воздух в трубе моментально очистится и станет светлым.
