Кистевой разряд
Кистево́й разря́д — электрический разряд в газах и диэлектриках, возникающий вблизи металлического острия-катода при разности потенциалов около 10 кВ.
Физические основы[править]
Термин «кистевой разряд» считается устаревшим, поскольку явление, ему соответствующее, является частным случаем коронного разряда (не высокочастотного) Кистевой разряд возникает в атмосфере вблизи острия металлического предмета в присутствии высокого электрического потенциала и представляет собой пучок (похожий на кисть человека, откуда он и получил своё название) искр или светящихся шнуров, расходящихся из одной точки или небольшой области, но не достигающих второго электрода. Кистевой разряд можно считать промежуточной стадией между искровым и коронным разрядом, происходящим при относительно низкой разности потенциалов, как правило, до 10 кВ. Кистевой разряд сопровождается характерным треском. Разновидность кистевого разряда, вызванную накоплением электростатической энергии высокой плотности на рулонных синтетических материалах с высоким удельным сопротивлением (лавсан, полиэтилен и др.) и имеющих разную полярность на разных сторонах плёнки, называют скользящим кистевым разрядом. Причина возникновения разности потенциалов между сторонами плёнок с высоким удельным сопротивлением — трение или распыление порошковых материалов. Эквивалентной схемой этого явления может служить плоский конденсатор, в котором каждый электрод соответствует стороне плёнки с разным знаком накопленного заряда.
Скорость распространения кистей разряда, называемых стримерами, составляет приблизительно ~ см/с. Они распространяются в сторону более слабого электрического поля и постепенно затухают, не достигая электрода с противоположным знаком заряда.
Кистевые разряды наблюдаются также при глубоком залегании заряда при сильном ударе по заземлённому острию, поставленному на поверхность твёрдого диэлектрика. Инжектирование заряда происходит в результате преобразования механической энергии в электрическую при высокой напряжённости электрического поля в диэлектриках со значительными нарушениями внутренней структуры[1].
Кистевой разряд, как и коронный, возникает в результате ионизации атомов и молекул газа или диэлектрика вблизи электрода с малым радиусом кривизны. Ионизация приводит к появлению заряженных частиц, свободных электронов и положительных ионов, которые во внешнем электрическом поле приобретают энергию, достаточную для ионизации других атомов и ионов, с которыми сталкиваются во время своего движения по электрическому полю. В результате возникает лавинообразный процесс ионизации, приводящий к возникновению кистевого (и коронного) разрядов. При относительно небольших напряжённостях электрического поля кистевой разряд имеет стримерную природу, а его форма зависит от полярности электрода, от которого данный кистевой разряд распространяется. Электроны лавин, кроме ионизации, приводят и к переходам ионов и молекул газа в возбуждённое состояние, вследствие чего возникает излучение в виде фотонов (см. рисунок).
Применение[править]
Кистевой разряд в атмосфере относится к паразитным эффектам, его нужно учитывать при расчётах высоковольтных систем и линий электропередачи, поскольку его появление может приводить к возгораниям и потерям электрической мощности, а при определённых условиях — переход в гораздо более опасный коронный разряд. Кистевой разряд также приводит к возникновению электрических помех, затрудняющих устойчивую радиотелевизионную приёмопередачу.
Обнаружены и полезные свойства кистевого разряда — изучение его влияния на почву показали увеличение усвояемых форм азота (УФА) в ней, увеличение содержания в почве калия, фосфора и азота, что приводило к росту и развитию растений и урожая сельскохозяйственных культур[2][3].
Примечания[править]
- ↑ Фёдоров Б. В., Панченко Н. Б., Бердова Ю. С. Механическое и ионизирующее воздействие на стёкла рус. // Неорганические материалы : журнал. — 2018. — Vol. 54. — № 8. — С. 892—898.
- ↑ Трофимова Н. Б., Топорков В. Н. Исследование воздействия кистевого разряда на почву рус. // Научно-технический бюллетень по электрификации с. х. : Бюллетень. — 1984. — В. 2. — С. 18—21.
- ↑ Топорков В. Н., Королев В. А. Исследование воздействия электрических зарядов на содержание усвояемых форм азота в почве рус. // Вестник ВИЭСХ : журнал. — 2016. — № 2. — С. 110—113.
Литература[править]
- Капцов Н. А. Коронный разряд и его применение в электрофильтрах. — Москва, Ленинград : Гостехиздат, 1947.
- Левитов В. И. Корона переменного тока. Вопросы теории, методов исследования и практических характеристик — Москва : Энергия, 1975.
- Райзер Ю. П. Физика газового разряда. — Москва : Наука, 1992.
- Соколова М. В. Коронный разряд в газах // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Т. 2 — Москва : Наука, 2000.
- Кечиев Л. Н., Пожидаев Е. Д. Защита электронных средств от воздействия статического электричества. — Москва : Изд. дом «Технологии», 2005.
Ссылки[править]
 | Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Кистевой разряд», расположенная по адресу:
Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?». |
|---|