Файл: Исследование зависимости разрядного напряжения в воздухе от расстояния между электродами при различной форме электродов.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.02.2024

Просмотров: 34

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Цель работы:

Исследование зависимости разрядного напряжения в воздухе от расстояния между электродами при различной форме электродов

Теоретические положения

Корона – это самостоятельный газовый разряд, возникающий в резко неоднородных полях у электродов с большой кривизной поверхности (острия, тонкие провода).

Лавинная форма разряда – это электрический разряд в газе, в котором возникающие под действием внешнего ионизатора электроны сами производят дальнейшую ионизацию, причем число вновь образующихся ионов резко возрастает. При возникновении лавинного разряда несамостоятельный разряд переходит в самостоятельный разряд.

Стримерная форма разряда – это тип переходного электрического разряда, который образуется на поверхности проводящего электрода, несущего высокое напряжение в изолирующей среде, такой как воздух.

Пробивное напряжение – это характеристика изолятора, которая определяет максимальную разность напряжений, которая может быть приложена к материалу до того, как изолятор проведет ток.



Рис. 1. Электрическая схема экспериментальной установки:

АТ –
автотрансформатор

Т –
высоковольтный трансформатор

Rзащ –
защитное сопротивление

R1, R2 –
высоковольтный омический делитель

Rд –
добавочное сопротивление

V –
вольтметр

A –
– микроамерметр

1–4 –
1-4 – испытуемые электроды

Результаты эксперимента


Таблица

Форма
электродов
S, см
Экспериментальные данные
Расчетные данные

Uр, кВ
Uр ср,

кВ
Еср, кВ/см
Uр,

кВ
Еср, кВ/см

1
2
3
4
5
6

Шар – шар
1,2
25
26
27
27
25
27
26,16
21,80
35,61
29,67

1,8
39
40
38
38
40
38
38,83
21,57
51,49
28,60

2,4
51
49
50
49
50
53
50,33
20,97
66,22
27,59

3,1
65
64
61
63
63
67
63,83
20,59
82,05
26,46

4,1
85
84
80
81
80
79
81,50
18,88
102,42
24,98

5,1
112
97
98
103
95
96
100,17
19,64
120,45
23,61

Острие – острие
1,2
13
12
13
13
13
13
12,83
10,69
16,85
14,04

1,8
14
15
14
15
15
14
14,5
8,06
18,64
10,36

2,5
16
15
16
16
16
15
16,67
6,27
20,74
8,3

3,5
18
18
18
19
18
19
18.17
5,19
23,73
6,78

4,5
20
20
20
21
20
21
20,33
4,52
26,72
5,94

5,5
22
22
23
22
22
23
22,33
4,06
29,72
5,4

Острие –
плоскость
1,2
11
12
12
11
11
11
11,33
9,44
10,45
8,70

1,8
16
17
16
16
17
17
16,50
9,17
12,36
6,87

2,5
23
23
22
23
22
21
22,33
8,93
14,58
5,83

3,1
27
26
27
26
25
27
26,33
8,49
16,49
5,32

4,1
33
33
33
33
35
33
33,33
8,13
19,67
4,80

5,1
40
38
39
41
41
38
39,50
7,75
22,86
4,48

Коронирующие

кольца
1,2
14
16
16
16
16
15
15,50
12,92
---
---

2,1
24
23
24
23
23
24
23,50
11,19
---
---

3,1
32
32
32
32
30
32
31,67
10,22
---
---

4,1
39
40
37
37
38
38
38,17
9,30
---
---

5,1
45
44
46
44
45
45
44,83
8,79
---
---

6,1
47
47
48
51
47
50
48,33
7,92
---
---


1. Построить зависимость разрядного напряжения Up = f(S) от расстояния между электродами.
Рис. 2. Зависимость Up = f (S)





Объяснить полученные результаты:

С увеличением Sпо графикам наблюдается уменьшение Eр, это объясняется тем, что неоднородность поля возрастает с увеличением расстояния. Острие-плоскость и острие-острие имели электрическое поле отличное от теоретического из-за отсутствия соосности между электродами.


  1. При какой форме электродов пробивное напряжение между электродами минимально?

Ответ: при форме электродов острие-плоскость, т.к. электроны, двигаясь к острию в область сильного поля, совершают ударную ионизацию и образуют лавину электронов.


  1. Как изменяется разрядное напряжение от расстояния между электродами в однородном и резко неоднородном полях?

Ответ: увеличивается с расстоянием по линейному закону.
Контрольные вопросы

  1. Для каких целей вводится поправка на относительную плотность воздуха?

Ответ: Так как число электронов в лавине зависит от эффективного коэффициента ударной ионизации, который в свою очередь зависит от относительной плотности воздуха, в расчетных формулах производится учет данной величины. К тому же пространство между электродами заполнено воздухом, параметры которого (температура и атмосферное давление) напрямую влияют на образование электронных лавин, а, следовательно, и разряда.


  1. Почему в однородном поле отсутствует коронная форма разряда?

Ответ: Ввиду того, что напряжение зажигания коронного разряда в однородном
, а также в слабонеоднородном поле близко по значению или равно разрядному напряжению, коронный разряд не образуется, так как сразу же переходит в полный пробой диэлектрика.


  1. Какие параметры электродной системы влияют на максимальную и среднюю напряженность электрического поля?

Ответ: На напряженность электрического поля в межэлектродном пространстве влияют такие параметры как размер и форма электродов, расстояние между электродами, характеристики газа в этом пространстве, а также полярность и частота напряжения.

  1. Как классифицируется степень неоднородности электрического поля?

Ответ: Степень неоднородности электрического поля между электродами характеризуется коэффициентом неоднородности, который равен отношению максимальной напряженности к средней напряженности поля между электродами.


  1. Почему значения пробивных напряжений, полученных экспериментально и расчётным путем, отличаются больше, чем разброс полученных пробивных напряжений?

Расхождение между опытными и расчетными данными можно объяснить погрешностями при измерениях, а также тем, что расчет пробивного напряжения по формуле дает неточную величину, однако во время эксперимента на величину пробивного напряжения влияет множество случайных факторов, учесть которые практически невозможно, но при проведении серии экспериментов можно «усреднить» значение.
Выводы:

В ходе лабораторной работы была исследована зависимость разрядного напряжения в воздухе от расстояния между электродами при различной форме электродов. Как видно из зависимостей Uр= f(S), чем больше расстояние между электродами, тем больше разрядное напряжение. Это подтверждается теорией возникновения разряда.

Смотрите также файлы