Лекция 10 (Лекции по вакуумной и плазменной электронике), страница 3

Грандиозной формой искрового разрядаявляется молния, длина которой может составлять несколько километров. Молния пробиваетпромежуток между заряженным облаком и землёй или между двумя облаками. По внешнему видуискровой разряд в лабораторных условиях – та же молния, но уменьшенная. По достижениипробивного напряжения промежуток между электродами «молниеносно» прорезает тонкий,иногда зигзагообразный, иногда разветвлённый светящийся канал, и тут же гаснет. Искрасопровождается характерным треском, как молния – раскатами грома. Звук вызывается ударнойволной. Источником её служит резкое повышение давления от интенсивного выделения джоулеватепла в искровом канале при прохождении сильного разрядного тока.Искровые разряды возникают как в однородном поле плоских промежутков, привязываяськ случайным местам электродов, и в сильно неоднородных полях: между остриём и плоскостью,между тонкой проволокой и концентрическим цилиндром и т.д.

В последних случаях искровомуразряду, если переходить ко сё более высоким напряжениям, предшествует коронный разряд.Корона – слаботочный слабосветящийся разряд – появляется в окрестностях острия,проволоки, где поле резко усилено. Только в этой зоне происходит ионизация и газ светится.Электрический ток замыкается потоком зарядов того или иного знака (в зависимости отполярности острия), которые рождаются в самоподдерживающейся зоне вблизи острия ивытягиваются уже относительно слабым полем к другому электроду. Во внешней областисвечения нет.

Корона обычно возникает при давлениях порядка атмосферного, в воздухе околопроводов высоковольтных линий, около громоотводов и мачт кораблей («огни святого Эльма»).Для зажигания короны требуется определенное достаточно высокое напряжение, которое зависитот конкретных условий. При ещё более высоком напряжении пробивается остальная частьпромежутка и между электродами проскакивает искра.Непременным условием возникновения коронного разряда является резкая неоднородностьполя.

Около одного или обоих электродов поле должно быть значительно сильнее, чем востальной части промежутка. Так обычно бывает, когда характерный размер электрода r гораздоменьше межэлектродного расстояния d. Например, параллельные провода радиуса r в воздухекоронируют, если только d/r > 5,85. В противном случае при повышении напряжения междупроводами раньше проскакивает искра.Через сформировавшийся искровой канал протекает сильный ток порядка 104…105 А.вследствие падения напряжения на внешнем сопротивлении или в результате быстрой разрядкиконденсатора, если последний служит источником питания разряда, напряжение на электродахрезко уменьшается и разряд гаснет. Если в результате погашения разряда напряжение наэлектродах восстанавливается, пробой повторяется.

Если же источник питания обладаетдостаточной мощностью и может обеспечить протекание сильного тока в течение длительноговремени, то от тока искры образуется катодное пятно и зажигается дуговой разряд..