Искра (разряд)
Как искра , которая будет гореть излучающую плазму краткосрочного газового разряда называет при атмосферном давлении. Он проходит по тонкому каналу и сам гаснет после выравнивания заряда.
Искры возникают при наличии напряжения между двумя электрическими проводниками или электродами в результате ударной ионизации, когда расстояние ниже расстояния поражения .
В сухом воздухе при стандартных условиях (атмосферное давление), в зависимости от преобладающего газа, требуется около 1 кВ на миллиметр между проводниками до возникновения искры. Однако это значение сильно варьируется в зависимости от типа газа или газовой смеси, а также от их влажности и давления воздуха .
Подробности
Расстояние поражения, то есть расстояние между двумя проводниками, ниже которого возникает пробой (искровой разряд) между ними при заданном напряжении, зависит от:
- форма проводника - заостренные концы проводника способствуют перекрытию (см. также автоэлектронную эмиссию )
- влажность и тип газа - влага имеет тенденцию вызывать пробои, гексафторид серы может предотвратить пробои
- ионизирующее излучение , например ультрафиолетовое , рентгеновское и гамма-излучение , заряженные частицы, способствуют перекрытию
- при падении давления воздуха дальность действия увеличивается; Это важно для электрических систем на больших высотах (горы, самолеты, ракеты): высотные электрические системы требуют больших расстояний по воздуху и утечки.
- высокое давление газа уменьшает расстояние выброса (важно, например, для работы систем зажигания на бензиновых двигателях )
Если в искровом разряде подается достаточный ток, возникает дуговый разряд или электрическая дуга , см. Также переключающую дугу : в то время как электроды остаются практически холодными в искровом разряде, части проводников или электродов испаряются в дуговом разряде и металл паровая плазма создается. Если искровой разрядник должен воспламеняться очень часто, существует риск локального перегрева и плавления материала. Этого можно избежать с помощью группы разделенных искровых разрядников для тушения. Разряды происходят в чередующихся точках по окружности дисков, которые выгорают в результате искровой эрозии . Теплоемкость латунных пластин охлаждает искры, поэтому они быстро гаснут, если ток падает ниже минимального. Пластины с очень высокой производительностью имеют водяное охлаждение.
Также вспышки молнии - это искровые разряды.
Когда электрические выключатели размыкаются и замыкаются , возникают искры переключения или отрыва или дуги переключения . Они приводят к эрозии контактов, и их можно подавить или избежать с помощью дополнительных электрических компонентов ( защитный диод , элемент Бушро ).
Искровые разряды из-за электростатического заряда могут разрушить электронные компоненты ( ESD ).
Искра создает электрическое соединение между двумя электродами за счет ударной ионизации за очень короткое время (от мкс до нескольких 10 нс) ; возникают очень высокие токи (с электростатическими разрядами в несколько сотен ампер, с молнией до 100 кА).
Искровые разряды, помимо ультрафиолетового и светового излучения , также всегда излучают радиоволновые импульсы. Они представляют собой сильные источники помех (см. Электромагнитная совместимость , сокращенно EMC) до диапазона ГГц.Первые передатчики радиоволн работали с искровыми разрядниками и дали название радиотехнике . Поэтому системы зажигания бензиновых двигателей подавляются , в частности. скорость нарастания тока снижается с помощью резистора в разъеме свечи зажигания или в свече зажигания . Щетка огнь на двигателях постоянного тока также искровой разряд.
Зазоры Свечи используются для генерации сильных электрических импульсов (например , азот , лазерных , трансформатор Тесла ), для ионизации, для воспламенения химических реакций (пьезо зажигалки , свечи зажигания ), для поджига дуги во время TIG сварки , для защиты от перенапряжения в электронных устройствах и при передаче энергии использовал.
Другое применение - искровая камера для обнаружения пути ионизирующих частиц.
Индивидуальные доказательства
- ↑ Аксель Россманн: Формирование структуры и моделирование технических систем Том 1: Статические основы моделирования . Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-662-46766-4 , стр. 285 ( ограниченная предварительная версия в программе Поиск книг Google [доступ 14 декабря 2016 г.]).
- ↑ Иоахим Хайнце: Учебник экспериментальной физики Том 3: Электричество и магнетизм . Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-662-48451-7 , стр. 119 ( ограниченная предварительная версия в Поиске книг Google [доступ 14 декабря 2016 г.]).