尖端放电论文

尖端放电论文

尖端放电

本周我们又上了一堂别开生面的物理演示实验课。这次的演示实验大多数都是跟电磁学有关的,跟我们正在学习的内容紧密相联,增长了见识又加深了对课本的理解。

本次课上看到了许多有趣的实验,像尖端放电,卢瑟福散射实验,电磁阻尼摆等等,每一个都让我印象深刻。但给我印象最深的就是尖端放电,这也是本次实验课中最危险的。尖端放电这个词我们从小就听说了,原先就是知道电能从尖的地方释放出去,并不明白其原理。到了中学时期,老师给做了“电风转筒”,“电风吹烛”等趣味物理实验,使我对电学的神奇现象更加的感兴趣了,直到本学期上了大学物理课我终于明白了其中的道理。

尖端放电简单的说就是在强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象。他属于一种电晕放电。这是因为导体尖锐处曲率很大,电荷面密度就大,因而电势梯度大,尖端附近的电场特别强,当场强超过空气的击穿场强时就会发生空气被电离的放电现象,叫做尖端放电。

尖端放电在我们的生活中有很多的应用。小的方面主要是电子打火装置,比如打火机,燃气炉,燃气热水器等都是靠尖端放电产生的火花来点火的。由于这种放电的能量较大,所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。大的方面主要就是避雷针。当带电云层靠近建筑物时,建筑物会感应上与云层相反的电荷,这些电荷会聚集到避雷针的尖端,达到一定的值后便开始放电,这样不停的将建筑物上的电荷中和掉,永远达不到会使建筑物遭到损坏的强烈放电所需要的电荷。

将尖端放电知识与静电屏蔽知识结合起来就可以应用到生活中更多的地方,比如在高压带电作业中工人常常穿上用金属丝或导电纤维织成的均压服,这样可以对人体起屏蔽保护作用,避免人受到电击伤害。还有家喻户晓的鸟巢,运用的不是避雷针,而是避雷网。“鸟巢” 的整个“钢筋铁骨”就是一个“笼式避雷网”。为了防止雷击对人体的伤害,场馆内人能触摸到的部位上,比如钢结构,都作了特殊处理,抵消了雷电对人的影响,绝对不会伤害到人。同时,“鸟巢”内几乎所有的设备都和避雷网连接,保证雷电来临的一瞬间,能顺利将巨大电流导入地下,保证了场馆自身、仪器设备和人身的安全。

我觉得我们还可以利用它进行除尘工作。对于工厂烟囱中放出的煤粉颗粒,若在烟囱中加两个电极,一边是烟囱管,另一边是一根粗裸导线,加强其中的电场使其电离气体的能力加强,以便使煤粉带上电离出的电子而被正电极吸引而被除去。这是我自己的想法,不一定可行。

这次的演示实验课让我明白了许多,电学给我们的工作生活带来了方便,但是如果使用不当也会造成很大的损失,正像中国一句古话说的“水能载舟亦能覆舟”。对于自然及各种物理现象,如果我们能准确把握它们的规律,并合理运用,就会对人类的生活造福深远。而若忽视规律,不合理的滥用,即使是很小的事情,亦会造成灭顶之灾。

辉光放电

辉光放电(Glow discharge) 辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式,应用也最广泛。比如,一般的气体激光器(He-Ne 激光器、CO2激光器等)、常用光源(荧光灯)、空心阴极光谱灯等。同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式,所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。 §6.1 辉光放电的产生及典型条件 最简单的辉光放电的结构如图6.1(a)。调节电源电压E或限流电阻R,就会得到如图6.1(b)的V-A 特性曲线。管电压U调节到等于着火电压U b时,放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电,此时,放电电流I会继续增大,管压降U下降,进入辉光放电区。放电管发出明亮的辉光,其颜色由放电气体决定。限流电阻R应比较大,以保证放电稳定在辉光放电区。如果限流电阻R很小,放电很容易进入弧光放电区。 辉光放电的特点:比较高的放电管电压U(几百~几千V),小的电流I(mA量级); 弧光放电的特点:很低的放电电压U(几十V),大电流放电I(A量级甚至更大)。 辉光放电的典型条件: ①放电间隙中的电场分布比较均匀,至少没有很大的不均匀性;例如He-Ne激光器的放电管内电场近似 均匀。 ②放电管内气体压强不是很高,要求满足(Pd)Ubmin<Pd<200Kpa cm(巴邢曲线的右支),d---放电管内 电极间距,(Pd)Ubmin--巴邢曲线最低点U bmin对应的Pd值。一般P=4Pa~14Kpa时,可出现正常辉光放电,而Pd>200Kpa cm时,非自持放电通常会过渡到火花放电或丝状放电; ③放电回路中的电源电压和限流电阻准许放电管的放电电流工作在mA量级,且电源电压应高于着火电 压U b,否则不能起辉。

第六章、辉光放电(Glow discharge)

第六章、辉光放电(Glow discharge) 辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式,应用也最广泛。比如,一般的气体激光器(He-Ne 激光器、CO2激光器等)、常用光源(荧光灯)、空心阴极光谱灯等。同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式,所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。 §6.1 辉光放电的产生及典型条件 最简单的辉光放电的结构如图6.1(a)。调节电源电压E或限流电阻R,就会得到如图6.1(b)的V-A 特性曲线。管电压U调节到等于着火电压U b时,放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电,此时,放电电流I会继续增大,管压降U下降,进入辉光放电区。放电管发出明亮的辉光,其颜色由放电气体决定。限流电阻R应比较大,以保证放电稳定在辉光放电区。如果限流电阻R很小,放电很容易进入弧光放电区。 辉光放电的特点:比较高的放电管电压U(几百~几千V),小的电流I(mA量级); 弧光放电的特点:很低的放电电压U(几十V),大电流放电I(A量级甚至更大)。 辉光放电的典型条件: ①放电间隙中的电场分布比较均匀,至少没有很大的不均匀性;例如He-Ne激光器的放电管内电场近似 均匀。 ②放电管内气体压强不是很高,要求满足(Pd)Ubmin<Pd<200Kpa cm(巴邢曲线的右支),d---放电管内 电极间距,(Pd)Ubmin--巴邢曲线最低点U bmin对应的Pd值。一般P=4Pa~14Kpa时,可出现正常辉光放电,而Pd>200Kpa cm时,非自持放电通常会过渡到火花放电或丝状放电; ③放电回路中的电源电压和限流电阻准许放电管的放电电流工作在mA量级,且电源电压应高于着火电 压U b,否则不能起辉。

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