Исследования при атмосферном давлении и отрицательной полярности напряжения, страница 2

Рисунок 1.31. Фотография кончика иглы, сделанная с помощью длиннофокусного микроскопа, цена деления микроскопа 37,1 мкм.

На рисунке (рис.1.32) представлены зависимость силы тока от времени (а,б) (на осциллограммах красными цветом отмечены сглаженные по 53 точкам значения представленных величин) и гистограмма (в) измеренных значений тока (снизу) при напряжении до 5,5 кВ. Видно, значения тока примерно равны нулю, наблюдается только шум, связанный с прохождением сигнала несущей частоты высоковольтного источника питания - 27,5 кГц. При этом коронный разряд не наблюдается (г).

а)б)

в) г)

Рисунок 1.32. Осциллограммы тока (а,б), гистограмма распределения значений тока (в) и фотография иглы (г) при напряжении на игле меньше 9 кВ.

          При повышении напряжения до ~9 кВ (отрицательная полярность) на кончике иглы появляется микроэлектронная активность в виде свечения (рис.1.33), которое периодически гаснет и опять вспыхивает.

     

Рисунок 1.33. Последовательность полукадров (0,02 с) при напряжении на игле 9 кВ.

Видно, что одиночная вспышка длится в течение 4 кадров, т.е. занимает достаточно короткий промежуток времени (~0,08 мс). Осциллограмма тока при появлении вспышки представлена на рисунке (рис.1.34,а). На осциллограмме на фоне «медленного» импульса тока наблюдаются кратковременные импульсы. Видно, что длительность медленного импульса тока составляет ~65 мс, что согласуется с результатами, полученными при видеосъёмке.

На рисунке (рис.1.34,б) представлена гистограмма значений тока. Видно, что значения тока имеют два основных значения – 0 и 0,4 мкА, которые соответствуют ситуациям с отсутствием коронного разряда и горением коронного разряда.

 а)б)

в)г) д)

Рисунок 1.34.

          На рис.1.34 приведены осциллограммы кратковременных импульсов тока амплитуда которых составляет 1,5¸5 мкА и длительность – ~50 мкс (рис.1.34,д). Также стоит отметить, что передний фронт медленного импульса составляет ~2 мс (рис.1.34,в), такова же длительность заднего фронта медленного импульса (рис.1.34,г). По-видимому короткие импульсы соответствуют ходу отдельных лавин, а длительный характеризует интегральную многолавинную активность.

При дальнейшем повышении напряжения (-9,36 ± 0,02 кВ) свечение на игле также нестабильно, т.е. интенсивность заметно меняется во времени (рис.1.35). Осциллограмма тока при этом имеет вид следующих друг за другом отдельных коротких импульсов, накладываемых на некоторое постоянное значение (рис.1.36), и синусоидальную помеху (27,5 кГц), которую можно удалить операцией сглаживания по 53 точкам.

Рисунок 1.35. Горение коронного разряда при напряжении -9,37 ± 0,02 кВ.

а)

б) в)

Рисунок 1.36. Осциллограммы тока при напряжении -9,36 ± 0,02 кВ.

          Видно, что амплитуда импульсов составляет 1¸1,5 мкА, длительность - ~50 мкс (рис.1.36,б). Кроме того, обнаружены участки, на которых импульсы отсутствуют, а значение тока в 2¸2,5 раза превосходит среднее значение постоянной составляющей тока при наличии импульсов (рис.1.36,в).

При напряжении -9,399 ± 0,023 кВ свечение на игле нестабильно, наблюдаются отдельные вспышки (рис.1.37).

Рисунок 1.37. Последовательность полукадров коронного разряда при напряжении -9,399±0,023 кВ

          Осциллограмма имеет импульсный характер (рис.1.38). При этом постоянная составляющая тока равна нулю.

 

Рисунок 1.38. Осциллограмма тока при напряжении -9,399±0,023 кВ.

Видно, что повышение тока начинается с импульса или с последовательности нескольких импульсов, амплитудой 1¸2,5 мкА. При наличии последовательности импульсов первый импульс всегда больше по амплитуде и составляет 2¸2,5 мкА. Длительность импульса, также как и раньше, составляет ~50 мкс. Длительность «горба» повышения тока составляет ~1,5 мс.

Таким образом, следует отметить, что микроразрядная активность существенно зависит как от состояния поверхности высоковольтного электрода так и от расстояния между электродами. Микроразрядная активность появляется в виде одиночных кратковременных импульсов тока и свечения на кончике игольчатого электрода. Кратковременные импульсы тока, соответствующие отдельным лавинам, случайны как по амплитуде, так и по скважности. Составлены программы обработки экспериментальных данных микроразрядной активности, приведены функции распределения амплитудных и временных характеристик импульсных лавинных процессов. Средний заряд отдельных импульсов составляет 100 пКл.