Серия экспериментов: расстояние между электродами ~1 см; игла «проработала» несколько месяцев. Получены видеокадры (рис.1.16) процесса микроэлектронной активности на игле и осциллограммы тока и напряжения (рис.1.17).
Рисунок 1.16. Изображение иглы без подачи высокого напряжения (слева) и при подаче напряжения ~4,1 кВ (2 негатива справа). Лавинные процессы происходят из «каверны» на поверхности иглы. На левом изображении тёмные полосы – это миллиметровые деления линейки, поперечный размер фотографии 1,2 мм. Проведена дополнительная обработка изображения: инверсия, наложение изображения иглы, корректировка уровня яркости. Длительность кадра 40 мсек. Игла с сильной коррозией, радиус скругления кончика иглы ~50 мкм.
Рисунок 1.17. Начальная стадия микроэлектронной активности - осциллограмма тока.
Видно, что процесс микроэлектронной активности проявляется как последовательность импульсов тока. На рис.1.18 представлена гистограмма распределения времени между импульсами. Видно, что среднее значение длительности между импульсами составляет 1,5 мс.
Рисунок 1.18. Гистограмма распределения времени между импульсами тока.
На рис.1.19 представлена осциллограмма отдельного импульса.
Рисунок 1.19. «Лупа» отдельного импульса. Длительность импульса ~50мкс. Заряд переносимый этим импульсом составляет ~170 пКл.
В этих экспериментах использовалась та же игла, но расстояние между электродами составляло 1,5 см.
Рисунок 1.20. Последовательность полукадров (0,02 сек) возникновения микроэлектронной активности в начальной фазе коронного разряда при повышении напряжения от+4,6 до+5,1 кВ (слева направо) (атмосферное давление).
Рисунок 1.21. Осциллограммы напряжения и тока при возникновении коронного разряда (атмосферное давление)
Напряжение появления свечения микроэлектронной активности +4,7 кВ. Амплитуда импульсов тока до появления свечения микроэлектронной активности ~4 мкА, после появления свечения микроэлектронной активности − уменьшается до ~2,5 мкА (рис.1.22).
Рисунок 1.22. Осциллограмма тока при повышении
Длительность импульса составляет ~0.05 мс. Длительность переднего фронта импульса тока не превосходит длительность одного-двух отсчётов АЦП (1,5 МГЦ), т.е. составляет величину ~1 мкс.
Рисунок 1.23. Гистограмма распределения импульсов тока по амплитуде
Рисунок 1.24. Полукадры (0,02 сек) видеозаписи возникновения микроэлектронной активности в начальной стадии коронного разряда при атмосферном давлении. Представленные кадры соответствуют напряжению 4,85 кВ (рис.1.25).
Рисунок 1.25. Осциллограммы, соответствующие возникновению коронного разряда (рис.1.24).
Напряжение погасания короны (рис.1.26) ~4.8 кВ, амплитуда импульсов при погасании короны в воздухе при атмосферном давлении составляет 3-3,5 мкА (рис.1.27).
Рисунок 1.26. Полукадры (0,02 сек) затухания коронного разряда при атмосферном давлении.
Рисунок 1.27. Осциллограммы, соответствующие погасанию коронного разряда (рис.1.26).
Кроме распределения импульсов тока по амплитуде были получены значения распределения интервалов времени между импульсами (рис.1.28, 1.29).
Рисунок1.28. Гистограммы распределения длительности между импульсами (слева) и обратной величины (справа).
Рисунок 1.29. Зависимости длительности между импульсами (сверху) и обратной величины (снизу) от подаваемого напряжения (слева) и среднего тока (справа).
При проведении экспериментов было обнаружено, что при измерениях ток и напряжения наблюдается смещение значений на постоянную величину. Для коррекции измеряемых значений напряжения и тока были проведены измерения при нулевом напряжении на источнике высокого напряжения: U0=0.38 kV, I0=-0.53 mkA.
Получение вольтамперной характеристики проводилось фиксированном напряжении. Данные регистрировались с помощью АЦП (USB3000). Частота дискретизации 1500 кГц на канал. Ток между электродами измерялся по падению напряжения на измерительном сопротивлении 100 кОм. Расстояние между электродами 31 мм (рис.1.30).
Рисунок 1.30. Фотографии кюветы (слева) и кончика иглы (справа), сделанные видеокамерой.
Радиус скругления иглы (рис.1.31) примерно 40 мкм (цена одного деления шкалы объектмикрометра микроскопа(на заднем плане) составляет 37 мкм).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.