Коронный разряд и электрический ветер. Зоны электронной и ионной проводимости, страница 3

Авсек опубликовал [5.17] — [5.21] ряд статей, посвя­щенных различным видам электроконвективиых явлений в трансформаторном масле и в воздухе. Он порицает пренебрежительное отношение исследователей к электро­гидродинамическим явлениям и подробно описывает наблюденные им весьма многочисленные и интересные процессы.

В книге Рубашова и Бортникова [1.18] кратко сформу­лирована и проанализирована соответствующая задача математической физики, особое внимание обоснованно уделено одномерным течениям, а также идее обратимости ЭГД устройств: насос — генератор; приведены описания и расчеты некоторых ЭГД аппаратов.

                   Электрический ветер в  воздухе

Из этого обзора видно, что хотя электрическому ветру в газах, особенно в воздухе, уделялось неизмеримо боль­шое внимание, чем электрическому ветру в жидкостях, тем не менее гидродинамическая картина явлений не обла­дает достаточной  полнотой.

 Остроумовым были предприняты новые опыты по обнаружению и исследованию явлений, в том числе гидромеханических, сопровождающих корону в воздухе на игольчатом электроде. В частности, было проведено экспериментальное (на основе крутильных весов Аррениуса 15.4]) исследование. Крутильные весы [5.24] имеют  солидную конструкцию (рис. 5.1) и состоят из латун­ной трубки 1 диаметром 10/12 мм, длиной 300 мм, внутри которой на вольфрамовых проволочных растяжках 2 и 3 подвешен латунный стержень 4, снабженный отсчетным зеркалом 5, коромыслом 6 и крыльчаткой 7 (задемпфированной в масле). В верхней части трубки укреплено натяж­ное устройство 8,  покрытое противокоронным шаром 9.

В вертикальном канале этого шара на трении укрепляется провод от высоковольтного выпрямителя. На концах медно­го коромысла (рис. 5.2) оплав­лены шарики диаметром по 4 мм. Шарики просверлены, и в отверстие одного шарика 11 вставлена испытуемая игла 12. Второй шарик является проти­вовесом. Трубка 1 укреплена в центре крышки из оргстек­ла, покрывающей жестяной бак 10 (см. рис. 5.1) диаметром 200 мм и высотой 200 мм. Бак за­землен через микроамперметр. Противоположный провод от вы­прямителя также заземлен. По­даваемое напряжение измеряет­ся статическим вольтметром G-96. Для измерения угла зак­ручивания использован опти­ческий отсчет: 1 мм шкалы, отстоящей от зеркала 5 на 285 мм, соответствует силе реакции электрического ветра в 0,23 дин. В опытах были по очереди испытаны четыре иглы с радиусами кривизны острия 28, 31, 33 и 281 мкм.

Проведенные опыты показали отличную воспроизво­димость. Сила реакции ветра Fоказалась линейной функ­цией от квадрата приложенного напряжения (здесь и далее используются СГСЭ-единицы без специального обозначе­ния)

F= а (V² - V) > 0;    3 < V< 5С.        (5.1)

Значение безразмерного параметра а оказалось не завися­щим от знака заряда и степени заострения иглы. В сред­нем а = 0,030 ± 0,001. Пороговое напряжение V₀растет: нелинейно по мере увеличения радиуса кривизны острия 'R.

Коли рассчитать пороговую напряженность поля как для сферической  модели  по  формуле

«1

(5.2)

ока-

(5.3)

Здесь R₀означает вспомогательную длину, а п — пока­затель степени, соответствующие сопоставлению в электри­ческом ветре моделей сферического и иглообразного элек­тродов.  Измеренная сила реакции электрического ветра

Рис.  5.2. Подвижная часть крутильных весов в горизонтальном разрезе.

очень точно  описывается  такой степенной зависимостью от силы коронного тока:

 (5.4)

Таким образом, в этой серии опытов с крутильными весами были тщательно повторены измерения Аррениуса, однако с аппаратом более солидной конструкции; силы реакции протарированы, подтверждена отличная воспро­изводимость, установлена весьма точная линейная зави­симость силы реакции от квадрата  приложенного напряжения и обнаружена отчетливая степенная зависимость силы реакции от силы коронного тока в пределах указан­ного в (5.1) диапазона напряжений.

    Данные по исследованию электрического ветра в воздухе( Верещагн).