VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Для исследование электрического поля пары электродов игла- плоскость собран стенд, состоящий из источника высокого напряжения типа «Разряд», блока питания «Агат», электрода типа иглы 1, электрода типа плоскость 2. Рис.1. Электрод типа плоскость выполнен в виде шайбы 2 диаметром 50мм, высотой 20 мм из алюминиевого сплава. Рабочую поверхность плоского электрода покрываем чёрной краской. В качестве индикатора 3 электрического поля коронного разряда жидкие кристаллы холестерического типа с мезофазой 42-50 ℃ [1,2]. Плоский электрод подогреваем до температуры 41℃. При расстоянии между электродами 25мм и подаче на электроды напряжения порядка 5 kV на плоском отрицательном электроде появится картина электрического поля в виде цветных изотерм. Игла устанавливается таким образом, чтобы электрическое поле вписывалось в плоский электрод. Полученная термограмма теплового поля

Рис.1.Схема опыта игла-плоскоскость.1.Игла. 2.Плоский электрод.3.Жидкие кристаллы.

отображает картину электрического поля от центра к периферии шайбы. При этом, температура в центре соответствует 50℃ на краях электрода ниже 42℃. Так изотерма красного цвета соответствует 42℃.По этой термограмме как показано в работе [3] можно рассчитать параметры коронного разряда. Фронт тепловой волны распространяется от центра к краям шайбы. Площадь электрического поля на плоском электроде определяется выражением:

S = πR2 – где R – радиус плоского электрода.

Изменим опыт вместо одной иглы на расстоянии 25 мм от плоского электрода установим двенадцать игл, т.е. построим модель многожильного провода. Для этого на алюминиевой пластине сверлим двенадцать отверстий в шахматном порядке с периодом в 5мм. Диаметр отверстий подбирается под швейные игла, которые моделируют жилы провода. Концы игл располагаем в 25 мм от отрицательного электрода. Параметры по напряжению, температуре, давлению, влажности сохранены. На рис.2 показана картина электрического поля двенадцати игл, на которые подано +5кV. Общая площадь электрического поля будет складываться из полей от каждой иглы они либо притягиваются, либо отталкиваются.

. Возможно, это объясняется кулоновскими и амперовскими взаимодействиями проводов с током особенно на участке коронного разряда [4].

Рис.2. Модель многожильного провода. А. Плоский электрод. В. Слой жидких кристаллов. 1-12.Проекции электрических полей электродов типа игла. Иглы под напряжением +5кV.

Суммарная величина индивидуальных электрических полей в пакете значительно меньше, чем площадь поля в первом опыте:

S₁ > n=1n=12Sn, где Sn – площадь c 1 -12 рис.2.

Таким образом, опытным путём показано, чтобы уменьшить величину коронного разряда высоковольтного провода его необходимо выполнить многожильным, что в действительности на практике имеет место.

Литература.

1.Оглоблин Г.В. Опыты с жидкими кристаллами.// Журнал «Физика в школе», №5.1977,с.94.99.

2.Оглоблин Г.В. Детектор на жидких кристаллах для демонстрации статических полей.// Журнал «Физика в школе» №6, 1978, с.74.-75.

3.Оглоблин Г.В., Скрынник А.,Солодухин А.Д. Методика и техника исследования коронного разряда в промежутке игла плоскость.docx // Научный электронный архив. URL: http://econf.rae.ru/article/6720 (дата обращения: 10.12.2013).

4.Малов Н.Н., Оглоблин Г.В.О силовых взаимодействиях проводов с током // Известия вузов., Физика, вып.10, 1977, с. 151-153

Код для цитирования: Скопировать