Коронен разряд | dLambow

(Corona discharge) -

Коронен разрят - ефекти, методи, вреди и ползи

 

Какво е коронен разряд?

Коронен разряд (Corona discharge) е вид газов разряд, който се наблюдава като синкаво светене с форма на корона, възникващо при йонизирането на газ около тънки проводници или около върха на остриета. Това се дължи на голямата плътност на заряда около тях, която създава йонна лавина. 

Коронен разряд (Corona discharge)

Същност на явлението коронен разряд

Коронният разряд се получава, когато интензитетът на електрическото поле е достатъчно голям, за да се образува проводим регион, но не е достатъчно голям, за да образува електрически пробив или волтова дъга към съседни тела.

Коронният разряд има както нежелани, така и полезни последствия.

• - Нежеланите последствия включват електрически загуби, шум, електромагнитни смущения, генериране на озон и повреда по изолацията.

• - Полезните приложения включват пречистване на газове от прах и други замърсявания (електростатичен филтър), диагностика на състоянието на конструкции (позволява да се откриват скрити пукнатини в изделията) и Кирлианов ефект (способността да се фотографират аурите на живите обекти).

Как се измерва интензитетът на светлината при коронния разряд?

Интензитетът на светлината при коронен разряд се измерва с помощта на специални устройства, които могат да регистрират светлината в различни дължини на вълната и да я преобразуват в електрически сигнал. Един от възможните начини за измерване на интензитета на светлината е чрез следната формула:

Iv​=Ie​⋅V(λ)

където:

• - Iv​ е интензитетът на светлината в кандели (cd)
• - Ie​ е интензитетът на излъчване във ватове на стерадиан (W/sr)
• - V(λ) е стандартната функция на светлинната ефективност на монохроматичното излъчване, която зависи от дължината на вълната λ1

Какви са приложенията на коронния разряд?

Коронният разряд се използва за пречистване на газове от прах и други замърсявания, за диагностика на състоянието на конструкции и за Кирлианов ефект. Някои други приложения са:

Електростатично разпръскване

Процес, при който течност се разпръсква чрез коронен разряд, за да се получат много фини капки. Това се използва за боядисване, покриване или овлажняване на повърхности.

Електростатично зареждане

Процес, при който обекти се зареждат електрически чрез коронен разряд. Това се използва за разделяне на смеси, премахване на статично електричество или защита от мълнии.

Електростатична левитация

Процес, при който обекти се поддържат във въздуха чрез коронен разряд. Това се използва за изследване на свойствата на материалите при високи температури или вакуум.

Електростатична искра

Процес, при който коронен разряд преминава в електрически пробив или волтова дъга. Това се използва за запалване, стопяване или рязане на материали.

Какви са вредите от коронния разряд?

Някои от вредите от коронния разряд са:

Електрически загуби

Коронният разряд на проводите на високоволтовите линии за електропренос причинява загуба на напрежение и активна енергия, което намалява ефективността на електроснабдяването.

Шум и смущения

Коронният разряд излъчва звукови и радиочестотни вълни, които могат да причинят шум и смущения в близките радиоприемници, телефонни линии или други електронни устройства.

Озон и други химически продукти

Коронният разряд може да причини химически реакции между йонизирания газ и околната атмосфера, които могат да доведат до образуването на озон, азотни оксиди или други вредни вещества.

Повреди по изолациите

Коронният разряд може да повреди изолацията на проводника или на близките обекти, като причини корозия, износване или пробив.

Могат ли хората да бъдат засегнати от коронен разряд?

Хората могат да бъдат засегнати от коронен разряд по различни начини, в зависимост от интензитета, продължителността и честотата на разряда. Някои от възможните ефекти са:

Електрически ток

Коронният разряд може да причини протичане на електрически ток през тялото на човека, ако той докосне проводника или се намира в близост до него. Това може да доведе до електрически удар, който може да повреди нервната система, сърцето или други органи.

Озон

Коронният разряд може да генерира озон, който е вреден за дихателната система и очите. Озонът може да предизвика раздразнение, кашлица, болка в гърлото, астма или хронична обструктивна белодробна болест.

Електромагнитни смущения

Коронният разряд може да създава електромагнитни смущения, които могат да повлияят на работата на електронни устройства, като мобилни телефони, компютри, радио или телевизия. Това може да доведе до загуба на сигнал, прекъсване на комуникацията или повреда на устройствата.

Как се предотвратява коронният разряд?

Коронният разряд може да се предотврати по няколко начина, например:

• Използване на проводници с голям диаметър - това намалява плътността на заряда и интензитета на електрическото поле около проводника.
• Използване на проводници с гладка повърхност - това предотвратява образуването на остри върхове, които усилват електрическото поле.
• Използване на коронни пръстени - това са метални пръстени, които се поставят около проводника и разпределят заряда равномерно.
• Използване на изолатори с висока пробивна якост - това предпазва проводника от контакт с други тела, които могат да предизвикат електрически пробив.

Какви са другите методи за предотвратяване на коронният разряд?

Други възможни начини за предотвратяване на коронният разряд са:

• Използване на коронни игли - това са метални игли, които се поставят на върховете на остриета или други обекти, които могат да генерират коронен разряд. Те пренасочват заряда към въздуха и намаляват интензитета на електрическото поле.
• Използване на коронни капачки - това са метални капачки, които се поставят върху проводниците или други обекти, които могат да генерират коронен разряд. Те увеличават радиуса на кривината на повърхността и намаляват интензитета на електрическото поле.
• Използване на коронни екрани - това са метални екрани, които се поставят около проводниците или други обекти, които могат да генерират коронен разряд. Те създават еднородно електрическо поле и предотвратяват образуването на йонна лавина.

Какви са ползите от коронния разряд?

Коронният разряд може да има и ползи, ако се използва за определени цели, като:

Очистване на газове

Коронният разряд може да премахне прах и други замърсявания от газовите потоци, като използва електростатичен филтър, който зарежда частиците и ги привлича към електроди с противоположен заряд.

Диагностика на конструкции

Коронният разряд може да помогне за откриването на скрити пукнатини или дефекти в метални или изолирани изделия, като се измерва интензитетът и разпределението на светенето около повърхността.

Копиране и печат

Коронният разряд се използва в копирни машини и лазерни принтери за зареждане на светочувствителен барабан, перенос на тонер от барабана на хартията и за сваляне на остатъчния заряд от барабана.

Как се използва коронният разряд за очистване на газове?

Коронният разряд се използва за очистване на газове по следния начин:

• Газовият поток се пропуска през електростатичен филтър, който се състои от два електрода с различен заряд.
• Единият електрод е тънък проводник, който произвежда коронен разряд и зарежда праховите частици в газа.
• Другият електрод е плоска повърхност, която привлича заредените частици и ги отделя от газа.

По този начин газът се очиства от прах и други замърсявания, а частиците се събират на плоския електрод.

Коронният разряд в диагностиката на състоянието на конструкции

Коронният разряд за диагностика на състоянието на конструкции работи по следния начин:

• Конструкцията се поставя в близост до електрод, който произвежда коронен разряд.
• Коронният разряд ионизира въздуха около конструкцията и причинява светене на местата, където има пукнатини или дефекти.
• Светенето се наблюдава с видеокамера или специален апарат, който измерва интензитета и разпределението на светлината.

По този начин се откриват скрити повреди в конструкцията, които могат да засегнат нейната здравина или функционалност.

Какви са последствията от коронния разряд за околната среда?

Коронният разряд може да има негативни последствия за околната среда, като:

Генериране на озон

Коронният разряд може да превръща кислорода в озон, който е вреден за растенията, животните и човека. Озонът може да предизвика разрушаване на клетките, намаляване на растежа, увреждане на дихателната система и увеличаване на риска от рак.

Замърсяване на въздуха

Коронният разряд може да освобождава различни замърсители в атмосферата, като азотни оксиди, сяра, тежки метали и радиоактивни вещества. Тези замърсители могат да повлияят на качеството на въздуха и да причинят респираторни заболявания, алергии, астма и други проблеми.

Изменение на климата

Коронният разряд може да допринася за глобалното затопляне, като увеличава концентрацията на парникови газове в атмосферата. Това може да повлияе на температурата, влажността, ветровете, облачността и осадите на Земята.

----------------