تخلیه الکتریکی

تخلیه الکتریکی

ماهیت تخلیه الکتریکی

دو الکترود کروی را به باتری ای از خازن ها وصل می کنیم و به کمک یک ماشین ویمچورست شروع به پر کردن خازن ها می کنیم. در فرآیند پر کردن خازن اختلاف پتاسیل الکتریکی بین الکترود ها افزایش می یابد و شدت میدان الکتریکی در گاز نیز زیاد می شود.

تا وقتی که شدت میدان الکتریکی زیاد نیست تغییری در گاز مشاهده نمی شود ولی در میدان الکتریکی به قدر کافی زیاد در حدود ۳ ولت بین الکترودها جرقه الکتریکی ظاهر می شود که به صورت خط شکسته بسیار روشن خیره کننده ای دو الکترود را به هم وصل می کند در نزدیکی جرقه، گاز تا دمای بالایی گرم و ناگهان منبسط می شود که موج های صوتی تولید می کند.

تخلیه الکتریکی

در این آزمایش خازن ها برای قوی تر کردن جرقه به کار رفته اند. زیرا آن ها فقط میزان ولتاژ را بالا برده اند تا انرژی جرقه بالا و شعله آن قابل توجه باشد.

مشخصات تخلیه جرقه ای

وقتی که تخلیه جرقه ای جرقه زنی گاز ظاهر می شود گاز به طور ناگهانی (جهشی) خواص دی الکتریکی اش را از دست می دهد و رسانای خوب می شود شدت میدانی که در آن جرقه زنی گاز مشاهده می شود، برای گاز های مختلف مقادیر متفاوت دارد و به حالت آن ها، فشار و دما وابسته است. برای ولتاژ معین بین الکترودها هر چه فاصله بین الکترودها بیشتر باشد شدت میدان کمتر است. بنابر این هر چه فاصله بین الکترودها بیشتر باشد برای جرقه زنی گاز ولتاژ بیشتری باید بین آن ها برقرار باشد. این ولتاژ به ولتاژ جرقه زنی معروف است.

تخلیه الکتریکی

ولت سنج جرقه ای

اگر بستگی ولتاژ جرقه زنی با فاصله الکترودهایی با شکل معین را بدانیم، می توانیم ولتاژ نامعلوم را از روی ماکزیمم طول جرقه اندازه بگیریم. این اصل در ساختمان ولت سنج جرقه ای مورد استفاده قرار می گیرد، که وسیله مناسبی برای ارزیابی تقریبی ولتاژهای بالاست مثلا در دستگاه اشعه ایکس.

تخلیه الکتریکی

جرقه زنی با یونش برخوردی

در گاز همیشه چند تایی یون و الکترون وجود دارند که به طور تصادفی تشکیل شده اند. ولی تعدادشان معمولا آن قدر کم است که گاز در عمل الکتریسته را هدایت نمی کند. برای مقادیر به نسبت کوچک، شدت میدان الکتریکی که برای بررسی رسانش القایی در گاز ها به کار می رود، برخورد بین یون های متحرک در میدان الکتریکی و مولکول های خنثی گاز منشا برخورد الاستیک بین گلوله هاست.

در هر برخورد ذره متحرک بخشی از انرژیش را به ذره ساکن می دهد. هر دو ذره پس از برخورد با جهش از هم دور می شون. و در آن ها تغییر داخلی روی نمی دهد. ولی اگر شدت میدان الکتریکی بیشتر باشد انرژی جنبشی در برخورد متوالی در یون جمع شود و ممکن است مقداری را به دست آورد که برای یونی کردن یک مولکول خنثی در برخورد کافی باشد. در نتیجه الکترون منفی و یون مثبت جدیدی تشکیل می شوند.

تخلیه الکتریکی

این فرآیند به یونش برخوردی معروف است و کاری که برای جدا کردن یک الکترون از اتم انجام می گیرد پتاسیل یونش نامیده می شود. کار پتاسیل یونش (تابع کار مواد) به ساختار اتمی بستگی دارد و از این رو برای اتم های مختلف متفاوت است.

بهمن یونی منشا تخلیه جرقه ای

الکترون ها و یون هایی که در نتیجه یونش برخوردی تشکیل شده اند تعداد بارهای داخل گاز را افزایش می دهند. آن ها به نوبه خود توسط میدان الکتریکی به حرکت می افتند و می توانند باعث یونش برخوردی در اتم های جدید شوند. پس این فرآیند خودش را تقویت می کند و یونش در گاز خیلی زود زیاد می شود.

تخلیه الکتریکی

این پدیده کاملا مشابه بهمن برف کوهستان است که گلوله برفی کوچکی می تواند سبب آن شود. به این دلیل توصیف اخیر را بهمن یونی نامیده اند. بهمن یونی همان تخلیه جرقه ای است و ولتاژ مینیممی که در آن بهمن یونی ظاهر می شودولتاژ جرقه زنی است. پس یونش گازی در جرقه زنی تقسیم اتم ها و مولکول ها به یون ها در برخوردهاست.

منبع : تبیان

شاید این مطالب را هم دوست داشته باشید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*