Коронный разряд — возникновение, особенности и применение
В условиях резко неоднородных электромагнитных полей, на электродах с высокой кривизной наружных поверхностей, в некоторых ситуациях может начаться коронный разряд — самостоятельный электрический разряд в газе. В качестве острия, подходящей для данного явления формы, может выступать: острие, провод, угол, зубец и т. д.
Главное условие для начала разряда — вблизи острого края электрода должна присутствовать сравнительно более высокая напряженность электрического поля, чем на остальном пути между электродами, создающими разность потенциалов.
Для воздуха в нормальных условиях (при атмосферном давлении), предельное значение электрической напряженности составляет 30кВ/см, при такой напряженности на острие электрода уже появляется слабое свечение, напоминающее по форме корону. Вот почему разряд называется коронным разрядом.
Для такого разряда характерно протекание процессов ионизации только возле коронирующего электрода, при этом второй электрод может выглядеть вполне обычно, то есть без образования короны.
Коронные разряды можно наблюдать иногда и в природных условиях, например на верхушках деревьев, когда этому способствует картина распределения природного электрического поля (перед грозой или в метель).
Процесс формирования коронного разряда протекает следующим образом. Молекула воздуха случайно ионизируется, при этом вылетает электрон.
Электрон испытывает ускорение в электрическом поле возле острия, и достигает достаточной энергии, чтобы как только встретит на своем пути следующую молекулу — ионизировать и ее, и снова вылетает электрон. Число заряженных частиц, движущихся в электрическом поле возле острия, лавинообразно увеличивается.
Если острым коронирующим электродом является отрицательный электрод (катод), в этом случае корона будет называться отрицательной, и лавина электронов ионизации будет двигаться от коронирующего острия — в сторону положительного электрода. Образованию свободных электронов способствует термоэлектронная эмиссия на катоде.
Когда движущаяся от острия лавина электронов достигает той области, где напряженности электрического поля оказывается уже не достаточно для дальнейшей лавинной ионизации, электроны рекомбинируют с нейтральными молекулами воздуха, образуя отрицательные ионы, которые далее становятся носителями тока в наружной от короны области. Отрицательная корона имеет характерное ровное свечение.
В случае, когда источником короны является положительный электрод (анод), движение лавин электронов направлено к острию, а движение ионов — наружу от острия. Вторичные фотопроцессы возле положительно заряженного острия способствуют воспроизведению запускающих лавину электронов.
Вдали от острия, где напряженность электрического поля не достаточна для обеспечения лавинной ионизации, носителями тока остаются положительные ионы, движущиеся в сторону отрицательного электрода. Для положительной короны характерны стримеры, распускающиеся в разные стороны от острия, а при более высоком напряжении стримеры приобретают вид искровых каналов.
На проводах высоковольтных линий электропередач тоже возможна корона, причем здесь это явление приводит к потерям электроэнергии, которая в основном расходуется на движение заряженных частиц и частично на излучение.
Корона на проводах линий возникает в том случае, когда напряженность поля на них превосходит критическую величину.
Корона вызывает появление высших гармоник в кривой тока, которые могут резко усилить мешающее влияние линий электропередач на линии связи, и активной составляющей тока в линии, обусловленной движением и нейтрализацией объемных зарядов.
Если пренебречь падением напряжения в коронирующем слое, то можно принять, что радиус проводов, а следовательно, и емкость линии периодически увеличиваются, причем колебание этих величин происходит с частотой, в 2 раза большей, чем частота сети (период этих изменений заканчивается в течение полупериода рабочей частоты).
Так как на потерю энергии при короне в линии существенное влияние оказывают атмосферные явления, то при расчете потерь необходимо учитывать следующие основные виды погоды: хорошая погода, дождь, изморозь, снег.
Для борьбы с данным явлением, провода ЛЭП расщепляют на несколько штук, в зависимости от напряжения на линии, чтобы уменьшить локальные напряженности вблизи проводов, и предотвратить образование короны в принципе.
Благодаря расщеплению проводов уменьшается напряженность поля вследствие большей поверхности расщепленных проводов по сравнению с поверхностью одиночною провода того же сечения, причем заряд на расщепленных проводах увеличивается в меньшее число раз, чем поверхность проводов.
Меньшие радиусы проводов дают более медленный рост потерь на корону. Наименьшие потери на корону получаются, когда расстояние между проводами в фазе будет 10 — 20 см. Однако из-за опасности зарастания гололедом пучка проводов фазы, что вызовет резкое увеличение давления ветра на линию, расстояние принимают равным 40 — 50 см.
Кроме того на высоковольтных ЛЭП применяют антикоронные кольца, представляющие собой тороиды из проводящего материала, обычно металла, который прикреплен к терминалу или другой аппаратной части высоковольтного оборудования.
Роль коронирующего кольца заключается в распределении градиента электрического поля и понижении его максимальных значений ниже порога короны, таким образом коронный разряд предотвращается полностью, либо разрушительные эффекты разряда хотя бы переносятся от ценного оборудования — на кольцо.
Практическое применение коронный разряд находит в электростатических очистителях газов, а также для обнаружения трещин в изделиях. В копировальной технике — для заряда и разряда фотобарабанов, и для переноса красящего порошка на бумагу. Кроме того, при помощи коронного разряда можно определить давление внутри лампы накаливания (по размеру короны в одинаковых лампах).
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Источник
Маски, водка, ультрафиолет
Почему нужно соблюдать дистанцию от других людей 1,5 метра и чаще мыть руки?
Александр Горелов: Были проведены исследования по устойчивости нового коронавируса во внешней среде. Вне организма человека он остается активным в среднем 5-6 часов, при благоприятных условиях (оптимальная температура, влажность) — максимум двое суток. Мельчайшие капли слюны, слизи, которые выделяет человек при разговоре, кашле, чихании, разлетаются от него, создавая невидимое аэрозольное инфицированное облако. Отсюда вот эта рекомендация — соблюдать дистанцию не менее 1,5 метра друг от друга, а лучше больше. Это нужно, чтобы не произошло заражение воздушно-капельным путем.
Но этот заразный аэрозоль постепенно оседает на все поверхности, все окружающие предметы. Поэтому второй распространенный путь заражения — контактный. Сколько времени вирус живет на поверхности предметов, зависит от материала. На гладких полированных поверхностях, например, металле — меньше. На пористых — картон, бумага — несколько дольше.
Как обеззараживать предметы? Надо ли, например, дезинфицировать упаковки продуктов, принесенные из магазина?
Александр Горелов: Ключевой момент: вирус не очень стойкий, он чувствителен практически ко всем дезинфектантам. Можно использовать спиртсодержащие, хлорсодержащие растворы — протереть ими поверхность предмета, дать высохнуть — и можно спокойно пользоваться. Действует на вирус перекись водорода. И даже обычный мыльный раствор — этого вполне достаточно для обеззараживания и рук, и поверхностей.
Много говорилось о том, что вирус убивает 70-процентный раствор спирта. А водка его уже «не берет»?
Александр Горелов: Обработки водкой вполне достаточно. Стандартные антисептики, которые используются в медучреждениях, действуют не только на вирус, но и другие более устойчивые патогены. Ультрафиолетовое облучение, кстати, тоже губительно для коронавируса. Только нужно использовать лампы закрытого типа, чтобы не обжечь роговицу глаз
При какой температуре вирус погибает? Надо ли, например, сейчас кипятить посуду, вилки-ложки?
Александр Горелов: Вполне достаточно помыть их горячей водой при температуре около 40 градусов. Тут очень важен фактор механического очищения.
Значит, советы чуть ли не ежедневно обеззараживать верхнюю одежду, вернувшись с улицы, несколько раз в день мыть антисептиками дом — это избыточная мера?
Александр Горелов: Абсолютно. Конечно, если допустить, что прямо рядом с вами кто-то чихал и кашлял — тут есть смысл не тащить верхнюю одежду в дом, оставить, например, на несколько часов на солнце. Но в целом — да, если рядом с вами нет больных, нет смысла непрерывно все чистить, дезинфицировать. Достаточно проветривать квартиру и делать влажную уборку в обычном ежедневном режиме.
Что еще вы посоветуете делать, возвращаясь с улицы, кроме мытья рук? У нас хоть и режим самоизоляции, но выходить в аптеку, магазин, а кому-то и на работу все равно приходится.
Александр Горелов: Я уже сказал, что в борьбе с вирусом важен фактор механического очищения. Это не только мытье рук. Вернувшись домой, хорошо сделать назальный душ — проще говоря, промыть нос водой.
Вирус не сразу внедряется в слизистую, поэтому, промывая нос, мы просто его удаляем вместе со слизью. Промывать лучше всего изотоническим раствором морской или обычной соли. Можно использовать готовые спреи — они продаются в аптеке. Эта рекомендация в качестве профилактической меры всех респираторных инфекций разработана давно и довольно эффективна. В некоторых ситуациях назальный душ, если практиковать его регулярно, по степени защиты схож с вакцинацией. Вакцины от коронавируса пока нет. Но промывать нос после возможного контакта с вирусом — вполне нам доступно.
Как промывать?
Александр Горелов: Если использовать спрей — это совсем просто. Обильно орошаем нос так, чтобы вода протекала в носоглотку — и выплевываем. Можно заливать солевой раствор в обе ноздри по очереди из чайника или спринцовки. Йоги просто втягивают воду носом из горсти. Научиться совсем не сложно.
Снова вопрос о ношении масок. Очень много противоречивых советов. Роспотребнадзор недавно смягчил рекомендации, сказав, что для здоровых людей на улице носить их не нужно. Как правильно?
Александр Горелов: Маски абсолютно необходимы медикам, так как у них высокая вирусная нагрузка, ведь они контактируют с большим количеством инфицированных. Но это другие маски, с высокой степенью защиты. Если говорить об обычной ситуации, дома надевать маску нужно, только если вы ухаживаете за больным с признаками ОРВИ. Вы же не можете знать, какая именно у него инфекция.
А на улице маски вообще не нужны. На открытом воздухе получить высокую концентрацию вируса невозможно.
Но если вы идете в закрытое помещение с большим количеством людей — в метро, магазин и т.д., — тут, да, надо надеть маску. Мы же говорим о капельной инфекции — тут маска хоть и не обеспечит 100-процентную защиту, но поможет уменьшить риск заразиться.
Только носите маску правильно: она должна плотно прилегать к лицу, закрывая нос и рот (многие почему-то закрывают только рот). И если уже надели — то, когда снимаете, повторно не надевайте. Вообще обычная медицинская маска работает не больше 1-2 часов. Потом ее нужно поменять, а использованную утилизировать.
Еще один совет: надевать на улице перчатки или открывать двери не голыми руками, а используя одноразовые салфетки. Это правильно?
Александр Горелов: Ну, говорят, что туалетной бумаги стало не хватать, потому что ее еще и для этого начали использовать. Ничего плохого или неправильного в этом нет, если вы такую салфетку сразу выкинули. А если забудете и сунете в карман — тогда уже все предыдущие предосторожности становятся бессмысленными. Я бы все-таки рекомендовал прежде всего просто почаще мыть руки и соблюдать противовирусный этикет: не обниматься, не целоваться при встрече, на время отложить рукопожатия.
А нужно ли прятать волосы под головной убор? В Китае медсестры коротко стриглись, чтобы снизить риск заражения.
Александр Горелов: Считается, что на волосах вирусы адсорбируются. Работая в инфекционных отделениях, медики всегда носили колпаки, прятали волосы. Сейчас вот мода носить бороду. Но надо опять-таки понимать, в каких вы находитесь условиях. Одно дело — в инфекционном отделении. Совсем другое — на улице.
Сейчас весна, погода хорошая. Если на улице тепло и вы не боитесь простудиться, лучше прогуляться по солнцу без шапки — ультрафиолет только на пользу.
Вопрос, который волнует всех. Насколько человек остается заразным после выздоровления, если у него были симптомы заболевания. И как понять, что он не заразен, если заболевание протекало совсем в легкой форме, практически без симптомов?
Александр Горелов: Это самый больной вопрос. Потому что точного ответа на него по-прежнему нет — нет однозначных результатов исследований. Поэтому все рекомендации имеют определенную степень допуска.
Например, сейчас в Москве мы разрешаем при легкой и даже средней тяжести течения заболевания оставаться и лечиться дома. Выход из карантина возможен только когда два теста подряд, сделанные с интервалом в один день, показывают отрицательный результат. Что касается бессимптомного течения заболевания — людям, контактировавшим с заболевшим, даже если у них нет признаков заболевания, тоже выполняют повторные тесты. Если результаты отрицательные — все, свободен. Если положительные — человек, даже если он чувствует себя абсолютно нормально, отправляется на карантин.
Источник
