高压放电 江苏省科技馆

所谓的高压放电就是以高电压击穿空气而产生的系列现象。演示由两个部分组成:第一个演示项目是雅各布天梯放电,第二个演示项目是沿面放电,

首先大家看到的是雅各布天梯放电,两根呈羊角形的管状电极,一极接高压电,另一极接地。当电压升高到5万伏时,管状电极底部产生电弧,电弧逐级激荡而起,象一簇簇圣火似地向上爬升,犹如古希腊神话故事中雅各布登天取得“圣火”的天梯。原来,当电压升高到5万伏左右时,在两电极距离最近的底部空气被击穿发生电离,同时空气被加热,温度急剧上升产生电弧。热空气迅速向上移动,于是电弧也随着向上运动,随着电极间距离的增大,电弧也随之拉长,当电弧爬升到顶部时,由于电极距离过大,电压不足以击穿空气,电弧自动熄灭。只要保持两电极间的电压,这种放电过程就会周而复始地进行。

沿面放电,一块平整光滑的玻璃板悬置在空中,玻璃板两面中央各有一个圆形小电极,一极接高压,另一极接地。大家请注意观察:当电压升到2至3万伏时,圆形电极附近出现蓝色光晕,我们称之为“电晕放电”;当电压继续升高到5至6万伏时,蓝光随之增强,我们称之为“辉光放电”;当电压升高到7至8万伏时,玻璃板表面出现大范围树枝状的放电条纹,我们称之为“划闪放电”;当电压升到10万伏时,高压电流从平面玻璃板的中心向四边,沿玻璃表面出现“弧光放电”。一根根蜿蜒扭曲的蓝色电弧,犹如一条条闪动着奇异光彩的蓝色小蛇在玻璃板上剧烈颤动,由于这些放电形式都是沿着玻璃板表面进行的,因此被称为沿面放电。出现沿面放电现象的原因是:玻璃板是绝缘介质,当两电极间电压升高后,电流无法击穿玻璃板,就被迫沿玻璃板的平面寻找与另一电极距离最短的通道。由于玻璃板表面上附有空气,所谓的通道就是电流击穿空气,使高压电流的能量得以释放。

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