带电物体失去电荷的现象叫做放电。放电过程并不是消灭了电荷,而是引起了电荷的转移,正负电荷抵消,使物体不显电性。放电是自然界以及日常生活中常见的现象,像避雷针的接地放电,火花放电,导体的尖端放电,闪电,等等都属于放电现象。下面就各种放电现象及其原理为大家做一一介绍。
地球是良好的导体,由于它特别大,所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势,这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水,并不能明显改变海平面的高度一样如果用导线将带电导体与地球相连,电荷将从带电体流向地球,直到导体带电特别少,可以认为它不再带电。(如果导体带正电,实际上是自由电子从大地流向导体。这等效于正电荷从导体流向大地。
生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累,这时接地是一项有效措施。
当高压带电体与导体靠得很近时,强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离,电荷通过电离的空气形成电流。由于电流特别大,产生大量的热,使空气发声发光,产生电火花。这种放电现象叫火花放电。
火花放电在生活中常会遇到。干燥的冬天,身穿毛衣和化纤衣服,长时间走路之后,由于摩擦,身体上会积累静电荷。这时如果手指靠近金属物品,你会感到手上有针刺般的疼痛感。这就是火花放电引起的。如果事先拿一把钥匙,让钥匙的尖端靠近其他金属体,就会避免疼痛。在光线较暗的地方试一试,在钥匙尖端靠近金属体的时候,不但会听到响声,还会看到火花。
在一些工厂或实验室里,存在大量易燃气体,工作人员要穿一种特制的鞋,这种鞋的导电性能很好,能够将电荷导入大地,避免电荷在人体上的积累,以免产生火花放电,引起火灾。
通常情况下空气是不导电的,但是如果电场特别强,空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力,有可能被“撕”开,这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷,空气就可以导电了。空气电离后产生的负电荷就是电子,失去电子的原子带正电,叫做正离子。
由于同种电荷相互排斥,导体上的静电荷总是分布在表面上,而且一般说来分布是不均匀的,导体尖端的电荷特别密集,所以尖端附近空气中的电场特别强,使得空气中残存的少量离子加速运动。这些高速运动的离子撞击空气分子,使更多的分子电离。这时空气成为导体,于是产生了尖端放电现象。
尖端放电在技术上有重要意义。高压输电导线和高压设备的金属元件,表面要很光滑,为的是避免因尖端放电而损失电能或造成事故。
带电云层之间或带电云层和地面之间发生强烈放电时,产生耀眼的闪光和巨响,这就是闪电。闪电的放电电流可以高达几十万安培,会使建筑物遭受严重损坏。这就是雷击。
为了避免雷击,人们设计了避雷针。避雷针是针状金属物,装在建筑物的顶端,用粗导线与埋在地下的金属板相连,以保持与大地的良好接触。当带电云层接近时,大地中的异种电荷被吸引到避雷针的尖端,并由于尖端放电而释放到空气中,与云层中的电荷中和,达到避雷的目的。
闪电也有积极的意义。闪电产生的高温使空气中的氮和氧化合,随雨水降至地面形成硝酸盐。 这些硝酸盐是天然的氮肥。闪电过程中产生的臭氧,能保护地球上的生命免受过量紫外线伤害。原始生命起源于有机物分子,有一种生命起源学说把最初有机物分子的产生也归功于闪电。
我们脱毛衣时的电火花;雷电;尘埃落地;这些过程都是中和放电的过程;此外,大地带负电,负电在尖端聚集,云层带正电,到一定程度,二者放电中和,维持平衡.
中和放电原理:当等量异种电荷相遇时,会互相分散开来,形成电流,使正-负电荷的作用相互抵消,不显电性,这实际上是电子的扩散。
但当不等量异种电荷相遇时,它们中只有部分电荷(等量的那一部分)被中和,其它电荷则进行接触起电。
当电路被闭合(即接通)时也在进行中和放电,只是有电源不断地分离电荷,所以闭合电路中始终有电流通过。
辉光放电是指低压气体中显示辉光的气体放电现象,即是稀薄气体中的自持放电(自激导电)现象。由法拉第第一个发现。它包括亚正常辉光和反常辉光两个过渡阶段。辉光放电主要应用于氖稳压管、氦氖激光器等器件的制造。
辉光放电是种低气压放电(Low pressure discharge)现象,工作压力一般都低于10 mbar,其基本构造是在封闭的容器内放置两个平行的电极板,利用产生的电子将中性原子或分子激发,而被激发的粒子由激发态降回基态时会以光的形式释放出能量。
由于辉光放电在织物、镀膜、环保、薄膜材料等技术里域有着诱人的工业化应用前景,长期以来人们一直在努力实现大气压下的辉光放电(APGD)。目前,对APGD的研究结果和认识是仁者见仁,智者见智。APGD的研究方兴未艾,已经受到国内外许多大学和研究机构的广泛重视。由于大气压辉光放电目前还没有一个认可标准,许多实验所看到的放电现象和辉光放电很相似即出现视觉特征上呈现均匀的“雾状”放电,而看不到丝状放电,但这种放电现象是否属于辉光放电目前还没有共识和定论。
电弧放电(arc discharge)是气体放电中最强烈的一种自持放电。当电源提供较大功率的电能时,极间电压不需要太高(约几十伏),两极间气体或金属蒸气中可持续通过较强的电流(几安至几十安),并发出强烈的光辉,产生高温(几千至上万度),这就是电弧放电。电弧是一种常见的热等离子体(见等离子体应用)。两个电极在一定电压下由气态带电粒子,如电子或离子,维持导电的现象。激发试样产生光谱。电弧放电主要发射原子谱线,是发射光谱分析常用的激发光源。通常分为直流电弧放电和交流电弧放电两种。
电弧放电最显著的外观特征是明亮的弧光柱和电极斑点。电弧的重要特点是电流增大时,极间电压下降,弧柱电位梯度也低,每厘米长电弧电压降通常不过几百伏,有时在1伏以下。弧柱的电流密度很高,每平方厘米可达几千安,极斑上的电流密度更高。电力系统中的电磁暂态现象主要是由各种开关装置在操作过程中的电弧放电现象所引起,随着输电电压等级的提高,开关电弧放电所引起的电磁暂态问题更加突出。
电弧放电可用于焊接、冶炼、照明、喷涂等。这些场合主要是利用电弧的高温、高能量密度、易控制等特点。在这些应用中,都需使电弧稳定放电。
在电力系统中,开关分断电路时会出现电弧放电。由于电弧弧柱的电位梯度小,如大气中几百安以上电弧电位梯度只有15伏/厘米左右。在大气中开关分断100千伏5安电路时,电弧长度超过7米。电流再大,电弧长度可达30米。因此要求高压开关能够迅速地在很小的封闭容器内使电弧熄灭,为此,专门设计出各种各样的灭弧室。灭弧室的基本类型有:①采用六氟化硫、真空和油等介质;②采用气吹、磁吹等方式快速从电弧中导出能量;③迅速拉长电弧等。
脉冲放电是在放电管的两电极间加上脉冲电压而产生的一种放电形式。带异种电荷的两电极之间,由于电势差的存在,发生电荷的转移,这叫放电。放电之后电荷减少,电势差降低,放电停止,如果有一个外加电源使电势差回到放电前的状态,那么就可以再次放电。如此循环,就形成脉冲放电。
脉冲放电杀菌技术
脉冲放电杀菌技术用于液态食品的高压脉冲放电杀菌技术是目前冷杀菌研究中最为活跃的课题之一。脉冲放电杀菌一般是把液态食品作为电介质置于杀菌容器内,与容器绝缘的两个放电电极也置于其中;利用高压脉冲发生器产生的脉冲电场对食品进行间歇式杀菌,或者使液态食品流经脉冲电场进行连续杀菌。
脉冲放电
脉冲放电是什么脉冲放电是在放电管的两电极间加上脉冲电压而产生的一种放电形式。带异种电荷的两电极之间,由于电势差的存在,发生电荷的转移,这叫放电。放电之后电荷减少...[查看全部]
细孔放电加工原理 : 放电_生活中的放电现象_放电原理及应用电鳗为什么会放电_电鳗放电原理辉光放电_辉光放电现象原理_辉光放电应用条件电弧放电原理和特点_如何防止电弧放电脉冲放电_脉冲放电是什么_脉冲放电杀菌应用
细孔放电是一种工业加工技术,细孔放电加工在现代模具制造业中,与车床、铣床、磨床、线切割等具有同等位置,且是不可或缺的一个工序。它的工作原理是细孔放电原里,它的历史可追塑到上个世纪六十年代,类型可分为二极管和三极管式两种。
放电的加工原理是通过无限靠近但不接触的正负带电体(即电极与工件),在绝缘液(火花油)作用下,将电能转变成热能的过程(瞬间0000度左右),从而达到腐蚀加工物成型的目的。
放电的加工原理是通过机械控制使带负的电极,无限靠近,但不接触带正电的工件时,产生强大电场。从而产生电子流,冲击绝液微粒的外围电子,使其电子数目以金字塔的形式大量增加,然后以极高的加速度与速度轰击工件表面的原子微粒,使其产生高温后在爆破力的作用下脱落。当然,电极的原子微粒也会受到正离子的轰击从而产生高温后在爆破力的作用下脱落。同时,在此过程中产生一定数量的正负离子和大量的中性微粒。然后,部分正离子移至电极一边,且吸附于电极表面,使其损耗得补偿。部分负离子则移至工件一边,且吸附于工件表面。最后当下一波的休止脉冲奏效时,一切脱落物将随绝缘液冲走。
实践中,我们使用不同的条件时,有不同的粗糙度,速度,损耗,火花位。原因是在上述的过程中,在时间上各种变化是否同步达到最好的配合。当然还有与电极和工件材质的导热性、熔点、密度等物理特性及介质有很大关系。总而言之,细孔放电加工是一项精密加工,在工作中我们一定要了解它的工作原理,技术人员更要更好的掌握好。
高速细孔放电加工属于电火花加工,又称放电加工,是机床加工的一种。和快走丝、中走丝、慢走丝、电火花成型机和电火花内孔、外圆磨床一样都是电火花加工机床。因此高速细孔放电加工机床又别名小孔机、打孔机、穿孔机。
高速细孔放电加工机床的工作原理利用连续移动的细金属
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电鳗是一种会放电的鱼类,分布于南美洲亚马逊流域的圭亚那地区,电鳗多在浅水的池沼或水体较混浊的岸边活动,它不是真正的鳗类,而与鲶形目的种类近缘。世界上已知的发电鱼类达数十种,其他会放电的鱼类还有电鲶、电鳐等。
电鳗之所以闻名世界,是因为其释放的电足以把人甚至牛等大型动物击昏,是放电能力最强的淡水鱼类,电鳗入选美国《国家地理》杂志网站盘点的“地球上最令人恐惧的淡水动物”之一。电鳗放电时输出的电压可达300~800伏,因此又有水中的 高压线 之称。那么电鳗为什么会放电?电鳗放电原理又是什么呢?
电鳗体内有一些细胞就像小型的叠层电池,当它被神经信号所激励时,能陡然使离子流通过它的细胞膜。电鳗体内从头到尾都有这样的细胞,就像许多叠在一起的叠层电池。当产生电流时,所有这些电池(每个电池电压约0.15伏)都串联起来,这样在电鳗的头和尾之间就产生了很高的电压。许多这样的电池组又并联起来,这样就能在体外产生足够大的电流。用这些电流足以将它的猎物或天敌击晕或击毙。淡水里的电鱼需要更多的电池串联在一起,因为淡水的电阻较大,产生同样的电流需要更高的的电压。
放电的损伤力取决于鳗鱼的大小和机体的状况。当电鳗长不到1米时,电压随着电鳗的成长而增加。当长到1米后,只增加电流的强度。电鳗每秒钟能放电50次,但连续放电后,电流逐渐减弱,10~15秒钟后完全消失,休息一会后又能重新恢复放电能力。在水中3~6米范围内,常有人触及电鳗放出的电而被击昏,甚至因此跌入水中而被淹死。
因为电鳗的放电器官在身体的两侧,而且它大部分的身体或重要的器官都由绝缘性很高的构造包住,电鳗体内的脂肪组织有很好的绝缘作用,而且电鳗本身已很适应微弱的带电环境,在水中就像是一个大电池。电流由电阻最小的通路经过,所以在水中放电时,电流会经由水(电阻比电鳗身体小)传递,电鳗并不会
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低压稀薄气体中,有时会发生自激导电(自持放电),而且放电时会显示辉光,这种现象我们称之为辉光放电。辉光放电不依靠外界作用,在电场作用下能自己维持导电状态,因此是一种自持放电。辉光放电特征是电流强度较小(约几毫安),温度不高,故电管内有特殊的亮区和暗区,呈现瑰丽的发光现象。主要应用于氖稳压管、氦氖激光器等器件的制造。
辉光放电可在封闭的容器内放置两个平行的电极板,利用产生的电子将中性原子或分子激发,而被激发的粒子由激发态降回基态时会以光的形式释放出能量。
辉光放电有亚正常辉光和反常辉光两个过渡阶段,放电的整个通道由不同亮度的区间组成,即由阴极表面开始,依次为:①阿斯通暗区;②阴极光层;③阴极暗区(克鲁克斯暗区);④负辉光区;⑤法拉第暗区;⑥正柱区;⑦阳极暗区;⑧阳极光层。
其中以负辉光区、法拉第暗区和正柱区为主体。这些光区是空间电离过程及电荷分布所造成的结果,与气体类别、气体压力、电极材料等因素有关,这些都可以从放电理论上作出解释。辉光放电时,在两个电极附近聚集了较多的异号空间电荷,因而形成明显的电位降落,分别称为阴极压降和阳极压降。阴极压降又是电极间电位降落的主要成分,在正常辉光放电时,两极间的电压不随电流变化,即具有稳压的特性。
辉光放电时,在放电管两极电场的作用下,电子和正离子分别向阳极、阴极运动,并堆积在两极附近形成空间电荷区。因正离子的漂移速度远小于电子,故正离子空间电荷区的电荷密度比电子空间电荷区大得多,使得整个极间电压几乎全部集中在阴极附近的狭窄区域内。这是辉光放电的显著特征,而且在正常辉光放电时,两极间电压不随电流变化。
在阴极附近,二次电子发射产生的电子在较短距离内尚未得到足够的能使气体分子电离或激发的动能,所以紧接阴极的区域不发光。而在阴极辉区,电子已获得足够的能量碰撞气体分子,使之电离或激发发光。其余暗区和辉区的形成也主要取决于电子到达该区的动能
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