Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 7 - TS. Nguyễn Văn Dũng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

85
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 7 cung cấp cho người học các kiến thức: Lý thuyết phóng điện điện tử (electronic breakdown theory); Lý thuyết phóng điện bọt khí (Bubble theory); Lý thuyết phần tử lơ lửng (suspended particle theory); Lý thuyết dòng điện tích (streamer theory). Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Vật liệu điện: Chương 7 - TS. Nguyễn Văn Dũng

CHƯƠNG VII: PHÓNG ĐIỆN TRONG CHẤT LỎNG 1. Lý thuyết phóng điện điện tử (electronic breakdown theory) 2. Lý thuyết phóng điện bọt khí (Bubble theory) 3. Lý thuyết phần tử lơ lửng (suspended particle theory) 4. Lý thuyết dòng điện tích (streamer theory) TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
1. Lý thuyết phóng điện điện tử  Xảy ra trong chất lỏng tinh khiết  Độ bền điện có thể đạt đến 1-2 MV/cm  Điện trường tại các đỉnh nhấp nhô trên bề mặt điện cực lớn ( 30 MV/cm)  tách các điện tử ra khỏi cực âm  Các điện tử gia tốc về cực dương  gây ra ion hóa khi va chạm với phân tử chất lỏng  hình thành thác điện tử  Quá trình tiếp diễn tương tự như trong chất khí  phóng điện đánh thủng  Lý thuyết này giải thích được độ bền điện cao của chất lỏng tinh khiết  Tuy nhiên thời gian trễ trong phóng điện đo được dài hơn kết quả tính toán rất nhiều. TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Độ bền điện của một số chất lỏng tinh khiết khoảng vài MV/cm TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
2. Phóng điện bọt khí  Xảy ra trong chất lỏng có chứa các bọt khí  Nguồn gốc phát sinh bọt khí - Túi khí trên bề mặt điện cực - Sự thay đổi của nhiệt độ và áp suất - Sự phân ly các hợp chất hóa học do va chạm với điện tử - Sự hóa hơi của chất lỏng do mật độ dòng điện cao tại các điểm nhấp nhô trên bề mặt điện cực  Điện trường trong bọt khí cao hơn điện trường trong chất lỏng r lần  phóng điện trong bọt khí  phân ly và hóa hơi phân tử chất lỏng  bọt khí phát triển theo chiều dọc về phía các điện cực  chạm vào điện cực  phóng điện đánh thủng trong kênh khí  Lý thuyết này giải thích được sự phụ thuộc của điện áp phóng điện vào áp suất (UBD tăng khi P tăng) TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Phóng điện trong kênh khí TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
3. Lý thuyết phần tử lơ lửng  Xảy ra trong chất lỏng có chứa sợi bông hoặc sợi giấy (có thể ngậm nước) hoặc thậm chí chứa các giọt nước nhỏ  Dưới tác động của điện trường  phần tử sợi bị phân cực và định hướng dọc theo đường sức điện trường  tạo thành cầu nối dẫn điện giữa hai điện cực  phóng điện đánh thủng Phần tử sợi TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 Xem như hai đầu của phần tử sợi có dạng bán cầu bán kính r, điện tích q tại các đầu phần tử sợi do phân cực được tính như sau:  q  r  rf   ro  o E 2 Phần tử sợi Dầu  Trong điện trường không đều  hình thành lực tác động lên các phần tử sợi  sẽ di chuyển chúng  Nếu các phần tử sợi có dạng hình cầu và tồn tại trong điện trường không đều  lực tác động lên các phần tử sợi được tính: 3 FE  r  o E gradE TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
Phần tử sợi Giọt nước bị kéo giãn bởi điện trường TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
3. Lý thuyết dòng (streamer theory)  Trước khi phóng điện, xuất hiện các kênh khí có độ dẫn điện thấp  Khi một trong các kênh khí chạm điện cực  phóng điện đánh thủng trong kênh khí “Dòng” “Dòng” âm dương a b TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
a. Lý thuyết về sự bắt đầu hình thành “dòng”  “Dòng âm”: điện trường cao tại bề mặt điện cực âm  giải phóng điện tử theo lý thuyết phát xạ điện tử (field emission)  điện tử di chuyển về cực dương  làm nóng và bay hơi chất lỏng  tạo bọt khí  phóng điện trong bọt khí  hình thành đoạn kênh khí đầu tiên với điện tích âm tập trung tại đầu kênh  “Dòng dương”: điện trường cao tại bề mặt điện cực dương  ion hóa trực tiếp chất lỏng  điện tử di chuyển về cực dương  làm nóng và bay hơi chất lỏng  tạo bọt khí  hình thành đoạn kênh khí đầu tiên với điện tích dương tập trung tại đầu kênh TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
b. Lý thuyết về sự phát triển “dòng”  “Dòng âm”: bao gồm thân kênh khí có chứa điện tích và đầu kênh tập trung điện tích âm (điện tử và ion âm)  điện trường rất cao (vài MV/cm)  phát xạ điện tử  ion hóa do va chạm và làm bay hơi chất lỏng  thác điện tử và đoạn kênh khí mới liên kết vào kênh khí trước đó Điện tích âm Thác điện tử tập trung Thân kênh (chứa hơi Các quá trình có thể xảy ra: kích thích và khử chất lỏng + điện tích) kích thích phân tử, phát xạ điện tử, đốt nóng chất lỏng (hiệu ứng Joule), bay hơi chất lỏng, tạo bọt khí và ion hóa va chạm TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.
 “Dòng dương”: bao gồm thân kênh khí có chứa điện tích và đầu kênh tập trung điện tích dương (ion dương)  điện trường rất cao (vài MV/cm)  phát photon  ion hóa quang  tạo quang điện tử  các điện tử này di chuyển về đầu kênh  gây ion hóa va chạm và làm bay hơi chất lỏng  hình thành đoạn kênh khí mới liên kết với đoạn kênh trước đó Điện tích dương tập Thác điện tử trung Thân kênh (chứa hơi Các quá trình có thể xảy ra: kích thích và khử kích thích phân tử, phát photon, đốt nóng chất lỏng + điện tích) Joule, bay hơi chất lỏng, tạo bọt khí và ion hóa va chạm TS. Nguyễn Văn Dũng. 26/10/2015. Tài liệu có bản quyền. Không được phép sao chép hay công bố rộng rãi dưới bất kỳ hình thức nào.