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2018年7月 9日 (月)

高電圧モジュールの放電開始電圧 - 円筒電極と針状電極

前々回の記事で(平等電界を想定した)軸が直交した円筒電極間の放電開始電圧を検討しました。今回は同じ条件で針状電極と円筒電極間の放電を試してみました。

記事のタイトルは放電開始電圧となっていますが調べているのは正確には

円筒電極-円筒電極の放電から推定した放電電圧での針状電極-円筒電極の放電開始電極距離

ということになります。

やり方は以下のようなものです。

Imgp5958_trm_enl1000

あまりに雑なので、せめてスライドさせる木の板にはガイドをつけ、電極間距離を0.1mm単位で読み取れるようにしたいものです。

でさっそく結果ですが、離れたところから近づけていって定格 5.0V/1.0A のUSB電源(このときの出力電圧は11,000Vと推定)で4mm、定格1.0V/1.8AのUSB電源(このときの出力電圧は16,000Vと推定)で5.5mmで放電を開始しました(注)

円筒電極-円筒電極の結果をもとにすると以下のようなことになります。

Paschenslaw_2

解釈の仕方としては

電極間電圧が10,000Vのとき、円筒=円筒だったら、電極間間隔が2.5mmになれば放電を開始し、円筒=針状だったら 4mmでも放電を開始する
電極間電圧が16,000Vのとき、円筒=円筒だったら、電極間間隔が4mmになれば放電を開始し、円筒=針状だったら 5.5mmでも放電を開始する

あるいは

電極間間隔が4mmのときの放電開始電圧は円筒=円筒で16,000V、円筒=針状であれば10,000Vである
電極間間隔が4mmのときの放電開始電圧は円筒=円筒で21,000V、円筒=針状であれば16,000Vである

がありますが、後者の方がいいような気もします(そのうちちゃんと考えます)

注 推定電圧は前回の記事では「標準球ギャップの火花電圧」から推定したのですが、今回はパッシェンの法則(定数の決め方は前回の記事にあります)から推定したものです。今後の記事の整合性を保つためにはその方がいいと思ったからです。

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あいかわらず写真が下手くそです。

Imgp59600045

火花放電の火花がちゃんと写っていないという....

放電は間欠的に起きるので動画をとると放電しているコマと放電が見えないコマがあります。上の放電が写っているコマの直後の写真です。

Imgp59600046

この写真を撮ったときは針の先端が白熱していると思いこんでいたのですが、あらためて写真を見ると部分放電(コロナ放電)かもと思ってしまいました。
もっとも実際に部分放電を見たことは一度もないです。
(部分放電の推移は 高電圧モジュールの放電開始電圧 - 針状電極間の放電 にある動画の後半の部分が参考になると思います)

次は部分放電(コロナ放電)の様子の撮影か針状電極=針状電極の放電開始時の電極間距離を調べてみたいと思います。


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参考

  「
簡易分光器 - 作り方・使い方のまとめとリンク集」  (本来の目的)

  「放電開始電圧をパッシェンの法則から知る (この記事)
  「高電圧モジュールの放電開始電圧 - 円筒電極と針状電極
  「高電圧モジュールの放電開始電圧 - 針状電極間の放電

  「Amazonで買った400000V高電圧発生モジュールの出力電圧

  
Amazonで買った「400000V高電圧発生モジュール」の出力極性

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