Elektr uchquni - Electric spark - Wikipedia

Ushbu maqola elektr uchqunlari haqida. Boshqa uchqun turlari uchun qarang Uchqun.
A-da uchqun sham
Chaqmoq elektr uchqunining tabiiy namunasidir.

An elektr uchquni etarli darajada yuqori bo'lganda paydo bo'ladigan keskin elektr zaryadidir elektr maydoni yaratadi ionlashgan, elektr o'tkazuvchan odatdagi izolyatsiya qiluvchi vosita, ko'pincha havo yoki boshqa gazlar yoki gaz aralashmalari orqali kanal. Maykl Faradey ushbu hodisani "umumiy elektr energiyasini chiqarishda qatnashadigan chiroyli yorug'lik chirog'i" deb ta'rifladi.[1]

Supero'tkazuvchilardan o'tkazuvchan holatga tez o'tish qisqa vaqt ichida yorug'lik chiqaradi va o'tkir yoriq yoki uzilish tovushini hosil qiladi. Amaldagi elektr maydoni uning darajasidan oshib ketganda uchqun paydo bo'ladi dielektrik buzilish kuchi oraliq vositaning. Havo uchun buzilish kuchi dengiz sathida taxminan 30 kV / sm.[2] Eksperimental ravishda bu ko'rsatkich namlikka, atmosfera bosimiga, elektrodlarning shakliga (igna va er tekisligi, yarim shar shaklida va boshqalar) va ular orasidagi mos masofaga va hatto to'lqin shaklining turiga qarab farq qiladi, sinusoidal yoki kosinus to'rtburchaklar shaklida. Dastlabki bosqichlarda bepul elektronlar bo'shliqda (dan kosmik nurlar yoki fon nurlanishi ) elektr maydoni tomonidan tezlashadi. Ular havo molekulalari bilan to'qnashganda, ular qo'shimcha hosil qiladi ionlari va yangi bo'shatilgan elektronlar ham tezlashadi. Bir nuqtada issiqlik energiyasi ionlarning ancha katta manbasini beradi. Kattalashgan darajada ko'payib borayotgan elektronlar va ionlar havoning bo'shliqdagi mintaqalarini tezlashishiga olib keladi elektr o'tkazuvchan deb nomlangan jarayonda dielektrik buzilish. Bo'shliq buzilgach, oqim oqimi mavjud to'lov bilan cheklangan (uchun elektrostatik tushirish ) yoki empedans tashqi quvvatlantirish manbai. Agar quvvat manbai tokni etkazib berishni davom ettirsa, uchqun an deb ataladigan doimiy zaryadga aylanadi elektr yoyi. Elektr uchquni izolyatsiya qiluvchi suyuqliklar yoki qattiq moddalar ichida ham bo'lishi mumkin, ammo gazlardagi uchqunlarning turli xil parchalanish mexanizmlari mavjud.

Ba'zan uchqunlar xavfli bo'lishi mumkin. Ular yong'inga olib kelishi va terini kuyishi mumkin.

Chaqmoq tabiatdagi elektr uchqunining namunasidir, katta yoki kichik elektr uchqunlari ko'plab sun'iy narsalarda yoki ularning yonida, ham dizayni, ham ba'zan tasodifan paydo bo'ladi.

Tarix

Benjamin Franklin uçurtma ipida osilgan kalitdan barmog'iga elektr uchqunini tortmoqda.

Miloddan avvalgi 600 yillarda, yunon faylasufi Miletning talesi mato bilan ishqalaganda va boshqa narsalarni o'ziga tortib, uchqun hosil qilganda kehribar elektrlashtirilishi mumkinligini kuzatdi.[iqtibos kerak ] 1671 yilda, Leybnits uchqunlari elektr hodisalari bilan bog'liqligini aniqladi.[3] 1708 yilda Semyuel Uol tajribalar o'tkazdi amber uchqun hosil qilish uchun mato bilan ishqalanadi.[4] 1752 yilda, Tomas-Fransua Dalibard tomonidan taklif qilingan tajriba asosida harakat qilish Benjamin Franklin, Marli qishlog'idagi Kiffier ismli iste'fodagi frantsuz ajdarini yig'ish uchun tashkil qildi chaqmoq a Leyden jar[5] shunday qilib chaqmoq va elektr energiyasi teng bo'lganligini isbotladi. Franklinda mashhur uçurtma tajribasi, u momaqaldiroq paytida bulutdan uchqunlarni muvaffaqiyatli chiqarib oldi.

Foydalanadi

Gaz pechkasining yondirgichi - elektr uchqunli olov yoqgichi chap tomonda ko'rsatilgan.
10 km (taxminan 1900 yil) gacha bo'lgan sohil aloqasi uchun kema uchun ishlatiladigan uchqun transmitteri. "

Ateşleme manbalari

Elektr uchqunlari ishlatiladi shamlar benzinda ichki yonish dvigatellari yoqilg'i va havo aralashmalarini yoqish uchun.[6] Bujidagi elektr zaryadsizlanishi izolyatsiya qilingan markaziy elektrod va vilkaning poydevoridagi tuproqli terminal o'rtasida sodir bo'ladi. Uchqun uchun kuchlanish an tomonidan ta'minlanadi ateşleme bobini yoki magneto shamga izolyatsiya qilingan sim bilan ulangan.

Olov yoqgichlari ba'zilarida yonishni boshlash uchun elektr uchqunlaridan foydalanadi pechlar va gaz plitalari o'rniga a uchuvchi olov.[7] Avtomatik reignign xavfsizlik xususiyatidir, bu ba'zi bir alangalanuvchilarda ishlatiladi, bu olovning elektr o'tkazuvchanligini sezadi va bu ma'lumotdan burner alangasi yoqilganligini aniqlaydi.[8] Ushbu ma'lumot olov yoqilgandan keyin otash qurilmasining uchqunini to'xtatish yoki o'chib qolsa, olovni qayta yoqish uchun ishlatiladi.

Radioaloqa

A uchqunli uzatuvchi elektrdan foydalanadi uchqun oralig'i hosil qilmoq radio chastotasi elektromagnit nurlanish sifatida ishlatilishi mumkin transmitterlar uchun simsiz aloqa.[9] Uchqun oralig'idagi transmitterlar dastlabki uch o'n yillikda keng qo'llanilgan radio 1887-1916 yillarda. Keyinchalik ular tomonidan siqib chiqarildi vakuum trubkasi tizimlari va 1940 yilga kelib endi aloqa uchun foydalanilmay qoldi. Uchqunli uzatgichlardan keng foydalanish kemaning radio xodimi uchun "uchqunlar" laqabini keltirib chiqardi.

Metallga ishlov berish

Elektr uchqunlari har xil turlarda ishlatiladi metallga ishlov berish. Elektr deşarjini qayta ishlash (EDM) ba'zan uchqunni qayta ishlash deb nomlanadi va materialni ishlov berish qismidan olib tashlash uchun uchqun chiqindilaridan foydalanadi.[10] Elektr razryadini qayta ishlash qattiq metallarga yoki an'anaviy texnikada ishlov berish qiyin bo'lgan metallarga qo'llaniladi.

Uchqun plazmasida sinterlash (SPS) bu a sinterlash impulsdan foydalanadigan texnika to'g'ridan-to'g'ri oqim a orqali o'tadi Supero'tkazuvchilar a .dagi chang grafit o'lmoq.[11] SPS odatdagidan tezroq issiq izostatik presslash, bu erda issiqlik tashqi tomonidan ta'minlanadi isitish elementlari.

Kimyoviy tahlil

Elektr uchqunlari natijasida hosil bo'ladigan yorug'lik to'planishi va turi uchun ishlatilishi mumkin spektroskopiya uchqun deb nomlangan emissiya spektroskopiyasi.[12]

Elektr uchquni hosil qilish uchun yuqori energiyali impulsli lazerdan foydalanish mumkin. Lazer ta'sirida parchalanish spektroskopiyasi (LIBS) - bu bir turi atom emissiya spektroskopiyasi yuqori impuls energiyasidan foydalanadi lazer namunadagi atomlarni qo'zg'atish uchun. LIBS shuningdek lazer uchqun spektroskopiyasi (LSS) deb nomlangan.[13]

Yaratish uchun elektr uchqunlari ham ishlatilishi mumkin ionlari uchun mass-spektrometriya.[14]

Xavf

Dahshatli qurol tomonidan ishlab chiqarilgan elektr uchquni. 150,000 voltli uchqun bir dyuymdan (2,5 sm) kattaroq bo'shliqqa osongina sakrashi mumkin.

Uchqunlar odamlar, hayvonlar va hatto jonsiz narsalar uchun xavfli bo'lishi mumkin. Elektr uchqunlari yonuvchan materiallar, suyuqliklar, gazlar va bug'larni yoqib yuborishi mumkin. Hatto tasodifiy statik chiqishlar yoki chiroqlarni yoki boshqa sxemalarni yoqishda paydo bo'ladigan kichik uchqunlar ham benzin, aseton, propan yoki havodagi chang kontsentratsiyasi kabi manbalardan yonuvchi bug'larni yoqish uchun etarli bo'lishi mumkin, masalan un tegirmonlari yoki umuman, changni qayta ishlash zavodlarida.[15][16]

Uchqunlar ko'pincha yuqori kuchlanish yoki "potentsial maydon" mavjudligini ko'rsatadi. Kuchlanish qanchalik baland bo'lsa; uzoqroq masofada uchqun bo'shliqdan sakrab o'tishi mumkin va energiya yetarli darajada etkazib berilsa, a porlash yoki an yoy. Biror kishiga yuqori voltli statik zaryadlar yuklanganda yoki yuqori voltli elektr ta'minotlari mavjud bo'lganda, uchqun o'tkazgich va etarlicha yaqin bo'lgan odam o'rtasida sakrab o'tishi mumkin va bu juda yuqori energiyani chiqarishga imkon beradi. jiddiy kuyishlarga olib kelishi, yurak va ichki organlarning ishini to'xtatishi yoki hatto rivojlanib ketishi mumkin yoy chirog'i.

Yuqori kuchlanishli uchqunlar, hattoki past energiyaga ega bo'lganlar ham hayratda qoldiradigan qurol, asab tizimining o'tkazuvchan yo'llarini ortiqcha yuklab, mushaklarning qisqarishini keltirib chiqarishi yoki yurak ritmi kabi hayotiy asab tizimining ishlariga xalaqit berishi mumkin. Energiya etarlicha kam bo'lsa, uning aksariyati shunchaki havoni isitish uchun ishlatilishi mumkin, shuning uchun uchqun hech qachon porlashda yoki kamonda to'liq barqarorlashmaydi. Biroq, juda kam energiyali uchqunlar hali ham havo orqali "plazma tunnelini" ishlab chiqaradi, u orqali elektr o'tishi mumkin. Ushbu plazma ko'pincha quyosh yuzasidan kattaroq haroratgacha qiziydi va kichkina, mahalliy kuyishga olib kelishi mumkin. Supero'tkazuvchilar suyuqliklar, jellar yoki malhamlar ko'pincha elektrodlarni odam tanasiga qo'llaganda, kontakt joyida uchqun paydo bo'lishining oldini oladi va teriga zarar etkazadi. Xuddi shunday, uchqunlar metallarga va boshqa o'tkazgichlarga zarar etkazishi mumkin, yumshatish yoki sirtni chuqurlash; ekspluatatsiya qilinadigan hodisa elektr bilan ishlov berish. Uchqunlar ham hosil qiladi ozon etarlicha yuqori konsentratsiyalarda nafas olishda bezovtalik yoki bezovtalik, qichishish yoki to'qimalarga shikast etkazishi va ba'zi plastmassalar kabi boshqa materiallar uchun zararli bo'lishi mumkin.[17][18]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Faradey, Elektr energiyasida eksperimental tadqiqotlar, 1-jild 69-paragraf.
  2. ^ Meek, J. (1940). "Uchqun tushirish nazariyasi". Jismoniy sharh. 57 (8): 722–728. Bibcode:1940PhRv ... 57..722M. doi:10.1103 / PhysRev.57.722.
  3. ^ Kryzhanovskiy, L. N. (1989). "Elektr energiyasining tarixini xaritalash". Scientometrics. 17: 165–170. doi:10.1007 / BF02017730.
  4. ^ Xeylbron, J. L .; Heilborn, J. L. (1979). 17-18 asrlarda elektr energiyasi: Zamonaviy fizikani o'rganish. Berkli: Kaliforniya universiteti matbuoti. ISBN  978-0-520-03478-5.
  5. ^ Maykl Brayan Shiffer, Chaqmoqni torting: Benjamin Franklin va ma'rifat davridagi elektrotexnika. Kaliforniya universiteti matbuoti, 164-bet
  6. ^ Day, Jon (1975). Bosch "Motor Car" kitobi, uning rivojlanishi va muhandislik rivojlanishi. Sent-Martin matbuoti. 206–207 betlar. LCCN  75-39516. OCLC  2175044.
  7. ^ Bill Uitman; Bill Jonson; Jon Tomchik (2004). Sovutish va konditsionerlash texnologiyasi, 5E. Klifton Park, Nyu-York: Tomson Delmarni o'rganish. 677-bet. ISBN  978-1-4018-3765-5.
  8. ^ Ed Sobey (2010). Oshxonalarning ishlash usuli: Mikroto'lqinli pech, teflon pan, axlatni yo'q qilish va boshqalar. Chikago, kasal: Chicago Review Press. p. 116. ISBN  978-1-56976-281-3.
  9. ^ Beauchamp, K. G. (2001). Telegrafiya tarixi. London: Elektr muhandislari instituti. ISBN  978-0-85296-792-8.
  10. ^ Jeymson, Elman C. (2001). Elektr deşarjini qayta ishlash. Dearborn, Mich: Ishlab chiqarish muhandislari jamiyati. ISBN  978-0-87263-521-0.
  11. ^ Munir, Z. A .; Anselmi-Tamburini, U.; Ohyanagi, M. (2006). "Elektr maydonining va bosimning materiallarni sintezi va konsolidatsiyasiga ta'siri: uchqun plazmasida sinterlash usulini ko'rib chiqish". Materialshunoslik jurnali. 41 (3): 763. Bibcode:2006JMatS..41..763M. doi:10.1007 / s10853-006-6555-2.
  12. ^ Uolters, J. P. (1969). "Uchqun emissiyasi spektroskopiyasining tarixiy yutuqlari". Amaliy spektroskopiya. 23 (4): 317–331. Bibcode:1969ApSpe..23..317W. doi:10.1366/000370269774380662.
  13. ^ Radziemski, Leon J.; Cremers, David A. (2006). Lazer ta'sirida parchalanadigan spektroskopiya bo'yicha qo'llanma. Nyu-York: Jon Uili. ISBN  978-0-470-09299-6.
  14. ^ Dempster, A. J. (1936). "Ommaviy spektroskopiya uchun ion manbalari". Ilmiy asboblarni ko'rib chiqish. 7 (1): 46–49. Bibcode:1936RScI .... 7 ... 46D. doi:10.1063/1.1752028.
  15. ^ Fizika faniga kirish Jeyms Shipman, Jerri D. Uilson, Charlz A. Xiggins, Omar Torres - Cengage Learning 2016 sahifasi 202
  16. ^ Elektrostatikaning chang portlashi xavfihttps://powderprocess.net/Safety/Electrostatics_Risks_ATEX_DSEAR.html
  17. ^ Xavfli energiyani boshqarish: o'chirish, energiya yo'q qilish, izolyatsiya va blokirovka Tomas Nil Makmanus tomonidan - CRC Press 2013 yil 79-80, 95-96, 231, 346, 778, 780-betlar.
  18. ^ Elektrostatik xavf Gyunter Luttjens, Norman Uilson - Reed Professional and Education Publishing Ltd. 1997 yil

Tashqi havolalar