高中物理 第2章 電勢能與電勢差 第2節(jié) 電勢與等勢面 尖端放電的特點素材 魯科版選修3-1(通用)

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1、尖端放電的特點 在導體的帶電量及其周圍環(huán)境相同情況下,導體尖端越尖,尖端效應越明顯。這是因為尖端越尖,曲率越大,面電荷密度越高,其附近場強也就越強。在同一導體上,與曲率小的部位相比,曲率大的部位就是尖端。因此,設備的邊、棱、角相對于平滑表面,管道的噴嘴相對于管線,細導線相對于粗導線,人的手指相對于背部等等,前者都可認為是尖端,都容易產(chǎn)生尖端效應。而且,即使帶電體沒有尖端,而與之相鄰近的接地導體具有尖端,它們之間也會產(chǎn)生尖端效應。此時,由于靜電感應,在接地體的尖端處會感應出異性電荷,并容易與帶電體之間發(fā)生放電。尖端放電的形式主要有電暈放電和火花放電兩種。在導體帶電量較小而尖端又較尖時,尖端放電多

2、為電暈型放電。這種放電只在尖端附近局部區(qū)域內(nèi)進行,使這部分區(qū)域的空氣電離,并伴有微弱的熒光和嘶嘶聲。因放電能量較小,這種放電一般不會成為易燃易爆物品的引火源,但可引起其他危害。在導體帶電量較大電位較高時,尖端放電多為火花型放電。這種放電伴有強烈的發(fā)光和破壞聲響,其電離區(qū)域由尖端擴展至接地體(或放電體),在兩者之間形成放電通道。由于這種放電的能量較大,所以其引燃引爆及引起人體電擊的危險性較大?;鸹ㄐ图舛朔烹婋S兩極間距的減小而更易發(fā)生。這可由擊穿電壓隨極間距離的減小而下降來說明。尖端放電的發(fā)生還與周圍環(huán)境情況有關。環(huán)境溫度越高越容易放電。因為溫度越高,電子和離子的動能越大,就更容易發(fā)生電離。另外,環(huán)境濕度越低越容易放電。周圍濕度高時空氣中水分子增多,電子與水分子碰撞機會增多,碰后形成活動能力很差的負離子,使碰撞能量減弱。再者,氣壓越低越容易放電。因為氣壓越低氣體分子間距越大,電子或離子的平均自由程越大,加速時間越長,動能越大,更容易發(fā)生碰撞電離。

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