POLITECHNIKA POZNAŃSKA Instytut Elektroenergetyki Zakład Wysokich Napięć i Materiałów Elektrotechnicznych
Wpływ ciśnienia i temperatury na wytrzymałość elektryczną powietrza.
Rok akad.: 2004/2005	Wykonujący ćwiczenie:	Nr ćwiczenia:
Wydział: Elektryczny	Hejdysz Przemysław Dolata Jacek Balbuza Krzysztof Defitowski Jakub
Rodz. stud.: Dzienne				Data wykonania ćwiczenie: 8 czerwiec 2005
Kierunek: Elektrotechnika
Specjalność: Elektroenergetyka			Data oddania sprawozdania: 14 czerwiec 2005
Profil:			Ocena:
Uwagi:

1. Wstęp.

Ćwiczenie to ma za zadanie przedstawić nam, jak wpływa zarówno ciśnienie jak i temperatura na wytrzymałość elektryczną powietrza. Zmianą wartość ciśnienia i temperatury uzyskaliśmy przy pomocy, specjalnie przygotowanego do tego ćwiczenia układu. Ciśnienie regulujemy za pomocą sprężarki i pompy próżniowej. Natomiast zmianę temperatury zapewnia grzałka umieszczona wewnątrz komory, w której znajdują się elektrody.

2. Wyznaczanie napięcia przeskoku w funkcji nadciśnienia.

1. Tabela pomiarowa.

P	[MPa]	0,12	0,11	0,1	0,09	0,08	0,07	0,06	0,05	0,04	0,03	0,02	0,01
UP	[kV]	20	19,5	18	17,5	17	16	15	14	13,5	13	12	11

2. Wykres.

3. Wyznaczenia napięcia przeskoku w funkcji podciśnienia.

Podczas tego badania został wykonany tylko jeden pomiar. Zostało odczytane napięcie przeskoku. Wynosi ono U_P = 4,6 [kV]. Podczas podnoszenia napięcia w komorze z podciśnieniem pojawiała się fioletowa poświata wokół elektrod. Jest to zjonizowane powietrze. Przy obniżeniu podciśnienia poświata zmieniła się w cieniutką kolumnę miedzy elektrodami. Jest to przepływające elektrony między elektrodami, czyli prąd. Przy dalszym obniżaniu podciśnienia, dochodzi do przeskoku iskry.

4. Wyznaczenie napięcia przeskoku w funkcji temperatury przy ciśnieniu atmosferycznym.

1. Tabela pomiarowa.

T	[^oC]	17	20	25	30	35	40	45	50	55	60
UP	[kV]	9	9,5	9,5	9	9,5	9	9	9	9	8,5

2. Wykres.

5. Wnioski.

Ćwiczenie pozwoliła nam zaobserwować zależność napięcia przeskoku od ciśnienia i temperatury. W pierwszej części ćwiczenia badaliśmy wpływ ciśnienia na wartość napięcia przeskoku. Jak widać na wykresie wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta wartość napięcia. Tą zależność można wyjaśnić następująco: wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta gęstość gazu. Wzrost gęstości znacznie skraca drogę swobodną elektronu, co za tym idzie, trzeba przyłożyć większe napięcie, aby ów elektron przy tak ograniczonej drodze swobodnej, zgromadził taką energię kinetyczną, aby uderzając w cząsteczkę gazu rozbić ją na jony. Z tego wniosek ze wartość napięcia przeskoku zależy bezpośrednio od gęstości gazu. Lecz zbyt duże rozrzedzenie gazu, po przekroczeniu jakiegoś minimum, powoduje wzrost napięcia przeskoku. To z kolei spowodowane jest zbyt małą ilością cząsteczek. Co z tego, że elektron osiągnie duża energię kinetyczną, jak nie może trafić w żadną cząsteczkę na swojej drodze.

W dalszej części ćwiczenia badaliśmy wpływ temperatury na napięcie przeskoku. Zmiana temperatury przy ciśnieniu atmosferycznym powoduje wzrost energii kinetycznej cząsteczek gazu. Co powoduje ze elektrony w podwyższonej temperaturze szybciej osiągają wymaganą ilość energii do rozbicia cząsteczki, co prowadzi do zmniejszenia „nakładu” energii dostarczanej z zewnątrz. W przeprowadzonym ćwiczeniu nie jest zauważalny ten spadek napięcia przeskoku. Wszystkie pomiary nie różnią się od siebie więcej niż 1 kV, przy zmianie temperatury od 17 do 60 ^oC. Na podstawie tak niewielkich zmian stwierdzić można, iż temperatura nie ma w nieznaczny sposób wpływa na wytrzymałość elektryczną powietrza.

---