ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электростатическое пылеулавливание из "Пылеулавливание и очистка газов" Если какому-либо телу сообщить электрический заряд, то все пространство вокруг этого тела придет в особое состояние, характеризующееся тем, что внесенный в это пространство другой заряд будет притягиваться к первому или отталкиваться от него. Такое состояние пространства вокруг заряженного тела называется электрическим полем. [c.132] Из формулы (39) видно, что сила взаимодействия между зарядами значительно уменьщается при увеличении расстояния между телами. Так, например, при увеличении расстояния между зарядами в 3 раза сила взаимодействия между ними уменьщит-ся в 32 = 9 раз. [c.132] Если второй заряд всегда одинаков и равен единице, то сила Р будет зависеть только от величины заряда первого тела, т. е. [c.132] Из формулы (40) видно, что напряженность поля в данной точке тем больще, чем больще заряд, создающий поле, и чем ближе данная точка поля к заряду. [c.132] Графически электрическое поле очень удобно изображать стрелками, выходящими из положительно заряженного тела во все стороны окружающего пространства, причем уачовились, что число этих стрелок, или, как их называют, силовых линий тем больще, чем больще заряд (рис. 43). Таким образом, густота силовых линий будет характеризовать напряженность поля. Чем гуще расположены силовые линии, тем больше напряженность поля в данном месте пространства, тем больше сила, действующая на заряд, помещенный в данную точку поля. [c.133] Из рис. 43 и формулы (40) видно, что напряженность поля точечного заряда неоднородна и в каждой точке различна. [c.133] Напомним, что потенциалом заряженного тела называют уровень заряда, т. е. его возможность произвести работу — запас его потенциальной энергии. [c.133] Работа, которая при этом будет произведена при перемещении заряда от первого тела, имеющего потенциал до второго тела, имеющего потенциал и , будет равна произведению силы на путь, т. е. Е 1 с1. Эта работа равна разности потенциалов, т. е. [c.133] Р — радиус наружного цилиндра г —радиус внутреннего цилиндра — провода л — расстояние от оси до точки, для которой подсчитывается напряженность поля Ех-Из рис. 45 и формулы (43) видно, что напряженность поля около провода тем больше, чем больше разность потенциалов и тоньше провод. [c.134] Проведем следующий опыт. Возьмем плоский конденсатор 1 и включим его в цепь с источником тока 3, который может давать различное напряжение на пластины конденсатора. В ту же цепь включим чувствительный амперметр 2 (рис. 46) и будем постепенно поднимать напряжение, следя за амперметром. [c.135] Воздух, находящийся между пластинами конденсатора, является диэлектриком, но, как мы уже указывали, в каждый данный момент в воздухе имеется некоторое количество ионов и, кроме того, вновь образуются и рекомбинируются ионы. При подаче напряжения на пластины конденсатора в пространстве между ними возникло электрическое поле, под влиянием которого ионы начали перемещаться к пластинам, а амперметр показал возрастание электрического тока. С повышением напряжения увеличивается напряженность поля, ионы движутся быстрее, число рекомбинаций уменьшается, в результате чего большее количество ионов подходит к пластинам конденсатора и ток увеличивается. По мере дальнейшего повышения напряжения число рекомбинаций становится незначительным и почти все образующиеся ионы участвуют в переносе зарядов в поле конденсатора, а поэтому ток становится максимальным и постоянным — наступает момент, соответствующий току насыщения. [c.136] Дальнейшее повышение напряжения вызывает возрастание скорости ионов, но так как уже все образующиеся ионы участвуют в образовании тока, то дальнейшего увеличения его не происходит. Если еще больше повысить напряжение на пластинах конденсатора, то может наступить такой момент, когда скорость движения ионов в поле конденсатора станет настолько большой, что ионы, сталкиваясь на своём пути с нейтральными молекулами воздуха (газа), будут разбивать эти молекулы на ионы. Б этот момент за счет образования новых ионов ток опять начнет повышаться. Но так как ионы, образующиеся в результате столкновения быстро движущихся первичных ионов с молекулами, находятся в том же электрическом оле, то они также приобретут большую скорость и будут разбивать следующие молекулы и т. д. — произойдет ионизация воздуха в пространстве от одной пластины конденсатора до другой, т. е. пробой. Очень сильно возрастет электрический ток в цепи, что отметит амперметр. [c.136] Область ионообразования — короны — становится проводящей. При дальнейшем повышении напряжения увеличивается область, в которой напряженность электрического поля еще настолько велика, что происходит ионизация столкновением, т. е. увеличивается область короны. Это происходит до тех пор, пока напряжение не достигнет такой величины, при которой возникнет пробой. [c.137] Рассмотрим, что произойдет в конденсаторе, в котором под влиянием высокого напряжения образовалась корона, если через него при этом проходит газ, содержашдй пылинки. [c.138] В области короны образуются ионы обоих знаков, но ввиду того, что ионы одинакового знака с проводом отталкиваются от него и притягиваются внешним цилиндром, эти ионы движутся по иаправлению к внешнему цилиндру, а в пространстве, занятом короной, преобладают ионы противоположного знака по отношению к знаку потенциала провода. Наоборот, в пространстве, не занятом короной, имеются только ионы, знак заряда которых одинаков с зарядом провода. [c.138] При движении под влиянием поля ионы могут сталкиваться с пылинками, находящимися в газе, при этом ионы осядут на пылинках и сообщат им соответствующий заряд. После этого заряженные пылинки начнут двигаться под влиянием электрического поля в том же направлении, в каком раньше двигались ионы, осевшие на пылинках, т. е. к электродам. [c.138] Обозначим величину заряда одного электрона или протона через е, а число элементарных зарядов, которые оседают на пылинке, через п. Тогда величина заряда пылинки после осаждения на нее ионов будет равна п е. Эта величина зависит от напряженности поля, диэлектрической проницаемости пылинки и ее размера. [c.138] Дойдя ДО соответствующего электрода, пылинки отдадут свой заряд и осядут на электроде. Таким образом, газ очищается от пыли. Аппараты, в которых используется описанное физическое явление, называются электрофильтрами. [c.139] Вернуться к основной статье