5. Контрольні запитання

1. Для роботи яких електротехнологічних установок сільськогосподарського призначення необхідна висока напруга?

2. З чим пов’язана необхідність живлення деяких електротехнологічних установок високою напругою?

3. Які Вам відомі способи отримання високих постійних та змінних напруг?

4. В чому полягає принцип роботи множника напруги?

5. Як від гальванічного елемента з напругою 1,5 В отримують напругу порядку 5…10 кВ?

6. Яких правил техніки безпеки необхідно дотримуватися при роботі з високовольтними установками?

7. За допомогою яких приладів вимірюють високі напруги?

8. Що таке вихідні характеристики джерела живлення?

Лабораторна робота №5

Тема: Дослідження моделі електрогідравлічної установки.

Мета: Вивчення електричного розряду у воді.

Обсяг роботи: 1.1. Одержати повний пробій розрядного проміжку у воді і вивчити його характеристики.

1.2 Вивчити розрядні характеристики при не повному пробої проміжка у воді.

2. Короткі теоретичні відомості

Як і електричні розряди в газах високовольтні підводні розряди - електрогідравлічний ефект - широко використовуються в промисловості, будівництві, медицині, сільському господарстві.

Фактично ця група методів - різновид електроімпульсних впливів на технологічний об'єкт.

При високовольтному розряді у воді імпульсне розширення канала розряда спричиняє ударну хвилю, а наступні схлопування і коливання полості - потужне ультразвукове випромінювання; високотемпературне випромінювання канала дає змогу ускоренню всіх відомих хімічних реакцій і протіканню ще не відомих на границі канал - вода; після багаторазових розрядів вода міняє свій колір і стає більш активною, а супроводжуюче електророзряди потужне імпульсне магнітне поле змінює інші властивості води.

Оскільки електрогідравлічному ефекту властива бактерицидна дія, його використовують при обробці води, молока, стічних вод тваринних ферм і других рідин. Полив рослин водою, обробленою високовольтними розрядами, збільшує урожайність сільськогосподарських культур. Електрогідравлічні установки для миття вовна в декілька разів знижують трудоємність і підвищують якість миття. Високовольтний розряд у воді використовують для очищення фільтрів артезіанських свердловин, що збільшує їх дебіт.

Принципіальна схема електрогідравлічної установки ( мал. 1) включає в себе підвищувальний трансформатор ТV1, вентиль VD1, струмоогранічувальний резистор R1, накопичувальний конденсатор СІ, повітряний розрядник F1, робочий міжелектродний проміжок F2 в рідині. При включенні установки конденсатор заряджається. Як тільки напруга на ньому буде рівна напругі пробою повітряного проміжку, відбувається його пробій і висока напруга прикладається до робочого проміжку. В результаті утворюється струмоведучий плазенний канал розряда. Висока температура в каналі - до 40000°С сприяє утворенню газопарової порожнини. Розігрів плазми призводить до підвищення тиску і розширення каналу розряду.

напруги (б) і сили струму (в).

Завдяки малій стисливості рідини тиск усередині газопарової порожнини досягається (1... 1,5)10³ МПа. Створення високого тиску і швидке розширення канала розряду викликає в навколишній рідині ударну хвилю. Потужність імпульса тиску на фронті ударноїхвилі в тисячі разів перевищує потужність джерела живлення. При максимальному значенні сили струму до 250 кА розвивається миттєва потужність до 200 Мвт. Енергія, накопичена в конденсаторі, в розрядном проміжку перетворюється в механічну, теплову, світову і так далі.

Тимчасова залежність напруги і розрядного струму показані на малюнку 1, (б) і (в).

По характеру протікання струму розряди можуть бути аперіодичними, якщо напрям струму під час розряду не міняється, і періодичними, якщо спостерігається коливання. Під критичним розуміють також граничний аперіодичний розряд, який переходить в періодичний при подальшому зменшенні опору розрядного контура. Для критичного розряда :

де R, L і С-опір, Ом; індуктивність, Гн, і ємкість, Ф, розрядного контуру. Опір, Ом, розрядного проміжку довжиною , м, в процесі розряду різко зменшується і для моменту, відповідного максимальному значенню сили струму