Kio estas la praktikaj uzadoj de transformiloj en elektrotekniko?

1. Funkciado Principo de la Sparko-intervalo

La sparko-intervalo funkcias sur la bazo de gasa elŝarĝo. Kiam sufiĉe alta voltajo estas aplikita inter du elektrodoj, la gaso inter la elektrodoj ioniĝas, formante konduktan kanalon, kaj do okazas sparko-elŝarĝo. Tiu procezo similas al la elŝarĝofenomeno, kiu okazas inter nubo kaj tero dum fulmo. La ionigo de la gaso estas pro tio, ke la forto de la elektra kampo estas sufiĉe forta por ebligi la elektronojn en gazmolekuloj akiri sufiĉan energion liberiĝi de la ligilo de atomoj aŭ molekuloj, formante libere elektronojn kaj ionojn. Ĉi tiuj liberaj elektronoj kaj ionoj akcelas sub la ago de la elektra kampo, koliziis kun aliaj gazmolekuloj, produktante pluajn ionigprocezojn, kaj finfine kondukas al la disrompo de la gaso kaj la formiĝo de sparko-elŝarĝo.

Laŭ la leĝo de Paschen, la disrompa voltajo de gaso estas funkcio de gasa premo, distanco inter elektrodoj, kaj tipo de gaso. Por specifa tipo de gaso kaj premo, ekzistas certa rilato inter la distanco inter elektrodoj kaj la disrompa voltajo. Ĝenerale, la pli granda la distanco inter elektrodoj, la pli alta la disrompa voltajo.

2. Bazaj Metodoj Uzi la Sparko-intervalon por Difini la Voltajon

Kalibrado de la Sparko-intervala Aparato

Unue, necesas kalibri la sparko-intervalon uzante konatan voltajon. Povas esti uzata norma voltajfonto, kiel ekzemple alta-preciza DC aŭ AC voltajgenerilo, kaj ĝi povas esti konektita al la elektrodoj de la sparko-intervalo. Graduale pligrandigu la voltajon ĝis observiĝas sparkogenero, kaj registru la voltajvaloron kaj la respondan distancon inter elektrodoj en tiu momento. Ekzemple, por sparko-intervalo kun aero kiel medio, kiam la distanco inter elektrodoj estas 1 mm, la mezurita disrompa voltajo per la norma voltajfonto estas 3 kV, do ricevas punkton de kalibrdata.

Ŝanĝante la distancon inter elektrodoj kaj ripetante la supran procezon, povas esti ricevita serio da disrompa voltajdatoj responde al diversaj distancoj inter elektrodoj, kaj povas esti desegnita la kurbo de rilato inter la distanco inter elektrodoj kaj la disrompa voltajo. Tio provizas bazon de kalibro por la sekva mezuro de nekonata voltajo.

Mesurado de la Nekonata Voltajo

Kiam difinante nekonatan voltajon, konektu la nekonatan voltajfonton al la kalibrata sparko-intervala aparato. Graduale pligrandigu la voltajon ĝis observiĝas sparko-elŝarĝo. Mezuru la distancon inter elektrodoj en tiu momento, kaj tiam laŭ la antaŭe desegnita kalibrkurbo, trovu la respondan voltajvaloron. Tiu voltajvaloro estas proksimume la nekonata voltajo. Ekzemple, kiam mezurante la voltajon de alta-voltaga pulso, se observiĝas sparkogenero kiam la distanco inter elektrodoj estas 2 mm, kaj la respondanta voltajo ricevita de la kalibrkurbo estas 6 kV, do la voltajo de la alta-voltaga pulso estas difinita proksimume 6 kV.

3. Precautionoj kaj Fontoj de Eraro

Influo de Gasaj Kondiĉoj: La tipo, premo, kaj humideco de la gaso povas havi signifan efikon sur la disrompa voltajo. Ekzemple, en alta-humideca ĉirkaŭaĵo, la pliiĝo de la enhavo de vaporo en la aero malpliiĝigos la disrompan voltajon de la gaso. Do, dum la mezurproceso, necesas teni la gasajn kondiĉojn tiel stabila kiel eble. Se eble, plej bone estas fari la mezuron sub norma atmosfera premo kaj en seka ĉirkaŭaĵo, aŭ fari korektojn pro ŝanĝoj en gasaj kondiĉoj.

Influo de Formo kaj Surfaca Kondiĉo de Elektrodoj: La formo (kiel sfera, nadlforma, ebenplakforma, etc.) kaj surfaca kondiĉo (kiel rabdeco, ekzisto de oksidaj stratoj, etc.) de la elektrodoj ankaŭ afektos la disrompan voltajon de la sparko-intervalo. Diversaj formoj de elektrodoj rezultos en neuniforma distribuo de elektra kampo, do ŝanĝos la disrompan voltajon. Ekzemple, la nadl-ebenplaka elektrodstrukturo havas elektran kampon koncentritan je la pinto de la nadlelektrodo, farante ĝin pli facile disrompiĝi, kaj sia disrompa voltajo estas relative malalta. La rabdeco kaj oksidaj stratoj sur la surfaco de elektrodo povas adsorbi gazmolekulojn aŭ ŝanĝi la distribuon de elektra kampo. Do, dum la mezurproceso, necesas certigi la konsistencon de la formo kaj surfaca kondiĉo de elektrodoj, aŭ preni en konsideron tiujn faktorojn kaj fari korektojn.

 Limoj de Mezura Precizeco: Mezuri voltajon per sparko-intervalo estas relativa grea metodo, kies precizeco estas limigita de pluraj faktoroj. Krom la supre menciitaj gasaj kondiĉoj kaj elektrodfaktoroj, la sparko-elŝarĝo mem estas momenta kaj iom hazarda procezo, kiun estas malfacile precize kontroli kaj mezuri. Plue, en alta-voltagaj situacioj, okazos multoblaj elŝarĝoj aŭ kontinua arkfajro, kio ankaŭ afektos la akuratecon de la mezurrezultoj. Do, tiu metodo kutime estas uzata por grava stimaĵo de voltajo anstataŭ por alta-preciza voltajmezuro.