Mis on transformatorte praktikad kasutuses elektroonikas?

1. Väikese vahega tööpõhimõte

Väike vahe töötab gaasi väljaandmise printsiibil. Kui kahe elektrodi vahel rakendatakse piisavalt kõrge pinget, siis elektrodide vahel olev gaas ioniseeritakse, moodustades juhiv kanal, ja nii tekib väikese vahega väljaanne. See protsess on sarnane tormiloojanguga, mis toimub pilvede ja maapinna vahel. Gaasi ioniseerimine on tingitud sellest, et elektriväljade tugevus on piisavalt suur, et andest gasi olevad elektronid saaksid piisavalt energia, et vabastuda aatomite või molekulide sidusest, moodustades vabad elektronid ja ionid. Need vabad elektronid ja ionid kiirenevad elektrivälja mõju all, põrkudes kokku teiste gaasi molekulidega, tekitades rohkem ioniseerimisprotsesse ja lõpuks viies gaasi läbimurde ja väikese vahega väljaande tekke.

Pascheni seaduse järgi on gaasi läbimurdeline pinge sõltuv gaasi rõhust, elektrodide vahemikust ja gaasi tüübist. Täpselt määratud gaasi tüübi ja rõhu korral on elektrodide vahemiku ja läbimurdeline pinge omavahel kindel seos. Üldiselt öelda, mida suurem on elektrodide vahemik, seda kõrgem on läbimurdeline pinge.

2. Väikese vahega pinget määramise põhimeetodid

Väikese vahe seadme kalibreerimine

Esiteks on vaja väikese vahe kalibreerida teadaoleva pingega. Saab kasutada standardset pingevooltu, näiteks kõrge täpsusega DC või AC pingegeneraatorit, mis ühendatakse väikese vahe elektrodidega. Pinget tuleb järk-järgult tõsta, kuni tekib väikese vahega väljaanne, ja kirjutada alla see pingeväärtus ja vastav elektrodide vahemik. Näiteks, kui väikese vahe keskkonnaks on õhk, siis 1 mm elektrodide vahemikul mõõdetud läbimurdeline pinge standardse pingevooltuna on 3 kV, saades nii kalibreerimispunkt.

Muutes elektrodide vahemikku ja kordates eelnevat protsessi, saab mitu läbimurdeline pinge andmeid erinevatele elektrodide vahemikele ning joonistada elektrodide vahemiku ja läbimurdeline pinge omavahelist seose kõver. See annab kalibreerimise aluse edasiseks teadmata pingea mõõtmiseks.

Teadmatut pinget mõõtmiseks

Teadmatut pinget määramisel tuleb ühendada teadmata pingevoolt kalibreeritud väikese vahe seadmega. Järk-järgult tõstes pinget, kuni tekib väikese vahega väljaanne, mõõdatakse sel hetkel elektrodide vahemik, ja siis, eelmisesse kalibreerimiskõversse tuginedes, vaadatakse vastav pingeväärtus. See pingeväärtus on umbes teadmata pinge. Näiteks, kui mõõdetakse kõrget pingepulsit, ja väikese vahega väljaanne tekib, kui elektrodide vahemik on 2 mm, ja kalibreerimiskõverist saadud vastav pinge on 6 kV, siis kõrge pingepulsi pinge määratakse umbes 6 kV.

3. Ettevaatusabinõud ja veekilde

Gaasi tingimuste mõju: Gaasi tüüp, rõht ja niiskus võivad mõjutada oluliselt läbimurdeline pinge. Näiteks, niiskes keskkonnas õhu vesikute sisalduse tõus tavaliselt vähendab gaasi läbimurdeline pinge. Seetõttu on mõõtmise käigus vaja hoida gaasi tingimusi võimalikult stabiilsena. Kui võimalik, siis on parim teha mõõtmised standardsetes atmosfäärilistes rõhudes ja kuivas keskkonnas, või korrigeerida gaasi tingimuste muutusi.

Elektrodide kuju ja pindalatingimused: Elektrodide kuju (näiteks sfääriline, neel-kaarelik, platvormlik jne) ja pindalatingimused (näiteks pinnase püramatus, oksiidi kihtide olemasolu jne) mõjutavad väikese vahega läbimurdeline pinge. Erinevad elektrodide kujud viivad ebavõrdse elektrivälja leviku, muutes läbimurdeline pinge. Näiteks neel-plaatide struktuur konsentreerib elektrivälja neele tipu, mis muudab selle soojumisele altunduma, ja selle läbimurdeline pinge on suhteliselt madal. Pindalapüramatus ja oksiidi kihtid võivad adsorbeerida gaasi molekule või muuta elektrivälja levikut. Seetõttu on mõõtmise käigus vaja tagada elektrodide kuju ja pindalatingimuste ühtsus, või arvestada nende teguritega ja korrigeerida.

 Mõõtmistäpsuse piirangud: Väikese vahe abil pinget mõõtmine on suhteliselt karjas meetod, mille täpsus on mõjutatud mitmete tegurite poolt. Lisaks eelnimetatud gaasi tingimustele ja elektrodide teguritele on väikese vahega väljaanne ise ajutine ja osaliselt juhuslik protsess, mida on raske täpselt kontrollida ja mõõta. Lisaks, kõrgete pingete korral võivad esineda mitmed väljaanded või pidevad kaardid, mis mõjutavad mõõtmistulemuste täpsust. Seetõttu kasutatakse seda meetodit tavaliselt pigem ligikaudseks pingemääramiseks, mitte kõrge täpsusega pingemõõtmiseks.