چی دەکاتین ترانسفۆرمان لە باروداوێکی ڕووبەشی ئەلکترۆنی؟
1. Çalma Aralığının İşleme Prensibi
Çalma aralığı gaz salınımına dayalı olarak çalışır. İki elektrot arasında yeterince yüksek bir gerilim uygulandığında, elektrotlar arasındaki gaz iyonize olur, iletken bir kanal oluşturur ve böylece çalma salınımı gerçekleşir. Bu süreç, yıldırım sırasında bulutlar ve yer arasında oluşan salınım fenomenine benzerdir. Gazın iyonizasyonu, elektrik alan gücünün gaz moleküllerindeki elektronların atom veya moleküllerin bağlarından kurtulmak için yeterli enerjiyi elde etmesini sağlayacak kadar güçlü olması nedeniyledir, bu da serbest elektronlar ve iyonlar oluşturmaktadır. Bu serbest elektronlar ve iyonlar, elektrik alan etkisiyle hızlanır, diğer gaz moleküllerine çarpar, daha fazla iyonizasyon süreci oluşturur ve sonunda gazın bozulmasına ve çalma salınımının oluşmasına yol açar.
Paschen yasasına göre, bir gazın bozulma gerilimi, gaz basıncı, elektrot aralığı ve gaz türüne bağlıdır. Belirli bir gaz türü ve basıncı verildiğinde, elektrot aralığı ile bozulma gerilimi arasında belirli bir ilişki vardır. Genel olarak, elektrot aralığı ne kadar büyükse, bozulma gerilimi o kadar yüksektir.
2. Çalma Aralığı Kullanarak Gerilimin Belirlenmesinde Temel Yöntemler
Çalma Aralığı Cihazının Kalibrasyonu
Öncelikle, bilinen bir gerilim kullanarak çalma aralığını kalibre etmek gerekir. Yüksek hassasiyetli DC veya AC gerilim jeneratörü gibi standart bir gerilim kaynağı kullanılabilir ve çalma aralığının elektrotlarına bağlanabilir. Gerilimi yavaş yavaş artırarak çalmanın gözlemlendiği noktaya kadar devam edin ve bu zamanki gerilim değerini ve karşılık gelen elektrot aralığını kaydedin. Örneğin, havayı ortam olarak kullanan bir çalma aralığı için, elektrot aralığı 1 mm olduğunda, standart gerilim kaynağı kullanılarak ölçüm yapılan bozulma gerilimi 3 kV ise, bu şekilde bir kalibrasyon veri noktası elde edilir.
Elektrot aralığını değiştirerek ve yukarıdaki işlemi tekrarlayarak, farklı elektrot aralıklarına karşılık gelen bir dizi bozulma gerilimi verisi elde edilebilir ve elektrot aralığı ile bozulma gerilimi arasındaki ilişki eğrisi çizilebilir. Bu, bilinmeyen bir gerilimin sonraki ölçümlerinde kalibrasyon için bir temel sağlar.
Bilinmeyen Gerilimin Ölçülmesi
Bilinmeyen bir gerilimi belirlerken, bilinmeyen gerilim kaynağını kalibre edilmiş çalma aralığı cihazına bağlayın. Gerilimi yavaş yavaş artırarak çalma salınımının gözlemlendiği noktaya kadar devam edin. Bu zamanki elektrot aralığını ölçün ve daha önce çizilen kalibrasyon eğrisine göre karşılık gelen gerilim değerini bulun. Bu gerilim değeri, bilinmeyen gerilime yaklaşık olarak eşittir. Örneğin, yüksek gerilimli bir darbe gerilimini ölçerken, elektrot aralığı 2 mm olduğunda çalma gözlemlenirse ve kalibrasyon eğrisinden elde edilen karşılık gelen gerilim 6 kV ise, yüksek gerilimli darbe geriliminin yaklaşık 6 kV olduğu belirlenir.
3. Önlem Alınması Gerekenler ve Hata Kaynakları
Gaz Koşullarının Etkisi: Gazın türü, basıncı ve nem oranı, bozulma gerilimini önemli ölçüde etkileyebilir. Örneğin, yüksek nemli bir ortamda, havadaki su buharı içeriğinin artması gazın bozulma gerilimini düşürecektir. Bu nedenle, ölçüm sürecinde gaz koşullarının mümkün olduğunca istikrarlı tutulması gerekmektedir. Mümkün oldukça, ölçümü standart atmosfer basıncında ve kurumış bir ortamda yapmak veya gaz koşullarındaki değişiklikler için düzeltme yapmak en iyisidir.
Elektrot Şekli ve Yüzey Durumu Etkileri: Elektrotların şekli (örneğin, küresel, iğne şekilli, düz plaka şekilli vb.) ve yüzey durumu (örneğin, pürüzlülük, oksit tabakaları varlığı vb.), çalma aralığının bozulma gerilimini de etkiler. Farklı şekillerdeki elektrotlar, elektrik alan dağılımını düzensiz hale getirir, bu da bozulma gerilimini değiştirir. Örneğin, iğne-plaka elektrot yapısı, iğne elektrotunucunda yoğunlaşan bir elektrik alanı oluşturur, bu da daha kolay bozulmasına ve bozulma geriliminin düşük olmasını sağlar. Elektrot yüzeyindeki pürüzlülük ve oksit tabakaları, gaz moleküllerini emdirebilir veya elektrik alan dağılımını değiştirebilir. Bu nedenle, ölçüm sürecinde elektrot şeklinin ve yüzey durumunun tutarlılığını sağlamak veya bu faktörleri hesaba katıp düzeltme yapmak gerekmektedir.
Ölçüm Hassasiyetinin Sınırları: Çalma aralığı kullanarak gerilim ölçümü, oldukça ham bir yöntemdir ve çok sayıda faktöre bağlı olarak hassasiyeti sınırlıdır. Yukarıda bahsedilen gaz koşulları ve elektrot faktörlerinin yanı sıra, çalma salınımı kendisi anlık ve biraz rastgele bir süreçtir, bu nedenle tam olarak kontrol edilmesi ve ölçülmesi zordur. Ayrıca, yüksek gerilim durumlarında, birden fazla salınım veya sürekli ark oluşabilir, bu da ölçüm sonuçlarının doğruluğunu etkileyebilir. Bu nedenle, bu yöntem genellikle yüksek hassasiyetli gerilim ölçümü için değil, gerilimin ham bir tahminini yapmak için kullanılır.
