Ano ang praktikal na gamit ng mga transformer sa power electronics?

1. Patakaran ng Pag-operate ng Spark Gap

Ang spark gap ay gumagana batay sa patakaran ng pag-discharge ng gas. Kapag ang sapat na mataas na voltaje ay inilapat sa pagitan ng dalawang elektrodo, ang gas sa pagitan ng mga elektrodo ay ionized, nagpapabuo ng isang conductive na channel, at kaya nangyayari ang spark discharge. Ang prosesong ito ay katulad ng pag-discharge na nangyayari sa pagitan ng mga ulap at lupa kapag may kidlat. Ang ionization ng gas ay dahil sa katalinuhan ng electric field strength upang mabigyan ng sapat na enerhiya ang mga elektron sa mga gas molecule upang makalaya mula sa kahigpitan ng mga atom o molekula, nabubuo ng malayang elektron at ions. Ang mga malayang elektron at ions na ito ay lumilipas sa ilalim ng epekto ng electric field, sumisipa sa iba pang mga gas molecule, bumubuo ng higit pang ionization processes, at sa huli ay nagdudulot ng pag-breakdown ng gas at pagbuo ng spark discharge.

Ayon sa Batas ni Paschen, ang breakdown voltage ng gas ay isang function ng pressure ng gas, distansya ng elektrodo, at uri ng gas. Sa isang tiyak na uri ng gas at pressure, may isang tiyak na relasyon sa pagitan ng distansya ng elektrodo at breakdown voltage. Sa pangkalahatan, ang mas malaking distansya ng elektrodo, ang mas mataas ang breakdown voltage.

2. Mga Pangunahing Paraan ng Paggamit ng Spark Gap upang Tukuyin ang Voltaje

Pag-calibrate ng Spark Gap Device

Una, kinakailangang icalibrate ang spark gap gamit ang isang alam na voltaje. Maaaring gamitin ang isang standard na source ng voltaje, tulad ng high-precision DC o AC voltage generator, at i-connect ito sa mga elektrodo ng spark gap. Unawain ang pagtaas ng voltaje hanggang sa makita ang spark generation, at irecord ang halaga ng voltaje at ang kasabay na distansya ng elektrodo sa oras na ito. Halimbawa, para sa isang spark gap na may air bilang medium, kapag ang distansya ng elektrodo ay 1 mm, ang iminumungkahing breakdown voltage na sinukat gamit ang standard na source ng voltaje ay 3 kV, kaya nakukuha ang isang calibration data point.

Sa pamamagitan ng pagbabago ng distansya ng elektrodo at pagsusunod muli sa proseso sa itaas, maaaring makuhang isang serye ng breakdown voltage data na tumutugon sa iba't ibang distansya ng elektrodo, at ma-plot ang relasyon curve sa pagitan ng distansya ng elektrodo at breakdown voltage. Ito ay nagbibigay ng isang calibration basis para sa susunod na pagsukat ng isang hindi alam na voltaje.

Pagsukat ng Hindi Alam na Voltaje

Kapag tinitiyak ang isang hindi alam na voltaje, i-connect ang hindi alam na source ng voltaje sa calibrated spark gap device. Unawain ang pagtaas ng voltaje hanggang sa makita ang spark discharge. Sukatin ang distansya ng elektrodo sa oras na ito, at pagkatapos ay ayon sa na-plot na calibration curve, hanapin ang kasabay na halaga ng voltaje. Ang halagang ito ng voltaje ay humigit-kumulang ang hindi alam na voltaje. Halimbawa, kapag sinusukat ang voltaje ng isang high-voltage pulse, kapag may spark generation sa panahon ng 2 mm ang distansya ng elektrodo, at ang kasabay na voltaje na nakuha mula sa calibration curve ay 6 kV, kaya ang voltaje ng high-voltage pulse ay tinitiyak na humigit-kumulang 6 kV.

3. Mga Precautions at Mga Source ng Error

Paggunita ng Gas Conditions: Ang uri, pressure, at humidity ng gas ay maaaring magkaroon ng mahalagang epekto sa breakdown voltage. Halimbawa, sa isang mataas na humidity environment, ang pagtaas ng water vapor content sa hangin ay mababawasan ang breakdown voltage ng gas. Kaya, sa panahon ng pagsukat, kinakailangan na panatilihin ang gas conditions na mahigpit na matatag. Kung posible, pinakamahusay na gawin ang pagsukat sa ilalim ng standard atmospheric pressure at sa isang dry environment, o gawin ang mga corrections para sa mga pagbabago sa gas conditions.

Paggunita ng Hugis at Surface Condition ng Elektrodo: Ang hugis (tulad ng spherical, needle-shaped, flat-plate-shaped, etc.) at surface condition (tulad ng roughness, presence ng oxide layers, etc.) ng mga elektrodo ay maaari ring mag-apekto sa breakdown voltage ng spark gap. Ang iba't ibang hugis ng mga elektrodo ay magreresulta sa isang hindi pantay na distribution ng electric field, na nagbabago ang breakdown voltage. Halimbawa, ang needle-plate electrode structure ay may napakonsentrado na electric field sa tip ng needle electrode, nagpapadali ito sa breakdown, at ang breakdown voltage nito ay relatibong mababa. Ang roughness at oxide layers sa surface ng elektrodo maaaring sumipsip ng mga gas molecule o baguhin ang distribution ng electric field. Kaya, sa panahon ng pagsukat, kinakailangan na siguraduhin ang konsistensiya ng hugis at surface condition ng elektrodo, o isama ang mga factor na ito at gawin ang mga corrections.

Limitasyon ng Katumpakan ng Pagsukat: Ang pagsukat ng voltaje gamit ang spark gap ay isang relatibong kasarinlan na paraan, at ang katumpakan nito ay limitado ng maraming factors. Bukod sa nabanggit na gas conditions at elektrodo factors, ang spark discharge mismo ay isang instant at medyo random na proseso na mahirap kontrolin at sukatin ng eksakto. Bukod dito, sa mataas na voltage situations, maaaring mangyari ang multiple discharges o continuous arcs, na maaari ring mag-apekto sa katumpakan ng resulta ng pagsukat. Kaya, ang paraan na ito ay karaniwang ginagamit para sa isang kasarinlan na estimate ng voltaje kaysa sa high-precision na pagsukat ng voltaje.