16574

Исследование работы нейтрализаторов статического электричества

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Лабораторная работа № 7 Исследование работы нейтрализаторов статического электричества 1. Цель работы. Экспериментальное определение эффективности работы пассивных индукционных и активных высоковольтных нейтрализаторов статического электричества...

Русский

2013-06-22

69.5 KB

3 чел.

Лабораторная работа  № 7

“Исследование работы нейтрализаторов

статического электричества ”

1. Цель работы.

Экспериментальное определение эффективности работы пассивных (индукционных) и активных (высоковольтных) нейтрализаторов статического электричества.

2. Описание установки.

 

Основным элементом лабораторного стенда (рис.1) по исследованию эффективности работы нейтрализаторов является диэлектрический диск из оргстекла 1, приводимый в движение двигателем постоянного тока 2. Над поверхностью диска расположен коронирующий электрод 3 для зарядки диэлектрического диска, разрядный электрод 4 нейтрализатора статического электричества и два датчика для измерения электрического поля 5. Под коронирующим электродом расположена заземленная плоскость 6.

Коронирующий электрод 3 подключен к источнику постоянного высокого напряжения 7 с регулируемым напряжением от 0 до 30 кВ, предназначен для зарядки диска. При напряжении на коронирующем электроде выше начального возникает униполярный коронный разряд. Ионы под действием электрического поля, созданного между коронирующим электродом и заземленной плоскостью 6, двигаются в направлении к диэлектрическому диску и осаждаются на нем. Таким образом, при вращении диска происходит осаждение зарядов на всей его поверхности. Знак осаждаемых зарядов может быть положительным или отрицательным.

Для регистрации заряда на диэлектрическом диске используются датчики для измерения электрического поля 8, принцип работы которых основан на явлении электростатической индукции. Конструктивно датчик выполнен следующим образом: над неподвижными измерительными электродами вращается заземленный экран в виде диска с секторными вырезами; при вращении экрана внешнее электрическое поле формирует на омическом сопротивлении измерительной цепи сигнал, пропорциональный напряженности электрического поля. Сигнал с датчика передается на осцилограф. Перед проведением экспериментов измерительная система и датчик градуируются в электрическом поле плоского конденсатора. По величине напряженности электрического поля E определяется поверхностная плотность заряда:

= oE

Для нейтрализации зарядов статического электричества используются индукционные и высоковольтные нейтрализаторы.

Индукционные нейтрализаторы наиболее просты. Они обычно выполнены в виде ряда заземленных игл или заземленного протяженного электрода в виде тонкой проволочки. Принцип действия индукционного нейтрализатора следующий. При приближении электрода нейтрализатора к наэлектризованному предмету  на поверхности иглы или проволочки резко возрастает электрическое поле и при достижении начального значения возникает коронный разряд, являющийся источником ионов обоих знаков. Под действием электрического поля, созданного зарядами статического электричества, ионы противоположного знака вытягиваются из чехла короны и двигаясь к поверхности, нейтрализуют ее.

Высоковольтный нейтрализатор включает в себя источник высокого напряжения (с регулировкой напряжения от 0 до 10 кВ) с переменной частотой от 50 до 1000 Гц и металлокерамический электрод, устойчивый к разрушительному действию поверхностных разрядов. Разрядный электрод состоит из диэлектрического барьера (керамики) по обе стороны которого расположены металлические индуктирующий и разрядный электроды. Высокое напряжение подается на индуктирующий электрод, а разрядный электрод заземлен. Высоковольтный индуктирующий электрод защищен от случайного прикосновения обслуживающего персонала, что делает нейтрализатор безопасном в эксплуатации. При подаче высокого потенциала на индуктирующий электрод на заземленном разрядном электроде возникает биполярный коронный разряд, имеющий как положительные, так и отрицательные ионы. При приближении разрядного электрода к заряженной поверхности под действием поля внешних зарядов из образовавшегося чехла короны вытягиваются ионы, которые под действием поля, созданного зарядами статического электричества, движутся к заряженной плоскости и нейтрализуют их. Знак вытягиваемых ионов будет всегда противоположен знаку зарядов, находящихся на заряженной плоскости.

3. Принцип работы лабораторного стенда.

Лабораторный стенд работает следующим образом. При подаче необходимого потенциала на коронирующий электрод 3 возникает коронный разряд. Под действием электрического поля ионы двигаясь к заземленной плоскости 6 осаждаются на диэлектрическом диске 1, заряжая его до определенной плотности заряда, которая может меняться за счет изменения напряжения питания коронирующего электрода. Диск, приводимый в движение двигателем 2, переносит заряд к разрядному электроду нейтрализатора, где происходит его нейтрализация. Для измерения электрического поля, созданного зарядами перед нейтрализатором и за ним установлены датчики. По информации от этих датчиков определяют поверхностную плотность заряда до и после нейтрализатора.

Рис.1 Принципиальная схема лабораторной установки.


Рис.2 Вольтамперная характеристика нейтрализатора.


4.Подготовка к работе.

    2.Расчитать по заданной ВАХ эффективность работы нейтрализатора статического электричества ,если напряженность поля на поверхности наэлектризованного материала равна 16кВ/см ,а потенциал при этом равен 16кВ скорость перемещения наэлектризованного материала 2м/с и 3.5м/c .


5. Рабочее задание.

 1. Ознакомиться с установкой по исследованию работы нейтрализаторов статического электричества.

2. Экспериментально определить в поле плоского конденсатора градуировочную кривую датчиков для измерения напряженности электрического поля.

3. Экспериментально определить и построить вольтамперные характеристики индукционных нейтрализаторов с разрядными элементами в виде ряда заземленных игл и протяженного электрода в виде тонкой заземленной проволочки. Определить эффективность работы нейтрализаторов при различной высоте установки разрядного элемента и заданной скорости перемещения наэлектризованного диска. Построить рассчитанные зависимости.

4. Экспериментально определить и построить вольт-амперные характеристики активного нейтрализатора с металло-керамическими электродами при различной высоте установки над наэлектризованной поверхностью. Рассчитать и построить зависимости эффективности работы нейтрализатора от высоты установки разрядного электрода. Все зависимости определить при частоте напряжения питания нейтрализатора 50 и 1000 Гц.


8

7

3

6

1

2

5

I

V

jнач

jнейтр

jост

4

3

5

5

4.0          8.0        12.0       16.0       кВ

Uпл

мкА/м

   30.0

    20.0

    10.0

        0

jнейтр


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82626. Легкая атлетика. Бег на средние дистанции 393 KB
  Бег на средние дистанции это бег на расстояние от 800 метров до двух километров. Он является одним из популярных видов легкой атлетики так как не такой продолжительный как бег на длинные дистанции и не настолько быстрый как спринт.
82627. Закаливание и личная гигиена школьника 98.5 KB
  Запомните: 5 золотых правил закаливания которые будут полезны для вашего ребенка а также и для вас уважаемые родители. Для закаливания необходимо совсем немного времени 510 мин однако эти процедуры важно выполнять ежедневно и не позволять прерываться особенно через лень.
82628. СПОРТИВНАЯ ХОДЬБА 161.5 KB
  Зарождение и становление спортивной ходьбы как вида легкой атлетики относится к середине XIX в. Он продолжался вплоть до включения соревнований по спортивной ходьбе на 35 км и 10 км в программу Олимпийских игр 1908 г. В это время происходит становление спортивной ходьбы как олимпийского вида.
82630. В. Чухліба «Повінь» 105 KB
  Мета: вдосконалювати навички виразного читання уміння швидко орієнтуватися в тексті збагачувати словник учня; виховати спостережливість любов до природи привчати їх до мудрого використання природи; виховувати цілісне ставлення до природи поясняти місце людини в природі розуміння необхідності...
82631. Творчість Василя Сухомлинського. Що означає бути людиною 99.5 KB
  Мета. Розширити знання учнів про творчість В.О. Сухомлинського, вчити їх розуміти текст; розвивати навички читання, уміння висловлювати свої міркування про розуміння морально-етичних проблем, збагачувати уявлення школярів про людяність, сприяти осмисленню філософського поняття «слід людини на землі»...
82632. Порядок виконання дій одного ступеня і різних ступенів 170 KB
  Мета. Ознайомити учнів з порядком виконання дій одного ступеня і різних ступенів; формувати навички розв’язувати навички розв’язування прикладів і задач, які включають дії різних ступенів. Хід уроку: Оргмомент. Який зараз урок? (Математика)
82633. Дорожні знаки та їх групи 143 KB
  Мета: ознайомити учнів із дорожніми знаками, формувати навички їх розпізнавання, закріпити вивчені Правила дорожнього руху; розвивати вміння застосовувати набуті знання на практиці, увагу, спостережливість, уміння орієнтуватися на вулицях міста за допомогою дорожніх знаків; виховувати увагу...
82634. Поняття про швидкість руху. Задачі на знаходження швидкості 138.5 KB
  Мета: навчальна - ознайомити учнів з поняттям «швидкість руху»,простими і складеними задачами на знаходження швидкості,скороченим позначенням швидкості, пояснити правило знаходження швидкості руху за даними відстанню і часом руху в нестандартних умовах проблемної та математичної задачі...