Что такое барьерный разряд Уральская змейка?

УДК 537.521

УРАЛЬСКАЯ ЗМЕЙКА И ДРУГИЕ РАЗНОВИДНОСТИ БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДА

Аннотация:

В профильной школе сделаны генераторы высокого напряжения 3–6 кВ, частоты 16–170 кГц. Это позволяет достаточно безопасно показывать и изучать ряд разновидностей не только искрового, тлеющего и дугового, но и барьерного (ёмкостного) электрических разрядов. Они широко применяются в современной технике.

Цитата из статьи в журнале "Потенциал":

Опыт 7: барьерный разряд «уральская змейка» (1999–2000 гг.). Возьмите тонкий провод со фторопластовой изоляцией. Фторопласт хорош тем, что он химически стоек и мало нагревается в высокочастотном электрическом поле. Скрутите из 2-х изолированных друг от друга отрезков «витую пару» длиной, для начала, 5..10 см (впрочем, наш генератор «тянул» и метровые отрезки), стараясь не повредить изоляцию. Концы этих двух проводов подключите к генератору «встречно», то есть не с одной стороны витой пары, а с противоположных (рис. 10). Включите генератор.

Виден фиолетовый гибридный барьерный коронный разряд между этими электродами. Фторопласт светится бело-голубым, «уральская змейка» эффектно шипит, интенсивно порождает озон (через секунды интенсивный запах озона ощущается в объёме до кубометра) и ультрафиолетовое излучение, легко обнаруживаемое с помощью целлюлозы (она светится голубым, фото 12) или старых пластмассовых прозрачных жетонов метро (жёлто-голубой свет). Из «змейки» легко выкладывать буквы (фото 11).

«Уральскую змейку», подключённую к генератору, можно трогать и наматывать на руку или палец экспериментатора (при условии достаточно хорошей изоляции последнего от земли, бетонного или линолеумного пола), но не сжимать её при этом сильно; при аккуратном выполнении опыта,  если изоляция проводов исправна, от неё пальцам лишь тепло. Озон и ультрафиолет «уральской змейки» можно использовать в научных, промышленных и, возможно (после дополнительного исследования) в лечебно-профилактических целях.

Подробнее читайте в:

1. Горшков А.В., Кувшинов А., Украинцев О., Скалаух И., Галкин М. Безопасный в пользовании частотный генератор высокого напряжения. // Доклад на 53-й научно-технической конференции ЮУрГУ, секция общей и теоретической физики. Апрель 2001 г. Челябинск, ЮУрГУ. http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/Prob2001.doc , http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/mfti2002.doc

2. Горшков А.В., Кувшинов А., Украинцев О., Скалаух И., Галкин М. Частотный генератор высокого напряжения, установка для наблюдения различных форм газовых разрядов и плазмы, в том числе в.ч., получения у.ф. излучения, озона и оксидов азота. // Тезисы докладов 2-й международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". 11- 13.09.2001. Самара, СамГТУ. С.80. Естественные науки. Ч.1. Математика. Механика. Физика. Геология. http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/Prob2001.doc , http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/mfti2002.doc

3. Горшков А.В., Кувшинов А., Украинцев О., Скалаух И., Галкин М. Наблюдение предположительно новой разновидности ВЧ барьерного разряда и источники озона и ультрафиолетового излучения. // Тезисы докладов 2-й международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". 11-13.09.2001. Самара, СамГТУ. Естественные науки. Ч.1. Математика. Механика. Физика. Геология. С.81. http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/Prob2001.doc , http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/mfti2002.doc

4. Горшков А.В. Безопасная демонстрация "уральской змейки", линейного индукционного, искрового, барьерного, тлеющего, стратифицированного, дугового и других разрядов в лекционных демонстрациях по физике в профильной школе. / Доклад на 15-й Всероссийской конференции "Учебный физический эксперимент. Актуальные проблемы. Современные решения.", направление: Новые учебные опыты по физике. 29-30.01.2010. // Тезисы доклада: Программа и материалы конференции. - Глазов: ГГПУ, 2010. - с.28-30. // Электронная презентация. 46 с.

5. Горшков А.В. Учебно-методические приборные комплексы "Термоэлектрические явления" и "Генераторы высокого напряжения и газовые разряды". / Научно-практическая конференция преподавателей и сотрудников ЮУрГУ. Секция технологии приборостроения. - Челябинск. - 14.04.2010. - Электронная презентация 38+46 с.

6. Горшков А.В. Подготовка учащихся профильных классов к исследовательской деятельности в области физики средствами комплекса элективных курсов «Физические основы авиакосмической техники», «Физика плазмы», «Термоэлектрические явления». // Труды V-й общероссийской научно-практической конференции с международным участием "Исследовательская деятельность учащихся в современном образовательном пространстве". Москва, 3-5.02.2011. - С...... (6 с.)

7. Горшков А.В. Высоковольтные устройства, демонстрационные опыты с электрическими разрядами и элементарное введение в физику плазмы на элективных и факультативных курсах. Учебно-методическое пособие. - Челябинск: МОУ Лицей №31, 18.03.2010. - 83 с., 43 илл., библиогр. 78 наим. / Направлено в "Библиотечку Кванта".

8. Горшков А.В. Уральская змейка и другие разновидности барьерного разряда. // Потенциал. - 2011. №8. - С.73-80.