Co to jest wyładowanie koronowe?

Wyładowanie koronowe to wyładowanie elektryczne, które występuje, gdy płyn wokół przewodnika ulega jonizacji. Siła pola elektrycznego musi być wystarczająco duża, aby wywołać jonizację, ale niewystarczająca do wywołania rzeczywistego wyładowania łukowego. Proces ten wymaga elektrody o wysokim potencjale elektrycznym w płynie obojętnym elektrycznie — zwykle w powietrzu. Płyn w tym kontekście obejmuje zarówno gazy, jak i ciecze.

Prąd elektryczny wytwarza naładowane cząstki, zwane jonami, z obojętnych cząsteczek w płynie, jeśli gradient potencjału jest wystarczająco duży. Jest to najbardziej prawdopodobne, gdy przewodnik ma ostry koniec. Kiedy powietrze wokół przewodnika zaczyna przewodzić prąd, staje się ono częścią przewodnika. To sprawia, że ​​przewodnik jest mniej ostry i może zapobiegać rozszerzaniu się jonizacji poza pewną odległość od przewodnika.

Jony w końcu wędrują poza ten obszar przewodzący i ponownie stają się obojętnymi cząsteczkami. Warunki wokół elektrody mogą również umożliwiać dalszy wzrost obszaru jonizacji i tworzenie całkowicie przewodzącej ścieżki. Spowoduje to ciągły łuk lub iskrzenie, a nie wyładowanie koronowe.

Idealne warunki do wyładowania koronowego zazwyczaj wymagają pary elektrod. Jedna elektroda powinna być mocno zakrzywiona i zazwyczaj jest to mały drut. Druga elektroda powinna być płaska, na przykład płytka. Ta różnica krzywizny między elektrodami zapewnia wysoki potencjał wokół zakrzywionej elektrody.

Polarność zakrzywionej elektrody określa polaryzację wyładowania koronowego. Oznacza to, że zakrzywiona elektroda z ładunkiem dodatnim wytwarza dodatnią koronę, a zakrzywiona elektroda z ujemnym ładunkiem wytwarza ujemną koronę. Te dwa rodzaje koron mają bardzo różne zachowanie ze względu na różnicę w masie między dodatnimi jonami a elektronami. Jony dodatnie nie zderzają się ze sobą prawie tak często jak elektrony. Oznacza to, że tylko ujemne korony wytwarzają ozon, fioletową poświatę i syczenie związane z koronami.

Istnieje wiele zastosowań wyładowań koronowych. Może usuwać ładunek elektryczny z powierzchni latającego samolotu. Może to zapobiec uszkodzeniu systemów elektronicznych samolotu przez wyładowanie elektryczne.
Wyładowanie koronowe może również usunąć cząstki stałe z powietrza. Jonizuje powietrze, które ładuje cząstki stałe. Powietrze przechodzi następnie przez grzebień o przeciwnym ładunku. Grzebień przyciąga naładowane cząsteczki, usuwając je w ten sposób z powietrza.