Коронний розряд
Коронний розряд - це явище, пов'язане з іонізацією повітря в електричному полі з високою напруженістю (свічення газів у неоднорідному електричному полі високої напруженості).
Області з високою напруженістю часто утворюються внаслідок неоднорідності електричного поля, що виникає:
1) При виборі неправильних параметрів у процесі конструювання;
2) внаслідок забруднень, що виникають у процесі роботи;
3) Внаслідок механічних пошкоджень та зносу обладнання.
Подібні поля формуються у електродів з дуже великою кривизною поверхні (вістря, тонкі дроти). Коли напруженість поля досягає граничного значення повітря (близько 30 кВ/см), навколо електрода виникає свічення, має вигляд оболонки чи корони (звідси назва). Коронний розряд застосовується для очищення газів від пилу та інших забруднень (електрофільтр), для діагностики стану конструкцій (дозволяє виявляти тріщини у виробах). На лініях електропередачі виникнення коронного розряду небажано, оскільки викликає значні втрати енергії, що передається. З метою зменшення відносної кривизни електродів застосовуються багатопровідні лінії (3, 5 або більш за певним чином розташованих проводів).
Типи корон та їх ідентифікація
Негативна "подібна до полум'я" корона. Цей тип корони зазвичай має місце на провіднику, зарядженому негативно, наприклад під час негативної напівхвилі напруги мережі. Цей тип корони виглядає як полум'я, форма, напрямок та розмір якого постійно змінюються. Ця корона дуже чутлива до зміни параметрів довкілля. Її виникнення також призводить до появи звукового сигналу приблизно подвоєної промислової частоти (наприклад, 100 Гц) або її кратної.
Пробої
Пробої зазвичай утворюються між двома ізольованими, але що знаходяться близько один від одного металевими пластинами. Струм витоку вздовж опори індукує певні рівні напруги між пластинами і таким чином розряд між ними. Ці розряди зазвичай складні для локалізації, тому що немає прямого їх з'єднання з високовольтною лінією. У камері CoroCAM ці іскрові проміжки будуть виглядати як невеликі, постійні та дуже яскраві об'єкти. Звук, який виникає при цих розрядах, має вищий тон, ніж у негативних корон, і здається незв'язаним із промисловою частотою. Іскрові проміжки зазвичай викликають великі радіо- та телевізійні перешкоди (наприклад, високі RI – radio interference).
Позитивний тліючий коронний розряд
Позитивний коронний розряд, що тліє, утворюється на провіднику, зарядженому позитивно, (наприклад, під час позитивної напівхвилі напруги мережі). Він зазвичай зустрічається у місцях із гострими кутами. Цей тип корони має невеликий розмір і виглядає як свічення навколо певного місця. Це відносно слабке джерело коронного розряду і створює дуже незначний звуковий сигнал.
Наскільки серйозна корона/розряд з погляду виниклаія напруги радіоперешкод (RIV)?
Загальні зауваження:
Усі іскрові проміжки є причиною серйозних перешкод.
Якщо корона повністю видима неозброєним оком (вночі), вона викличе серйозні радіоперешкоди. (Використовуйте камеру CoroCAM для швидкої локалізації всіх джерел коронного розряду, а потім постарайтеся побачити їх неозброєним оком.)
Позитивний коронний розряд, що тліє, не викликає серйозних радіоперешкод.
Застосування коронного розряду
Електричне очищення газів (електрофільтри).
Посудина, наповнена димом, раптово робиться абсолютно прозорою, якщо внести в неї гострі металеві електроди, з'єднані з електричною машиною, а всі тверді та рідкі частинки будуть триматися в облозі на електродах. Пояснення досвіду полягає в наступному: як тільки дроту запалюється корона, повітря всередині трубки сильно іонізується. Газові іони прилипають до частинок пилу та заряджають їх. Так як усередині трубки діє сильне електричне поле, заряджені частинки пилу рухаються під дією поля до електродів, де осідають.
Лічильники елементарних частинок.
Лічильник елементарних частинок Гейгера - Мюллера складається з невеликого металевого циліндра, з віконцем, закритим фольгою, і тонкого металевого дроту, натягнутого по осі циліндра і ізольованого від нього. Лічильник включають у ланцюг, що містить джерело струму, напруга якого дорівнює кільком тисячам вольт. Напруга вибирають необхідним появи коронного розряду всередині лічильника.
При попаданні в лічильник електрона, що швидко рухається, останній іонізує молекули газу всередині лічильника, від чого напруга, необхідна для запалення корони, дещо знижується. У лічильнику виникає розряд, а ланцюга з'являється слабкий короткочасний струм. Щоб виявити його, у ланцюг вводять дуже великий опір (декілька мегаом) і підключають паралельно з ним чутливий електрометр. При кожному попаданні швидкого електрона всередину лічильника листка електрометра будуть вклонятися.
Подібні лічильники дозволяють реєструвати не тільки швидкі електрони, а й взагалі будь-які заряджені частинки, що швидко рухаються, здатні виробляти іонізацію шляхом зіткнень. Сучасні лічильники легко виявляють попадання в них навіть однієї частинки і дозволяють тому з повною достовірністю і дуже наочністю переконатися, що в природі дійсно існують елементарні заряджені частинки.
Громовідвід
Підраховано, що в атмосфері всієї земної кулі відбувається одночасно близько 1800 гроз, які дають у середньому близько 100 блискавок на секунду. І хоча ймовірність поразки блискавкою будь-якої окремої людини мізерно мала, проте блискавки завдають чимало шкоди. Досить зазначити, що сьогодні близько половини всіх аварій у великих лініях електропередач викликається блискавками. Тому захист від блискавки є важливим завданням.
Ломоносов і Франклін як пояснили електричну природу блискавки, а й вказали, як можна побудувати громовідвід, який захищає від удару блискавки. Громовідвід являє собою довгий дріт, верхній кінець якого загострюється і зміцнюється вище найвищої точки будівлі, що захищається. Нижній кінець дроту з'єднують із металевим листом, а лист закопують у Землю лише на рівні грунтових вод. Під час грози на Землі з'являються великі індуковані заряди і на поверхні Землі з'являється велике електричне поле. Напруженість його дуже велика у гострих провідників, тому наприкінці громовідводу запалюється коронний розряд. Внаслідок цього індуковані заряди не можуть накопичуватися на будівлі та блискавки не відбувається. У тих же випадках, коли блискавка все ж таки виникає (а такі випадки дуже рідкісні), вона вдаряє в громовідвід і заряди йдуть в Землю, не завдаючи шкоди будівлі.
У деяких випадках коронний розряд з громовідводу буває настільки сильним, що у вістря виникає видиме свічення. Таке свічення іноді з'являється і біля інших загострених предметів, наприклад, на кінцях корабельних щоглів, гострих верхівок дерев тощо. Це явище було помічено ще кілька століть тому і викликало забобонний страх мореплавців, які не розуміли справжньої його сутності.
Під дією коронного розряду
Електрофільтри - найефективніші газоочисні апарати, т.к. експлуатаційні витрати на їх утримання, порівняно з іншими пило- та золоуловлювачами, набагато нижчі. При цьому електрофільтри найбільш повно відповідають вимогам абсолютного пиловловлюючого пристрою.
Установка для електричного очищення газів включає електрофільтр і агрегат живлення. Підлягає очищенню газ надходить в електрофільтр, на електроди якого подається висока напруга, між електродами виникає коронний розряд, внаслідок чого відбувається заповнення міжелектродного простору негативно зарядженими іонами газу, які під дією електричного поля рухаються від коронуючих електродів до осадових.
Осадові електроди поділяються на пластинчасті, трубчасті, коробчасті, пруткові, кишенькові, жолобчасті, С-подібні, тюльпаноподібні і т.д.
За способом видалення пилу електрофільтри поділяються на мокрі та сухі. У сухих електрофільтрах струшування електродів проводиться ударно-молотковим, ударно-імпульсним, вібраційним способами та ін. У мокрих електрофільтрах здійснюється періодичне або безперервне промивання електродів. У напрямку руху очищуваного газу електрофільтри поділяються на вертикальні та горизонтальні. Крім того, електрофільтри бувають однозонними, в яких зарядка та осадження частинок здійснюється в одній зоні, і двозонними - в них зарядка та осадження здійснюються в різних зонах: іонізатор і осадник.
Трубчастий електрофільтр Стюртевант
За принципом створення коронного розряду електрофільтри бувають з фіксованими точками коронного розряду та нефіксованим коронним розрядом.
За типом систем коронуючих електродів електрофільтри можна розділити на дві основні групи: з рамними електродами, що коронують, і з вільно підвішеними коронуючими електродами. Струшування осаджувальних та коронуючих електродів здійснюється за допомогою зіткнення, ударно-молоткового струшування, ударно-імпульсної системи, вібраційних механізмів, періодичного та безперервного промивання.
Фізика коронного розряду докладно розглянуто у книзі Н.А.Капцова «Коронний розряд та її застосування в електрофільтрах», виданої 1947 р. Явище електричного розряду у газах пояснюється кількома теоріями розряду. Підстава першої теорії - теорії лавин - було покладено Таунсендом в 1900 р. Через 30 років вона отримала розвиток у працях Роговского і, як пише Н.А.Капцов, «і до нашого часу служила основою при поясненні явищ коронного розряду». Друга теорія - теорія газорозрядної плазми - з 1924 р. розроблялася Ленгрюмом та її школою, але, на думку Н.А.Капцова, до пояснення фізики коронного розряду немає прямого відношення. Третя теорія – теорія ізотермічної плазми – розроблялася у довоєнні роки Еленбасом та іншими голландськими фізиками.
Електрофільтр РІОН-С
Четверта теорія - теорія стримерів - фігурує у роботах Леба і була викликана «чисельними спробами пояснити явища, які у ранніх стадіях блискавки і іскрових розрядів взагалі».
У тому ж 1947 р. було видано ще одну книгу Н.А.Капцова - «Електричні явища у газах і вакуумі», у якій він пояснив природу коронного розряду:
«Коронний розряд виникає при порівняно великих тисках у всіх випадках, коли поле в розрядному проміжку дуже нерівномірно через малий радіус кривизни поверхні одного або обох електродів. При коронному розряді відбувається неповний пробій газового розрядного проміжку, що завершується при подальшому іскровому пробої».
Кожен знає, що є різні типи електричних розрядів. Але не кожен пам'ятає, якими вони бувають і чим відрізняються один від одного. Спробуймо розібратися.
Почнемо з того, що всього буває 4 типи розрядів: тліючий, іскровий, коронний та дуговий розряди.
Тліючий розряд
Розглянемо два електроди, які впаяні у скляну трубку. Прикладемо деяку напругу між електродами. Щоб ми побачили іскру, має статися пробій повітря. Але при атмосферному тиску цієї напруги недостатньо. Зменшимо тиск у трубці! Спочатку ми побачимо самостійний розряд (який горітиме і після відключення напруги) у вигляді тонкого шнура. При подальшому зменшенні тиску шнур ставатиме все яскравішим і сильнішим, поки не заповнить всю трубку. Але світіння заповнить трубку нерівномірно. Цей розряд ми і називатимемо тліючим.
Таким чином, розряд, що тліє, це самостійний (це важливо) розряд, що виникає в газі при зниженому тиску, в якому один з електродів (катод) випускає електрони через бомбардування його позитивними іонами в газі. Варто також зауважити, що товщина шнура залежить від величини тиску * відстань між електродами.
Пропонуємо вам подивитися чудове відео, яке зрозуміло доповнить розуміння природи цього явища та продемонструє чудовий експеримент!
Іскровий розряд
Тепер розглянемо іскровий розряд. Тут все простіше: він має форму блискавки - тобто форму уривчастих ліній, які називаються іскровими каналами. Блискавка - це іскровий розряд, і в ролі електродів виступають пари земля-хмара або дві хмари.
Його отримання можливе як з допомогою джерел змінного, і джерел постійного струму. Також, на відміну від розряду, що тліє, він з'являється при тисках порядку атмосферного. Струм у цьому типі розрядів зазвичай слабше порівняно з тліючим розрядом.
А механізм утворення таких розрядів досить простий: напруженість електричного поля досить велика, тому електрон у цьому полі між сусідніми зіткненнями встигає набрати деяку енергію. І цієї енергії достатньо для іонізації молекул повітря - наприклад, азоту та кисню. Після цього відбувається лавиноподібне збільшення числа електронів - що створює іскру. Але чому ми можемо її бачити? Електрони як іонізують молекули, а й збуджують їх (так звана рекомбінація). Ця енергія збудження перетворюється на випромінювання, що ми можемо спостерігати.
Ще одне цікаве явище – ковзний іскровий розряд. Він утворюється на поверхні твердого діелектрика на кордоні з газом, коли напруженість поля між електродами вища за напруженість пробою газу (повітря). Цей розряд залишає на поверхні красиві малюнки, які називаються фігурами Ліхтенберга.
Фігури Ліхтенберга на поверхні плексигласової пластини
Коронний розряд
Попередні розряди виникали у однорідному електричному полі. А якщо воно неоднорідне, то в ньому може з'являтися коронний розряд. Що це таке?
Найчастіше неоднорідність з'являється тоді, коли поверхня одного з електродів має велику кривизну (тонкий дріт, вістря). І саме навколо цього електрода виникає характерне світіння, що має вигляд оболонки чи корони – звідси й назва.
Цікавий той факт, що в цьому випадку наявність другого електрода необов'язково: їм можуть служити заземлені предмети, що оточують. До речі, вогні Святого Ельма, які іноді утворюються на кінцях матчу – це коронний розряд.
Процес утворення цього типу розрядів у позитивно та негативно зарядженого електродів різний. У разі негативного електрода світіння утворюється подібно до іскрового розряду: завдяки електричному полю електрони на довжині свого вільного пробігу (відстань між сусідніми суударениями) набирають енергію, достатню для іонізації атомів повітря. Але в цьому випадку іскри не виходить, оскільки зі збільшенням відстані від електрода величина поля падає сильніше через неоднорідність. Але якби ми могли збільшити напруженість, то так, ми отримали б іскровий розряд.
У разі позитивного електрода корона може утворитися лише у електрода з більшим радіусом кривизни. Електричне поле у самого електрода навпаки досить слабке, відповідно електрони не можуть розганятися за рахунок напруженості поля. Тому тут є об'ємна іонізація, яка породжується електронами поблизу позитивного електрода. Але так само, як і у випадку з негативним електродом, зі збільшенням напруженості поля ми отримаємо іскровий розряд.
Дуговий розряд
Відтворимо іскровий розряд. Якщо тепер ми зменшуватимемо відстань між електродами, то в якийсь момент розряд перестане бути переривчастим і стане безперервним. Такий розряд називається дуговим.
Таким чином, ми з вами розглянули 4 різні типи розрядів. Як ви, мабуть, помітили, деякі з них сильно пов'язані з іншими типами, і один тип ми можемо отримати з іншого. Це ще раз доводить, що природа єдина, і часто різні явища є просто різними гранями одного і того ж фізичного феномена.
Великий загін воїнів Стародавнього Риму перебував у нічному поході. Насувалась гроза. І раптом над загоном з'явилися сотні блакитних вогників. Це засвітилися вістря копій воїнів. Здавалося, залізні списи солдатів горять не згоряючи!
Природи дивовижного явища на той час ніхто не знав, і солдати вирішили, що таке сяйво на списах віщує їм перемогу. Тоді це явище називали вогнями Кастора та Поллукса – на ім'я міфологічних героїв-близнюків. А пізніше перейменували на вогні Ельма - за назвою церкви святого Ельма в Італії, де вони з'являлися.
Особливо часто такі вогні спостерігали на щоглах кораблів. Римський філософ і письменник Луцій Сенека говорив, що під час грози «зірки ніби сходять із неба і сідають на щогли кораблів». Серед численних оповідань про це цікаве свідчення капітана одного англійського вітрильника.
Сталося це 1695 року, у Середземному морі, біля Балеарських островів, під час грози. Побоюючись бурі, капітан наказав спустити вітрила. І тут моряки побачили в різних місцях корабля понад тридцять вогнів Ельма. На флюгері великої щогли вогонь досяг понад півметра заввишки. Капітан послав матроса з наказом зняти його. Піднявшись нагору, той крикнув, що вогонь шипить, як ракета із сирого пороху. Йому наказали зняти його разом із флюгером і принести вниз. Але як тільки матрос зняв флюгер, вогонь перескочив на кінець щогли, звідки його було неможливо.
Ще більш вражаючу картину побачили 1902 року моряки пароплава «Моравія». Перебуваючи біля островів Зеленого Мису, капітан Сімпсон записав у судновому журналі: «Цілу годину в морі палахкотіли блискавки. Сталеві канати, верхівки щоглів, нокреї, ноки вантажних стріл – усе світилося. Здавалося, що на шканцах через кожні чотири фути повісили запалені лампи, а на кінцях щогтів та нокрей засвітили яскраві вогні». Світіння супроводжувалося незвичайним шумом:
«Наче міріади цикад оселилися в оснастці або з тріском горів хмиз і суха трава...»
Вогні святого Ельма різноманітні. Бувають вони у вигляді рівномірного світіння, у вигляді окремих мерехтливих вогників, смолоскипів. Іноді вони настільки схожі на язики полум'я, що їх кидаються гасити.
Американський метеоролог Хемфрі, який спостерігав вогні Ельма на своєму ранчо, свідчить: це явище природи, «перетворюючи кожного бика на чудовисько з вогненними рогами, справляє враження чогось надприродного». Це говорить людина, яка за своїм становищем не здатна, здавалося б, дивуватися подібним речам, а повинна приймати їх без зайвих емоцій, спираючись лише на здоровий глузд.
Можна сміливо стверджувати, що й нині, незважаючи на панування, - далеко, правда, не повсюдне, - природничо-наукового світогляду, знайдуться люди, які, якби вони опинилися в становищі Хемфрі, побачили б в вогняних бичачих рогах щось непідвладне розуму. Про середньовіччя і говорити нема чого: тоді в тих же рогах побачили б, швидше за все, підступи сатани.
Коронний розряд, електрична корона, Різновид тліючого розряду, який виникає при різко вираженій неоднорідності електричного поля поблизу одного або обох електродів. Подібні поля формуються у електродів з дуже великою кривизною поверхні (вістря, тонкі дроти). При Коронному розряді ці електроди оточені характерним світінням, що також отримало назву корони, або коронуючого шару.
Що примикає до корони несвітиться («темна») область міжелектродного простору називається зовнішньою зоною. Корона часто з'являється на високих гострих предметах (святого Ельма вогні), навколо проводів ліній електропередач і т. д. Коронний розряд може мати місце при різних тисках газу в розрядному проміжку, але найбільш виразно він проявляється при тисках не нижче атмосферного.
Поява коронного розряду пояснюється іонною лавиною. У газі завжди є кілька іонів і електронів, що виникають від випадкових причин. Однак, кількість їх настільки мала, що газ практично не веде електрики.
При досить велику напруженість поля кінетична енергія, накопичена іоном у проміжку між двома суударениями, може стати достатньою, щоб іонізувати нейтральну молекулу при зіткненні. В результаті утворюється новий негативний електрон та позитивно заряджений залишок - іон.
Вільний електрон при зіткненні з нейтральною молекулою розщеплює її на електрон та вільний позитивний іон. Електрони при подальшому зіткненні з нейтральними молекулами знову розщеплює їх на електрони та вільні позитивні іони тощо.
Такий процес іонізації називають ударною іонізацією, а роботу, яку треба витратити, щоб зробити відривання електрона від атома - роботою іонізації. Робота іонізації залежить від будови атома і тому різна для різних газів.
Електрони та іони, що утворилися під впливом ударної іонізації, збільшує число зарядів у газі, причому у свою чергу вони починають рух під дією електричного поля і можуть зробити ударну іонізацію нових атомів. Таким чином, процес посилює сам себе, і іонізація в газі швидко сягає дуже великої величини. Явище аналогічне сніговій лавині, тому цей процес було названо іонною лавиною.
Натягнемо на двох високих ізолюючих підставках металевий дріт ab, що має діаметр кілька десятих міліметра, і з'єднаємо її з негативним полюсом генератора, що дає напругу кілька тисяч вольт. Другий полюс генератора відведемо до Землі. Вийде своєрідний конденсатор, обкладками якого є дріт та стіни кімнати, які, звичайно, повідомляються із Землею.
Поле в цьому конденсаторі неоднорідне, і напруженість його поблизу тонкого дроту дуже велика. Підвищуючи напругу поступово і спостерігаючи за дротом у темряві, можна помітити, що при відомій напрузі біля дроту з'являється слабке світіння (корона), що охоплює з усіх боків дріт; воно супроводжується шиплячим звуком і легким потріскуванням.
Якщо між дротом і джерелом включений чутливий гальванометр, то з появою світіння гальванометр показує помітний струм, що йде від генератора по дротах до дроту і від нього повітря кімнати до стін, між дротом і стінами переноситься іонами, утвореними в кімнаті завдяки ударній іонізації.
Таким чином, свічення повітря та поява струму вказує на сильну іонізацію повітря під дією електричного поля. Коронний розряд може виникнути не тільки поблизу дроту, а й у вістря і взагалі поблизу будь-яких електродів, біля яких утворюється дуже неоднорідне поле.
Застосування коронного розряду
Електричне очищення газів (електрофільтри). Посудина, наповнена димом, раптово робиться абсолютно прозорою, якщо внести в неї гострі металеві електроди, з'єднані з електричною машиною, а всі тверді та рідкі частинки будуть триматися в облозі на електродах. Пояснення досвіду полягає в наступному: як тільки дроту запалюється корона, повітря всередині трубки сильно іонізується. Газові іони прилипають до частинок пилу та заряджають їх. Так як усередині трубки діє сильне електричне поле, заряджені частинки пилу рухаються під дією поля до електродів, де осідають.
Лічильники елементарних частинок
Лічильник елементарних частинок Гейгера - Мюллера складається з невеликого металевого циліндра, з віконцем, закритим фольгою, і тонкого металевого дроту, натягнутого по осі циліндра і ізольованого від нього. Лічильник включають у ланцюг, що містить джерело струму, напруга якого дорівнює кільком тисячам вольт. Напруга вибирають необхідним появи коронного розряду всередині лічильника.
При попаданні в лічильник електрона, що швидко рухається, останній іонізує молекули газу всередині лічильника, від чого напруга, необхідна для запалення корони, дещо знижується. У лічильнику виникає розряд, а ланцюга з'являється слабкий короткочасний струм. Щоб виявити його, у ланцюг вводять дуже великий опір (декілька мегаом) і підключають паралельно з ним чутливий електрометр. При кожному попаданні швидкого електрона всередину лічильника листка електрометра будуть вклонятися.
Подібні лічильники дозволяють реєструвати не тільки швидкі електрони, а й взагалі будь-які заряджені частинки, що швидко рухаються, здатні виробляти іонізацію шляхом зіткнень. Сучасні лічильники легко виявляють попадання в них навіть однієї частинки і дозволяють тому з повною достовірністю і дуже наочністю переконатися, що в природі дійсно існують елементарні заряджені частинки.
Громовідвід
Підраховано, що в атмосфері всієї земної кулі відбувається одночасно близько 1800 гроз, які дають у середньому близько 100 блискавок на секунду. І хоча ймовірність поразки блискавкою будь-якої окремої людини мізерно мала, проте блискавки завдають чимало шкоди. Досить зазначити, що в даний час близько половини всіх аварій у великих лініях електропередач викликається блискавками. Тому захист від блискавки є важливим завданням.
Ломоносов і Франклін як пояснили електричну природу блискавки, а й вказали, як можна побудувати громовідвід, який захищає від удару блискавки. Громовідвід являє собою довгий дріт, верхній кінець якого загострюється і зміцнюється вище найвищої точки будівлі, що захищається. Нижній кінець дроту з'єднують із металевим листом, а лист закопують у Землю лише на рівні грунтових вод.
Під час грози на Землі з'являються великі індуковані заряди і на поверхні Землі з'являється велике електричне поле. Напруженість його дуже велика у гострих провідників, тому наприкінці громовідводу запалюється коронний розряд. Внаслідок цього індуковані заряди не можуть накопичуватися на будівлі та блискавки не відбувається. У тих же випадках, коли блискавка все ж таки виникає (а такі випадки дуже рідкісні), вона вдаряє в громовідвід і заряди йдуть в Землю, не завдаючи шкоди будівлі.
У деяких випадках коронний розряд з громовідводу буває настільки сильним, що у вістря виникає видиме свічення. Таке свічення іноді з'являється і біля інших загострених предметів, наприклад, на кінцях корабельних щоглів, гострих верхівок дерев тощо. Це явище було помічено ще кілька століть тому і викликало забобонний страх мореплавців, які не розуміли справжньої його сутності.
У разі різко неоднорідних електромагнітних полів, на електродах із високим кривизною зовнішніх поверхонь, у деяких ситуаціях може розпочатися коронний розряд - самостійний електричний розряд у газі. Як вістря, придатної для даного явища форми, може виступати: вістря, провід, кут, зубець і т.д.
Головна умова для початку розряду - поблизу гострого краю електрода повинна бути порівняно більш висока напруженість електричного поля, ніж на іншому шляху між електродами, що створюють різницю потенціалів. Для повітря в нормальних умовах (при атмосферному тиску) граничне значення електричної напруженості становить 30кВ/см, при такій напруженості на вістря електрода вже з'являється слабке світіння, що нагадує формою корону. Ось чому розряд називається коронним розрядом.
Для такого розряду характерне протікання процесів іонізації лише біля коронуючого електрода, при цьому другий електрод може виглядати цілком звичайно, тобто без утворення корони. Коронні розряди можна спостерігати іноді і в природних умовах, наприклад, на верхівках дерев, коли цьому сприяє картина розподілу природного електричного поля (перед грозою або в хуртовину).
Процес формування коронного розряду протікає в такий спосіб. Молекула повітря випадково іонізується, вилітає електрон. Електрон відчуває прискорення в електричному полі біля вістря, і сягає достатньої енергії, щоб як тільки зустріне на своєму шляху наступну молекулу - іонізувати її, і знову вилітає електрон. Число заряджених частинок, що рухаються в електричному полі біля вістря, лавиноподібно збільшується.
Якщо гострим коронуючим електродом є негативний електрод (катод), у разі корона називатиметься негативною, і лавина електронів іонізації рухатиметься від коронуючого вістря - убік позитивного електрода. Утворенню вільних електронів сприяє термоелектронна емісія на катоді.
Коли лавина електронів, що рухається від вістря, досягає тієї області, де напруженості електричного поля виявляється вже мало для подальшої лавинної іонізації, електрони рекомбінують з нейтральними молекулами повітря, утворюючи негативні іони, які далі стають носіями струму в зовнішній від корони області. Негативна корона має характерне рівне світіння.
У разі коли джерелом корони є позитивний електрод (анод), рух лавин електронів спрямований до вістря, а рух іонів - назовні від вістря. Вторинні фотопроцеси біля позитивно зарядженого вістря сприяють відтворенню електронів, що запускають лавину. Вдалині від вістря, де напруженість електричного поля недостатня для забезпечення лавинної іонізації, носіями струму залишаються позитивні іони, що рухаються у бік негативного електрода. Для позитивної корони характерні стримери, що розпускаються в різні боки від вістря, а при більш високій напрузі стримери набувають вигляду іскрових каналів.
На проводах високовольтних ліній електропередач також можлива корона, причому тут це явище призводить до втрат електроенергії. Для боротьби з цим явищем, проводи ЛЕП розщеплюють на кілька штук, залежно від напруги на лінії, щоб зменшити локальні напруженості поблизу проводів, і запобігти утворенню корони в принципі.
Коли погода (температура та вологість повітря) сприяє втратам на корону, доцільно зменшити напругу на лінії до певної величини. Так, для уникнення корони на лініях з напругою 110кВ перетин дроту роблять рівним мінімум 95кв.мм, для 150кВ – 120кв.мм, для 220кВ – 240кв.мм.
Крім того, на високовольтних ЛЕП застосовують анти-коронні кільця, що являють собою тороїди з провідного матеріалу, зазвичай металу, який прикріплений до терміналу або іншої апаратної частини високовольтного обладнання. Роль коронувального кільця полягає у розподілі градієнта електричного поля та зниженні його максимальних значень нижче порога корони, таким чином коронний розряд запобігається повністю, або руйнівні ефекти розряду хоча б переносяться від цінного обладнання – на кільце.
Практичне застосування коронний розряд знаходить в електростатичних очисниках газів, а також виявлення тріщин у виробах. У копіювальній техніці - для заряду та розряду фотобарабанів, і для перенесення барвника на папір. Крім того, за допомогою коронного розряду можна визначити тиск усередині лампи розжарювання (за розміром корони в однакових лампах).