尖端放电是在高电压作用下，电极尖端部位的电场强度超过一定数值后产生的电晕放电现象。 在强电场作用下，物体表面曲率大的地方(如尖锐、细小物的顶端)，它附近的空气被电离而产生气体放电，此现象称电晕放电。尖端放电为电晕放电的一种。故要观察尖端放电的现象，除了要有足够高的电压外，还必须有适当的形状配合，才容易做到。 就像课本上学习的一样，导体表面的电荷分布与导体的形状有关。理论上，导体的曲率越大，导体表面的电荷密度就越大。尖端放电的原理也同样。物体尖锐处曲率大，电力线密集，因而电势梯度大，致使其附近部分气体被击穿而发生放电如果物体尖端在暗处或放电特别强烈，这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕。
1.电荷为什么聚集在导体的尖端？
对于一个带电的尖状导体P（如图1），由于静电平衡条件知P的表面是一个等势面，电荷只分布与P的表面。实验得知，P的两端A、B，其电荷分布的密度是不一样的。尖端A的电荷密度σA大于光滑的粗端B的电荷密度σB，即σA>σB。
为什么会是这样呢？
对于带电的尖长导体来说，我们可以把它抽象为一个简单的模型（如图2）。把光滑的粗端用半径很大的导体球B’代替，把尖端用半径很小的导体球A’代替；A’、B’之间用一无限长的导线连接，以实现电荷的转移，因其间用无限长的导线相连接，二球均可视为孤立导体，设A’球的半径为RA面电荷密度为σA；B’球半径为RB,面电荷密度为σB。
由此可见，尖端的电荷密度σ远大于光滑的粗端的电荷密度,也就是说,孤立导体的电荷聚集在尖端。
2.尖端放电.
2.1导体表面的面电荷密度σ与表面附近的场强的大小之间的关系.仍就以形状规则的球形导体来说明.
设球形导体的面电荷密度为σ,半径为R,球面带电量为：
其场的分布为全对称，所以其空间产生的场相当于同样电荷量Q的位于球心的点电荷在空间产生的场。
所以球面附近的电场强度E大小为：
即E与σ成正比。
2.2尖端放电的现象
由上述(2)和(3)知EA>EB
由此可知，导体尖端附近的电场特别强，这会导致一个重要的结果，在尖端附近电场的作用下，空气中残留的离子会发生激烈的运动，这些离子激烈运动的过程中，和空气分子相碰撞时会使空气分子电离，从而产生大量新离子，这就是使空气更易于导电尖端放电原理，使空气进一步电离，这就是尖端放电现象。
对于尖端附近的场的分布
在放电过程中，与尖端导体上电荷异号的离子受到吸引而趋向尖端，最后与尖端上的电荷中和。如果不断地给导体充电，可使尖端持续放电。
2.3尖端放电的特点
通过查阅资料我们总结出以下四点：
（1）在导体的带电量及其周围环境相同情况下,导体尖端越尖，尖端效应越明显。这是因为尖端越尖,曲率越小，面电荷密度越高,其附近场强也就越强。在同一导体上，与曲率小的部位相比，曲率大的部位就是尖端。因此，设备的边.棱。角相对于平滑表面,管道的喷嘴相对于管线，细导线相对于粗导线，人的手指相对于背部等等,前者都可认为是尖端，都容易产生尖端效应。而且,即使带电体没有尖端，而与之相邻近的接地导体具有尖端，它们之间也会产生尖端效应。此时，由于静电感应,在接地体的尖端处会感应出异性电荷，并容易与带电体之间发生放电。
（2）尖端放电的形式主要有电晕放电和火花放电两种。在导体带电量较小而尖端又较尖时,尖端放电多为电晕型放电。这种放电只在尖端附近局部区域内进行，使这部分区域的空气电离,并伴有微弱的荧光和嘶嘶声。因放电能量较小，这种放电一般不会成为易燃易爆物品的引火源,但可引起其它危害。在导体带电量较大电位较高时，尖端放电多为火花型放电。这种放电伴有强烈的发光和破坏声响,其电离区域由尖端扩展至接地体(或放电体),在两者之间形成放电通道。由于这种放电的能量较大，所以其引燃引爆及引起人体电击的危险性较大。
（3）火花型尖端放电随两极间距的减小而更易发生。这可由击穿电压随极间距离的减小而下降来说明。
（4）尖端放电的发生还与周围环境情况有关。环境温度越高越容易放电。因为温度越高，电子和离子的动能越大,就更容易发生电离。另外，环境湿度越低越容易放电。围为湿度高时空气中水分子增多,电子与水分子碰撞机会增多，碰后形成活动能力很差的负离子,使碰撞能量减弱。再者，气压越低越容易放电。因为气压越低气体分子间距越大尖端放电原理，电子或离子的平均自由程越大,加速时间越长，动能越大,更容易发生碰撞电离。
2.4我们认为尖端放电现象也可能与以下几个原因有关：
1.尖端导体的材料不同或者某一区域的材料被污染，影响尖端放电现象。
2.海拔高度地理纬度的不同导致空气密度不同，因而尖端放电现象也有所不同。
3.和某地区的空气污染指数有关（烟尘、总悬浮颗粒物、可吸入悬浮颗粒物）。
★长按二维码，选择“识别图中二维码”进行关注。
简介:关注我,做等离子知识先锋!
———END———
限 时 特 惠： 本站每日持续更新海量各大内部创业教程，一年会员只需98元，全站资源免费下载 点击查看详情
站 长 微 信： Lgxmw666
