Koronaentladungsstrom, Atmosphärendruckentladung!

Wenn das Setup selbst keinen Effekt hat, klingt dies für mich nach einem Effekt der ionisierten Luft.

Bei einer Koronaentladung ist das elektrische Feld hoch genug, um die Luft zu ionisieren, sie zu einem Leiter zu machen und Licht zu erzeugen.

Wenn die Spannung abgeschaltet wird, befinden sich immer noch alle ionisierten Atome um den Draht herum, und es dauert einige Zeit, bis sie mit Elektronen rekombinieren. Diese Zeit liegt typischerweise in der Größenordnung von Millisekunden. Dies erklärt, warum Sie einen Effekt sehen können, wenn beide Impulse innerhalb von Nanosekunden erzeugt werden, und nicht, wenn sie innerhalb von Millisekunden erzeugt werden.

Ich bin mir nicht sicher, warum der Strom des zweiten Pulses niedriger ist, man könnte sich auch einen höheren Strom vorstellen, da bereits Ionen in der Nähe sind. Es ist möglich, dass die Ionen bereits als Leiter wirken, bevor die Spannung hoch genug für eine Koronaentladung ist, was bedeutet, dass der effektive Durchmesser des Leiters (des Drahtes) zunimmt. Dadurch sinkt die Feldstärke und damit die Ionisationsgeschwindigkeit und der Stromfluss.

Denken Sie darüber nach: 100 A sind wirklich viel Strom, und ich kann mir eine Koronaentladung mit einem Konstantstrom von 100 A in einem kleineren Aufbau nicht vorstellen. Dies scheint eher ein Einschaltstrom zu sein.

Ist es möglich, mit einer kurzen Anstiegsflanke konstante 16 kV zu erzeugen? Ich denke, Sie werden eine hohe Stromspitze sehen, die auf einen viel niedrigeren konstanten Wert abfällt.

Aber wie gesagt, überprüfen Sie auch Ihre Ausrüstung und stellen Sie sicher, dass Ihre Messung nicht beeinträchtigt wird. (Verwenden Sie zum Beispiel einen viel dickeren Mitteldraht, um eine Koronaentladung zu verhindern, und vergleichen Sie)

Zusammenfassung:

Die Unterschiede sind nicht unerwartet und scheinen damit zusammenzuhängen, dass die Anfangsbedingungen des 2. Impulses wesentlich anders sind als beim ersten.

Der Unterschied in den Bedingungen und der Reaktion ist ersichtlich, wenn man Folgendes untersucht:

• V & I Vorpuls,
• Nachpuls V & I für isolierte und zweite Pulse,
• Ansteigende Wellenformen zu Beginn einzelner und nachfolgender Pulse.

Es sollte möglich sein, die tatsächlichen Anfangsbedingungen des zweiten Impulses zu modellieren, um eine bessere Leistungsschätzung des zweiten Impulses zu erhalten.

Es kann möglich sein, das Nachpulsverhalten wellenzuformen oder zu dämpfen, um negative Anfangsbedingungen für den 2. Puls zu reduzieren.

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Einzelheiten:

Die aktuellen Verhältnisse scheinen etwa 6,6:4,6 = 1,41 zu betragen, was weit weniger als "fast doppelt" ist (selbst für einen Ingenieur :-)). Fügen Sie die Effekte hinzu, wenn die Schwingungsenergie vom 1. Impuls den 2. beeinflusst (siehe unten) und die Tatsache, dass es eine gewisse Variation gibt, nicht unerwartet ist.

Die Tatsache, dass die Ergebnisse bei einer langen Dauer zwischen Impulsen (Trepetion >> tpulse_width) im Wesentlichen gleich sind, ist das, was für unabhängige Impulse zu erwarten wäre.

Wenn sich Pulse zeitlich sehr nahe beieinander befinden, ist es „offensichtlich“, zu sehen, ob es messbare Unterschiede in den Umgebungen und Anfangsbedingungen gibt, denen die beiden Pulse ausgesetzt sind. Ein Blick auf Ihre Beispieldiagramme von zwei nahe beieinander liegenden Impulsen zeigt, dass der erste Impuls sehr erhebliche Abklingeffekte erzeugt, die sich nicht auf ein wahrscheinlich unbedeutendes Niveau reduziert haben, wenn der 2. Impuls initiiert wird.

Verwenden:

P1 = 1. Impuls
P2 = 2. Impuls.

Im Diagramm unten unterscheiden sich die Vorimpulsbedingungen bei E für P1 sowohl in Spannung als auch im Strom deutlich von denen bei C für P2.

Es ist ungewiss, welche Auswirkung der erhebliche Stromabfall bei C (etwa –12 A) auf das System hat. Dies wird bei B repliziert, um einen Vergleich mit der Spitze des P2-Stroms zu ermöglichen. Es ist ersichtlich, dass die Dauer x Stromfläche dieses Einbruchs etwa doppelt so groß ist wie für den Teil der P2-Spitze mit gleicher Amplitude.
Ohne ein weitaus besseres Verständnis des Systems und der Ursache dieser Schwingungsvariationen ist es ungewiss, wie hoch der Energiegehalt in jedem Fall ist und wie sich diese auf die Wellenform auswirken – aber es macht es sehr wahrscheinlich, dass signifikante Auswirkungen auftreten werden.

Es ist ersichtlich, dass der Strom ungefähr zu dem Zeitpunkt, zu dem P2 beginnt, Null durchquert, und so könnte argumentiert werden, dass die Startbedingungen für P1 und P2 gleich sind (0 Volt, 0 Ampere beim Start). Jedoch erfährt P1 eine Einheitsstromspitze in den ersten 15 oder so ns, die sich auf eine kleine negative Spitze reduziert und dann einen mäßig stetigen Anstieg auf die volle Spitze mit nur sehr geringfügigen Anzeichen einer Oszillation (z. B. sehr kleiner Abfall bei 25 ns).

Ich würde am ehesten erwarten, dass ein frühes Schwingungsmuster mit abklingender Wirkung für die gesamte ansteigende Impulsflanke erkennbar ist. Dass es mit einem erheblichen Peak-Dip beginnt und dann verschwindet, deutet darauf hin, dass einige sehr seltsame oder zumindest nichtlineare oder zeitvariante Dinge passieren. z. B. kann die erste Spitze auf eine Reflexion zurückzuführen sein (etwa 8 ns Beginn bis zum 1. -ve-Nulldurchgang (was auf eine erhebliche Leiterlänge hindeutet) oder möglicherweise auf das Gate-Klingeln am auslösenden Schalter-FET (wenn die ursprüngliche Methode verwendet wird) oder ... ?

Außerdem gibt es am Ende von P2 sehr beträchtliche Oszillationen, die sich außerhalb des Diagramms erstrecken (~= 150 ns). Einem großen Einbruch folgt ein Peak bei etwa 120 ns nach dem P2-Peak. Dieses Post-Puls-Muster ist ganz anders als das in Ihrem Beispiel mit gut verteilten Pulsen.

Es ist klar, dass P2 nicht nur eine geringere Amplitude hat, sondern sich auch in seiner Wechselwirkung mit dem Gesamtsystem unterscheidet. Es ist möglich, dass eine formale Modellierung eines isolierten (P1) Impulses, um die Einstellung geeigneter Anfangsbedingungen für P2 zu ermöglichen, einen besseren Hinweis darauf gibt, was zu erwarten ist.