コンデンサの耐圧に関して

質問

コイル～鉄(平板)間【エアギャップ5mm】

※平行する長さ⇔20mm(平板同士でないので、面積は単純に計算できません)

の耐圧が、極性によって異なるのではないかと考えています。

なぜなのでしょうか？
これをコンデンサと考えたとしても、絶縁体は空気ですし…。

コイル側の方が尖っていて、－の電荷が集中しやすいからでしょうか？

何かヒントがあればと質問させていただきました。
よろしくお願いします。

回答No.2

foobar · ベストアンサー

電極の一方が尖っているような状況だと、電圧の極性で放電開始電圧が異なる（極性効果）はあります。
気体が電離してイオンと電子に分かれたとき、電子の方が移動し易いため空隙中に正電荷がたまり、電極近傍の電界の強さが変わる、という説明がされていたかと思います。

コロナ安定化作用、不平等電界、極性効果、あたりをキーワードにして調べてみると参考になる資料がみつかるかと思います。

もう1点、電圧を加えるときの電源の接続により、大地電位が変わって電極近傍の電界分布が変わる、という可能性も考慮する必要があるかも知れません。
例えば、負極側が接地されている高圧電源を使うと、負極は大地電位になり電界分布が変わるかと思います。

お礼

回答ありがとうございます。

キーワードを検索して、もう少し考察してみます。

もう一つ聞いてもいいでしょうか？

⇒　絶縁破壊時に青い火花が飛ぶ箇所である、コイル巻き線表面というのは、平板の鉄に対して、尖った先端と見れるでしょうか？【線径0.05～0.1mm程度】

ちなみに、現状は

コイル～鉄【平板】～端子【平板】の間に、電圧をかけており

コイル～端子間での実力が

コイル側GND：7000V
コイル側＋：8000V

と1000Vの差が出ています。

鉄【平板】～端子【平板】間では、極性の差はなく、ともに7200V程度。

そこで、極性の差の原因が、コイル～鉄【平板】間で出ていると考えています。

※しかし、コイル～鉄【平板】間では、極性の差はなく、ともに2500V程度。
↑
これにちょっと引っかかっています…。
局所的な2000～3000Vと、全体に7000V近くかかることで現象が変わるのでしょうか？？？

回答No.3

foobar

＃２お礼欄に関連して。
３つの導体のうち、荷電していないもの（例えば、巻線-端子の耐電圧を測っているときの鉄）はどういう状況にされているのでしょうか？これがどこにもつながらずに浮いていると、直流を加えたときに帯電して影響がでることがあるかと思います。

また、お礼欄で書かれている電圧のかけ方の表記から高電圧電源の一端はアースされているように思えます。もしそうなら、極性効果よりも対地電位の影響の方が強く出ているかもしれません。

巻線の凹凸ですが、巻線中央付近のほぼ平坦な箇所だと、それほど強い影響は無いように思います。むしろ、巻線の角の部分とか、そういったところの影響が強いように思います。

回答No.1

debukuro

極性によって変わることはありませんが電界傾度によって変化します
たとえば
空隙が一様な平板で５ミリメートルの場合と空隙が１０ミリメートルで尖鋭部の空隙が５ミリメートルの場合では尖った先端があるときの方が耐圧は低くなります
火花放電実験の時、電圧が同じだと球電極よりも針電極の方が大きな間隔で放電を開始します
放電距離は空気の状態で変化し一定ではありません

お礼

回答ありがとうございます。

さらに質問させてもらってもよろしいでしょうか？

(1)　絶縁破壊時に青い火花が飛ぶ箇所である、コイル巻き線表面というのは、平板の鉄に対して、尖った先端と見れるでしょうか？【線径0.05～0.1mm程度】

(2)　現在、コイル～鉄【平板】～端子【平板】の間に、電圧をかけており

コイル～端子間での実力が

コイル側GND：7000V
コイル側＋：8000V

と1000Vの差が出ています。

鉄【平板】～端子【平板】間では、極性の差はなく、ともに7200V程度でした。

直接のコイル～鉄【平板】間では、極性の差はなく、ともに2500V程度でした。

やはり、極性の差の原因が、コイル～鉄【平板】間で出ているとは考えられないのでしょうか？

以上です。
何度もすいません。