Phóng điện vầng quang là một dạng phóng điện tự duy trì đặc tr-ng cho sự phóng điện trong tr-ờng không đồng nhất. Phóng điện tuy đạt đ-ợc điều kiện tự duy trì nh-ng không thể kéo dài trên toàn bộ khoảng cực mà chỉ giới hạn trong phạm vi nhỏ ở gần điện cực có bán kính cong bé, phạm vi ấy là quầng của vầng quang, các quá trình ion hóa, kết hợp hoặc trở về trạng thái bình th-ờng của các phân tử bị kích thích phát sinh rất nhiều phôton khiến cho vùng hẹp này tỏa sáng, các ion đ-ợc tạo nên trong vùng vầng quang d-ới tác dụng của điện tr-ờng sẽ dịch chuyển ra phía ngoài và hình thành dòng điện vầng quang.
Sự tăng c-ờng độ điện tr-ờng xảy ra ở phía điện cực có bán kính cong bé nên mọi quá trình ion hóa, quá trình phóng điện cũng đều bắt nguồn từ đấy, dù điện cực là d-ơng hay âm nh-ng sự khác nhau về cực tính lại ảnh h-ởng rất lớn đến các giai đoạn phát triển về sau. Trong thiết bị lọc bụi tĩnh điện th-ờng sử dụng điện cực phóng vầng quang (điện cực có bán kính cong bé) là điện cực âm do những -u điểm
19
của nó trong phóng điện vầng quang. Để tìm hiểu cụ thể -u điểm của điện cực mũi nhọn là âm, ta xét từng tr-ờng hợp cụ thể sau của phóng điện vầng quang:
Khi điện cực mũi nhọn có cực tính d-ơng:
Mũi nhọn là khu vực có điện tr-ờng mạnh nên tr-ớc khi có xuất hiện vầng quang ở đấy đã có quá trình ion hóa và tạo thác điện tử, các thác này sẽ di chuyển về phía mũi nhọn (cực d-ơng) và khi tới nơi các điện tử của thác sẽ đi vào điện cực để lại các ion d-ơng tạo nên lớp điện tích không gian ở khu vực mũi nhọn.
Hình 2.4: Quá trình phóng điện vầng quang khi mũi nhọn có cực tính d-ơng
Tr-ờng của điện tích không gian d-ơng E’ sẽ làm biến dạng trường chung và kết quả là ở phía bên phải nó trường được tăng cường( E’ cùng phương với trường ngoài E), ngược lại ở phía bên trái tức là ở khu vực điện cực mũi nhọn trường bị giảm( E’ ng-ợc ph-ơng với E) do đó hạn chế quá trình ion hóa và gây khó khăn cho sự hình thành vầng quang.
Khi điện cực mũi nhọn có cực tính âm:
Quá trình ion hóa và hình thành thác điện tử cũng xảy ra ở khu vực điện cực mũi nhọn bây giờ là cực âm. Các điện tử của thác sẽ di chuyển về phía cực d-ơng(cực bản) nh-ng khi bay về phía này, điện tử rơi vào khu vực tr-ờng yếu dần nên ngoài một số bay tới đ-ợc cực d-ơng và bị hút vào đấy, số còn lại do gia tốc bị giảm dần nên dễ bị hút vào các nguyên tử khí, hình thành một lớp điện tích không gian âm ở giữa l-ng chừng các điện cực.
20
Điện tích d-ơng của thác sẽ di chuyển về phía mũi nhọn và hình thành một lớp điện tích không gian d-ơng ở khu vực này. Chúng không bị hút ngay vào các cực âm vì khối l-ợng của chúng quá lớn nên tốc độ di chuyển bé.
Hình 2.5: Quá trình phóng điện vầng quang khi mũi nhọn có cực tính âm
Tr-ờng của các điện tích không gian (E’ - của lớp điện tích không gian dương, E”- của lớp điện tích không gian âm) sẽ làm biến dạng tr-ờng chung do mật độ của lớp điện tích không gian âm bé hơn so với điện tích không gian d-ơng nên tác dụng làm biến dạng tr-ờng của nó yếu hơn và do đó c-ờng độ tr-ờng tổng ở khu vực mũi nhọn đ-ợc tăng c-ờng là cho quá trình ion hóa cũng nh- phóng điện vầng quang phát triển dễ dàng. Sự phân tích trên đây hoàn toàn phù hợp với kết quả thực nghiệm: điện áp vầng quang khi mũi nhọn có cực tính d-ơng cao hơn so với khi mũi nhọn có cực tính âm:
vq vq
U U
Do vậy trong thiết bị lọc bụi tĩnh điện cực phóng vầng quang là cực âm nhằm dễ dàng hơn tạo ra phóng điện vầng quang và ion âm th-ờng có độ linh động cao hơn các ion d-ơng.