การศึกษาลักษณะสมบัติทางไฟฟ้าสถิตและจลนศาสตร์ไฟฟ้าของอนุภาคในน้ำมันฉนวน

Abstract

การศึกษากลศาสตร์ทางไฟฟ้าของอนุภาคในน้ำมันฉนวนภายใต้สนามไฟฟ้าเป็นหนทางหนึ่งในการศึกษาลักษณะเชิงปริมาณของประจุบนอนุภาคในน้ำมันฉนวน. วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาพฤติกรรมการรับและคายประจุของอนุภาคตัวนำและอนุภาคฉนวน ในน้ำมันฉนวนภายใต้สนามไฟฟ้า. วัตถุประสงค์หลักของการศึกษาคือ การสังเกตพฤติกรรมทางจลนศาสตร์ทางไฟฟ้าของอนุภาคในน้ำมันฉนวน เพื่อดูความสัมพันธ์ของประจุกับการเคลื่อนที่. การศึกษาทำโดยการวัดประจุบนอนุภาคทั้งในสภาวะสถิตและในระหว่างการเคลื่อนที่. ระบบวัดประจุที่ใช้ประกอบด้วยถ้วยฟาราเดย์แบบอนุภาคเคลื่อนที่ผ่านและวงจรวัดประจุ. ความเร็วของอนุภาคสามารถคำนวณได้จากความสัมพันธ์ระหว่างสมการแรงคูลอมบ์ แรงโน้มถ่วง และแรงต้านความหนืดของตัวกลาง. การทดลองวัดความเร็วในการเคลื่อนที่ของอนุภาค เมื่อใช้อิเล็กโทรดแบบระนาบขนานและแบบทรงกลมกับระนาบ แสดงให้เห็นว่าความเร็วในการเคลื่อนที่ของอนุภาคเพิ่มขึ้นตามขนาดแรงดันที่เพิ่มขึ้น. การวัดประจุบนอนุภาคทำได้โดยใช้ถ้วยฟาราเดย์แบบอนุภาคเคลื่อนที่ผ่านกับวงจรวัดประจุและถ้วยฟาราเดย์กับอิเล็กโตรมิเตอร์ ใช้เวลาในการอัดประจุนาน 15 s ถึง 240 s. การทดลองพบว่าค่าประจุที่วัดได้จากอุปกรณ์ถ้วยฟาราเดย์แบบอนุภาคเคลื่อนที่ผ่านกับวงจรวัดประจุสอดคล้องกันเป็นส่วนใหญ่กับผลการวัดด้วยถ้วยฟาราเดย์กับอิเล็กโตรมิเตอร์ แต่ค่าที่ได้มีขนาดต่ำกว่า. ขนาดของอิเล็กโทรดมีผลต่อการวัดประจุด้วยวงจรวัดประจุ. อิเล็กโทรดที่มีขนาดกว้างให้ค่าผลการวัดสูงกว่าอิเล็กโทรดที่มีขนาดเล็ก. สำหรับการสูญเสียประจุของอนุภาคในน้ำมันฉนวน อิเล็กโทรดที่ใช้ในการวัดประจุมีสองตำแหน่งคือ A และ B ซึ่ง A ห่างจาก B เป็นระยะ 2 cm โดยที่อนุภาคเคลื่อนที่ถึงตำแหน่ง B มีค่ามากกว่าตำแหน่ง A. เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่จะมีการสูญเสียประจุเกิดขึ้น ส่งผลให้ประจุที่วัดได้จากตำแหน่ง B มีค่าน้อยกว่าตำแหน่ง A.