高压放电装置的改进与相关实验应用

冯 兰

（吴江中学，江苏 苏州 215200）

中学所用的手摇感应起电机难以实现持续高压放电，完成相关的静电实验，利用零电压开关驱动电视机上的高压包产生的高压，可以持续高压放电.将声音信号转变为脉冲电流，输入零电压开关，再推动高压包放电，可制作等离子音响，如图1所示，演示热、光、电、声等现象，通过对高压端的改进可以演示反冲、模拟闪电等中学物理实验.

图1 等离子音响装置图

1 原理

两个电极间具有高压，在两极间形成很强的电场，空气分子在强电场作用下，容易电离形成等离子气体，等离子气体在两极间放电，发热，发光，同时使得空气急剧膨胀，挤压周围的空气.若脉冲电流高压放电，形成空气振荡可发声.将音频信号通过逆变器转化为脉冲信号，再输入零电压开关驱动高压包产生高压，就会形成高压脉冲信号，高压放电的频率与输入声音的频率相同，因此可以产生同频率的声音.将两根铜管制成V型电极，由于下端距离近，根据场强与电压、距离关系可知，由于下方距离小，场强大，空气首先被击穿，形成等离子气体放电，周围的空气由于放电发热膨胀，密度小，受向上浮力和安培力作用上升，随着距离增大，场强减小，当距离足够大时，断路，又开始从下端放电，因此可以看到电火花从底端产生，并缓慢上升，到一定高度消失，同时又从底端产生、升起，形成跳跃的电弧.

2 实验元器件及材料、工具

电视机高压包（行输出变压器），零电……