4.1.7 RAZPOREDITEV ELEKTRINE NA PREVODNIH TELESIH

Učinek prevodne konice je za elektrotehniško prakso zanimiv, zato poiščimo njegovo razlago.

Na površini prevodnih teles se gibljivi istoimenski nosilci elektrine zaradi medsebojnih odbojnih sil razporedijo na največje možne medsebojne razdalje tako, da je med njimi vzpostavljeno ravnovesje električnih sil. Posledica tega je enakomerna razporeditev elektrine na površini kovinskih krogel (sl. 4.1.7.2.a), na večjih ravnih in daljših valjastih kovinskih površinah (razen ob robovih) ter neenakomerna razporeditev elektrine na prevodnih oglatih in koničastih prevodnih telesih (sl. 4.1.7.2.b).

Večja gostota elektrine (več elektrine na enoto površine) povzroči v neposredni okolici te površine sorazmerno močnejše električno polje (gostejše električne silnice na sl. 4.1.7.2.b), zato sklepamo:

V poskusu 4.1.9 (sl. 4.1.7.2.b) je bila električna poljska jakost ob vrhu konice dovolj velika, da je povzročala ionizacijo posameznih atomov zraka in s tem posamezne gibljive nosilce elektrine neposredno ob konici. Na ta način so bile ustvarjene razmere za šibak tok med kroglama, ki je omogočil počasno razelektrenje krogel oziroma onemogočal naelektrenje krogel do prebojne napetosti

Zaradi svetlobnega učinka ionizacije zraka ob konici tovrstno razelektrenje imenujemo razelektrenje s tlenjem, svetlobni učinek ionizacije pa električna korona.

Na razelektrenju z učinkom konice je temeljilo delovanje prvih strelovodov¹. Med nevihtnim, naelektrenim oblakom in ozemljeno kovinsko konico na vrhu varovanega objekta (sl. 4.1.7.3) je bil vzpostavljen proces razelektrenja oblaka s tlenjem, kar je preprečevalo uničujoče učinke razelektrenja s trenutnim prebojem zraka med oblakom in objektom − strelo. Danes so sicer nekateri visoki objekti (stolpi, stebri, zvoniki, … ) pred učinki strele še vedno varovani na omenjeni način, pri večini objektov pa opravlja takšno zaščito še bolj učinkovito Faradayeva kletka. Pojave razelektrenja s tlenjem lahko opazimo (in slišimo) pred ali med nevihto tudi ob skalnatih vrhovih visoko v gorah in ob viskonapetostnih daljnovodih.

Električni učinek konice je lahko tudi škodljiv. Ostri, štrleči prevodni deli v visokonapetostnih elektroenergetskih napravah ali enotah elektronskih naprav (npr. iglasti spoji, sl. 4.1.7.4) so lahko povzročitelji električnih prebojev ali znižanja električnih potencialov določenih točk sicer »povsem brezhibnih« naprav.

¹ Benjamin Franklin, ameriški znanstvenik, že leta 1747