تاثیر فشار اتمسفر پایین (بالاتر از 2000 متر از سطح دریا) بر عملکرد ایمنی محصولات الکترونیکی

1,مواد عایق در میدان الکتریکی نیز به دلیل استحکام عایق آن از بین می روند و عملکرد عایق را از دست می دهند، سپس پدیده شکست عایق وجود خواهد داشت.

استانداردهای GB4943 و GB8898 بر اساس نتایج تحقیقات موجود، فاصله الکتریکی، فاصله خزش و فاصله نفوذ عایق را تعیین می‌کنند، اما این رسانه‌ها تحت تأثیر شرایط محیطی قرار می‌گیرند، به عنوان مثال، دما، رطوبت، فشار هوا، سطح آلودگی و غیره، استحکام عایق را کاهش می‌دهند یا خرابی، که در میان آن فشار هوا بارزترین اثر را بر ترخیص الکتریکی دارد.

گاز به دو صورت ذرات باردار تولید می کند: یکی یونیزاسیون برخوردی است که در آن اتم های گاز با ذرات گاز برخورد می کنند تا انرژی به دست آورند و از سطوح انرژی کم به سطوح بالا می پرند.هنگامی که این انرژی از مقدار معینی فراتر رود، اتم ها به الکترون های آزاد و یون های مثبت یونیزه می شوند. دیگری یونیزاسیون سطحی است که در آن الکترون ها یا یون ها روی سطح جامد عمل می کنند تا انرژی کافی را به الکترون های روی سطح جامد منتقل کنند، به طوری که این الکترون ها انرژی کافی به دست می آورند، به طوری که از سد انرژی پتانسیل سطح فراتر رفته و سطح را ترک می کنند.

تحت عمل یک نیروی میدان الکتریکی خاص، یک الکترون از کاتد به آند پرواز می کند و در طول مسیر تحت یونیزاسیون برخورد قرار می گیرد.پس از اولین برخورد با الکترون گاز باعث یونیزاسیون می شود، شما یک الکترون آزاد اضافی دارید.دو الکترون هنگام پرواز به سمت آند در اثر برخورد یونیزه می‌شوند، بنابراین پس از برخورد دوم چهار الکترون آزاد داریم.این چهار الکترون همان برخورد را تکرار می‌کنند که باعث ایجاد الکترون‌های بیشتر و ایجاد بهمن الکترونی می‌شود.

بر اساس تئوری فشار هوا، زمانی که دما ثابت است، فشار هوا با میانگین حرکت آزاد الکترون ها و حجم گاز نسبت معکوس دارد.هنگامی که ارتفاع افزایش می یابد و فشار هوا کاهش می یابد، میانگین حرکت آزاد ذرات باردار افزایش می یابد که یونیزاسیون گاز را تسریع می کند، بنابراین ولتاژ شکست گاز کاهش می یابد.

رابطه بین ولتاژ و فشار:

در آن: P - فشار هوا در نقطه کار

پ0- فشار اتمسفر استاندارد

Upولتاژ تخلیه عایق خارجی در نقطه عملیاتی

U0- ولتاژ تخلیه عایق بیرونی در جو استاندارد

n - شاخص مشخصه ولتاژ تخلیه عایق خارجی با کاهش فشار کاهش می یابد

در مورد اندازه شاخص مشخصه n مقدار ولتاژ تخلیه عایق خارجی که کاهش می یابد، در حال حاضر هیچ داده واضحی وجود ندارد و به دلیل تفاوت در روش های آزمایش، از جمله یکنواختی، تعداد زیادی داده و آزمایش برای تأیید مورد نیاز است. از میدان الکتریکی، سازگاری شرایط محیطی، کنترل فاصله تخلیه و دقت ماشینکاری ابزار آزمایش بر دقت آزمایش و داده‌ها تأثیر می‌گذارد.

در فشار هوای پایین تر، ولتاژ شکست کاهش می یابد.زیرا با کاهش فشار، چگالی هوا کاهش می‌یابد، بنابراین ولتاژ شکست کاهش می‌یابد تا زمانی که اثر کاهش چگالی الکترون با نازک‌تر شدن گاز عمل کند. درهم شکستن.رابطه بین ولتاژ شکست فشار و گاز به طور کلی توسط قانون باشن توضیح داده شده است.

با کمک قانون باشن و تعداد زیادی آزمایش، مقادیر تصحیح ولتاژ شکست و شکاف الکتریکی در شرایط مختلف فشار هوا پس از جمع‌آوری و پردازش داده‌ها به دست می‌آید.

جدول 1 و جدول 2 را ببینید

فشار هوا (kPa)

79.5

75

70

67

61.5

58.7

55

مقدار اصلاح (n)

0.90

0.89

0.93

0.95

0.89

0.89

0.85

جدول 1 تصحیح ولتاژ شکست در فشارهای فشاری مختلف

ارتفاع (متر) فشار هوا (kPa) ضریب تصحیح (n)

2000

80.0

1.00

3000

70.0

1.14

4000

62.0

1.29

5000

54.0

1.48

6000

47.0

1.70

جدول 2 مقادیر تصحیح فاصله الکتریکی در شرایط مختلف فشار هوا

 تاثیر فشار کم بر افزایش دمای محصول

محصولات الکترونیکی در حالت عادی مقدار معینی گرما تولید می کنند که گرمای تولید شده و اختلاف دمای محیط را افزایش دما می نامند.افزایش بیش از حد دما می تواند باعث سوختگی، آتش سوزی و سایر خطرات شود، بنابراین، مقدار حد مربوطه در GB4943، GB8898 و سایر استانداردهای ایمنی با هدف جلوگیری از خطرات احتمالی ناشی از افزایش بیش از حد دما تعیین شده است.

افزایش دمای محصولات گرمایشی تحت تأثیر ارتفاع قرار دارد.افزایش دما تقریباً به صورت خطی با ارتفاع متفاوت است و شیب تغییر به ساختار محصول، اتلاف گرما، دمای محیط و عوامل دیگر بستگی دارد.

اتلاف حرارت محصولات حرارتی را می توان به سه شکل تقسیم کرد: رسانایی گرما، اتلاف گرمای همرفتی و تابش حرارتی.اتلاف گرما تعداد زیادی از محصولات گرمایشی عمدتاً به تبادل حرارتی همرفتی بستگی دارد، یعنی گرمای محصولات گرمایشی به میدان دمایی که توسط خود محصول تولید می‌شود برای حرکت گرادیان دمای هوا در اطراف محصول بستگی دارد.در ارتفاع 5000 متری، ضریب انتقال حرارت 21٪ کمتر از مقدار در سطح دریا است و گرمای منتقل شده توسط اتلاف گرمای همرفتی نیز 21٪ کمتر است.در 10000 متر به 40 درصد می رسد.کاهش انتقال حرارت توسط اتلاف حرارت همرفتی منجر به افزایش دمای محصول می شود.

با افزایش ارتفاع، فشار اتمسفر کاهش می یابد و در نتیجه ضریب ویسکوزیته هوا افزایش می یابد و انتقال حرارت کاهش می یابد.به این دلیل که انتقال حرارت همرفتی هوا، انتقال انرژی از طریق برخورد مولکولی است؛ با افزایش ارتفاع، فشار اتمسفر کاهش می‌یابد و چگالی هوا کاهش می‌یابد و در نتیجه تعداد مولکول‌های هوا کاهش می‌یابد و در نتیجه انتقال حرارت کاهش می‌یابد.

علاوه بر این، عامل دیگری نیز بر اتلاف گرمای همرفتی جریان اجباری تأثیر می‌گذارد، یعنی کاهش چگالی هوا با کاهش فشار اتمسفر همراه خواهد بود. کاهش چگالی هوا مستقیماً بر اتلاف گرمای اتلاف گرمای همرفتی جریان اجباری تأثیر می‌گذارد. .اتلاف گرمای جابجایی جریان اجباری به جریان هوا برای از بین بردن گرما متکی است.به طور کلی، فن خنک کننده مورد استفاده توسط موتور، جریان حجمی جریان هوا را بدون تغییر نگه می دارد، با افزایش ارتفاع، سرعت جریان جرمی جریان هوا کاهش می یابد، حتی اگر حجم جریان هوا ثابت بماند، زیرا چگالی هوا کاهش می یابداز آنجایی که گرمای ویژه هوا را می توان در محدوده دماهای درگیر در مسائل عملی معمولی ثابت در نظر گرفت، اگر جریان هوا با همان دما افزایش یابد، گرمای جذب شده توسط جریان جرمی کمتر می شود، محصولات گرمایشی تحت تأثیر منفی قرار می گیرند. با تجمع، و با کاهش فشار اتمسفر، افزایش دمای محصولات افزایش می یابد.

تأثیر فشار هوا بر افزایش دمای نمونه، به ویژه بر روی عنصر گرمایش، با مقایسه نمایشگر و آداپتور تحت شرایط دما و فشار مختلف، با توجه به تئوری تأثیر فشار هوا بر دما که در بالا توضیح داده شد، ایجاد می‌شود. در شرایط فشار کم، به دلیل کاهش تعداد مولکول‌ها در ناحیه کنترل، دمای عنصر گرمایش به راحتی پراکنده نمی‌شود و در نتیجه دمای موضعی بیش از حد بالا می‌رود. المنت های گرمایشی، چون گرمای عناصر غیرخودگرم کننده از المنت گرمایشی منتقل می شود، بنابراین افزایش دما در فشار کم کمتر از دمای اتاق است.

3.نتیجه

از طریق تحقیق و آزمایش، نتایج زیر حاصل می شود.ابتدا، به موجب قانون باشن، مقادیر تصحیح ولتاژ شکست و شکاف الکتریکی تحت شرایط مختلف فشار هوا از طریق آزمایش‌ها خلاصه می‌شوند.این دو بر اساس متقابل و نسبتاً متحد هستند؛ ثانیاً، با توجه به اندازه‌گیری افزایش دمای آداپتور و نمایشگر در شرایط فشار هوای مختلف، افزایش دما و فشار هوا یک رابطه خطی دارند و از طریق محاسبات آماری، معادله خطی افزایش دما و فشار هوا در نقاط مختلف را می توان به دست آورد.آداپتور را به عنوان مثال در نظر بگیرید، ضریب همبستگی بین افزایش دما و فشار هوا طبق روش آماری 0.97- است که همبستگی منفی بالایی دارد.نرخ تغییر افزایش دما به این صورت است که به ازای هر 1000 متر افزایش در ارتفاع، افزایش دما 5 تا 8 درصد افزایش می یابد.بنابراین، این داده های آزمون فقط برای مرجع بوده و متعلق به تحلیل کیفی است.اندازه گیری واقعی برای بررسی ویژگی های محصول در هنگام تشخیص خاص مورد نیاز است.


زمان ارسال: آوریل 27-2023