尖端放電
尖端放電是在強電場作用下，物體尖銳部分發生的一种放電現象。屬於一種電暈放電。導體尖端的等勢面層數特別多，尖端附近的電場特別強，就會發生尖端放電。
- 中文名:尖端放電
- 外文名:Point discharge
- 條 件:強電場作用
- 含 義:物體尖銳部分發生的一种放電現象
- 性 質:一種電暈放電
目錄
原理
強電場作用下，物體尖銳部分發生的一种放電現象稱為尖端放電，它屬於一種電暈放電。 [1]
在強電場作用下，物體表面曲率大的地方(如尖銳、細小物的頂端)，等電位面密，電場強度劇增，致使它附近的空氣被電離而產生氣體放電，此現象稱電暈放電。尖端放電為電暈放電的一種，專指尖端附近空氣電離而產生氣體放電的現象。故要觀察尖端放電的現象，除了要有足夠高的電壓外，還必須有適當的形狀配合，才容易做到。
特點介紹
1．在導體的帶電量及其周圍環境相同情況下,導體尖端越尖，尖端效應越明顯。這是因為尖端越尖,曲率越大，面電荷密度越高,其附近場強也就越強。在同一導體上，與曲率小的部位相比，曲率大的部位就是尖端。因此，設備的邊、棱、角相對於平滑表面，管道的噴嘴相對於管線，細導線相對於粗導線，人的手指相對於背部等等,前者都可認為是尖端，都容易產生尖端效應。而且,即使帶電體沒有尖端，而與之相鄰近的接地導體具有尖端，它們之間也會產生尖端效應。此時，由於靜電感應,在接地體的尖端處會感應出異性電荷，並容易與帶電體之間發生放電。
2．尖端放電的形式主要有電暈放電和火花放電兩種。在導體帶電量較小而尖端又較尖時,尖端放電多為電暈型放電。這种放電只在尖端附近局部區域內進行，使這部分區域的空氣電離,並伴有微弱的熒光和嘶嘶聲。因放電能量較小，這种放電一般不會成為易燃易爆物品的引火源,但可引起其它危害。在導體帶電量較大電位較高時，尖端放電多為火花型放電。這种放電伴有強烈的發光和破壞聲響,其電離區域由尖端擴展至接地體(或放電體),在兩者之間形成放電通道。由於這种放電的能量較大，所以其引燃引爆及引起人體電擊的危險性較大。
3．火花型尖端放電隨兩極間距的減小而更易發生。這可由擊穿電壓隨極間距離的減小而下降來說明。
4．尖端放電的發生還與周圍環境情況有關。環境溫度越高越容易放電。因為溫度越高，電子和離子的動能越大,就更容易發生電離。另外，環境濕度越低越容易放電。因為濕度高時空氣中水分子增多,電子與水分子碰撞機會增多，碰後形成活動能力很差的負離子,使碰撞能量減弱。再者，氣壓越低越容易放電。因為氣壓越低氣體分子間距越大，電子或離子的平均自由程越大,加速時間越長，動能越大,更容易發生碰撞電離。
應用
一般的電子打火裝置，避雷針，還有工業煙囪除塵的裝置都是運用了尖端放電的原理。
高大建築物上都會安裝避雷針，當帶電雲層靠近建築物時，建築物會感應上與雲層相反的電荷，這些電荷會聚集到避雷針的尖端，達到一定的值後便開始放電，這樣不停的將建築物上的電荷中和掉，永遠達不到會使建築物遭到損壞的強烈放電所需要的電荷。雷電的實質是2個帶電體間的強烈的放電，在放電的過程中有巨大的能量放出。建築物的另外一端與大地相連，與雲層相同的電荷就流入大地。顯然，要使避雷針起作用，必須保證尖端的尖銳和接地通路的良好，一個接地通路損壞的避雷針將使建築物遭受更大的損失。
主要影響
通常情況下，空氣是不導電的，但是如果電場特別強，空氣分子中的正負電荷受到方向相反的強電場力，有可能被「撕」開，這個現象叫做空氣的電離。由於電離後的空氣中有了可以自由移動的電荷，空氣就可以導電了，空氣電離後產生的負電荷就是負離子，失去電子的電荷帶正電，叫做正離子。
導體表面有電荷堆積時，電荷密度與導體表面的形狀有關。在凹的部位電荷密度接近零，在平緩的部位小，在尖的部位最大。當電荷密度達到一定的量值後，電荷產生的電場會很大，以至於把空氣擊穿（電離），空氣中的與導體帶電相反的離子會與導體的電荷中和，出現放電火花，並能聽到放電聲。
如高壓線有輪廓的地方，就會出現尖端放電。由於接到電源上，它一邊放電，一邊不停的提供放電需要的電荷，這种放電會持續下去。尖端放電有如下弊端：
1．引起火災爆炸。如上所述，由於火花型尖端放電的放電能量較大,因此很容易引起易燃易爆混合物的燃燒和爆炸，造成重大人身傷亡和財產損失。
2.妨礙生產,損壞設備。火花型及電暈型尖端放電都會對生產過程造成不同程度的妨礙，乃至損壞設備。
3.靜電尖端放電也可造成人體電擊，如帶靜電的人觸摸金屬把手而在手指放電。
實驗裝置
模擬靜電除塵實驗裝置如圖1所示，取圓形鋁板一塊固定在絕緣支座上(絕緣支座可用玻璃棒固定在底座上製成，在中學物理實驗室中易找到，本文後幾個實驗中均用到絕緣支座)，將縫衣針裝上塑料棒後固定在鐵架台上，調節鋁板與針尖端間距6cm~8cm，用導線將鋁板和縫衣針分別與感應起電機相連，將點燃的蚊香放在鋁板和針之間。讓起電機起電，使鋁板和縫衣針帶電，蚊香煙被鋁板吸附，若停止起電，煙又裊裊上升。
旋轉的風車
取兩個易拉罐，剪一部分鋁皮，將鋁皮碾壓平整，剪出一直徑約8cm的圓，再剪成圖2中a樣式的風車，儘量使葉片對稱，在其中心處打一小孔，嵌上子母扣作支撐軸承，取縫衣針固定於絕緣支座上，針尖端頂在子母扣的凹坑處，實驗裝置如圖2中b所示。實驗時，用導線將針與起電機一極相連，轉動起電機，起電後，由於葉輪的尖端放電，在反衝作用下，風車旋轉起來。
視頻
高中物理:尖端放電