Effetto corona: differenze tra le versioni

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L{{'}}'''effetto corona''' o '''scarica effetto corona''' è un fenomeno per cui una [[corrente elettrica]] fluisce tra un conduttore a potenziale elettrico elevato ed un fluido neutro circostante, generalmente [[aria]].

L'effetto siSi manifesta quando il [[gradiente]] di [[Potenziale elettrico|potenziale]] supera un determinato valore sufficiente a provocare la [[ionizzazione]] del fluido isolante ma insufficiente perché si inneschi un [[arco elettrico]].

Una volta ionizzato, il fluido diventa [[Plasma (fisica)|plasma]] e conduce elettricità.

Il [[circuito elettrico]] si chiude quando la carica elettrica trasportata dagli [[Ione|ioni]] giunge lentamente al punto di potenziale di riferimento del generatore, solitamente la [[Messa a terra|terra]].

Se l'oggetto ad alto potenziale ha una parte appuntita, la [[densità di carica]] tende ad essere maggiore in quest'area, quindi il [[campo elettrico]] in corrispondenza risulta maggiore e l'aria circostante si porta ad un potenziale maggiore rispetto ad altre zone, per un fenomeno noto come [[potere disperdente delle punte]], o "effetto punta".

Per questo l'effetto corona può manifestarsi limitatamente in prossimità delle punte ma non su altre parti del conduttore. Da qui la ionizzazione può estendersi oppure no, in dipendenza dell'acutezza della punta. Se la ionizzazione continua ad aumentare invece di stabilizzarsi, si può aprire una via di plasma verso il punto a potenziale neutro fino all'innesco di una scintilla o di un arco.

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La corona positiva si manifesta come plasma uniforme lungo e attorno al conduttore. Si presenta spesso con una fluorescenza bianca/azzurra con molta emissione nell'[[ultravioletto]]. L'uniformità è dovuta al meccanismo di scarica a valanga descritto più avanti.

A parità di geometria e potenziale dell'elettrodo, la corona positiva è un po' più piccola di quella negativa, ciò a causa della mancanza di una regione di non-ionizzazione tra le zone interna ed esterna. Nella corona positiva è presente un numero molto inferiore di elettroni liberi tranne che nella zona immediatamente vicina all'elettrodo appuntito: approssimativamente un millesimo della [[densità elettronica]] ed un centesimo del numero totale di particelle.

La minore quantità di particelle è però collocata in una regione ad alto potenziale, mentre nella corona negativa molti elettroni sono dispersi in un'area a basso potenziale più esterna.

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Nella corona negativa il processo predominante nel generare elettroni secondari è quello [[Effetto fotoelettrico|fotoelettrico]] sulla superficie dell'elettrodo stesso.

Il [[lavoro di estrazione]] degli elettroni (l'energia richiesta per strappare la particella dalla superficie) è notevolmente inferiore all'energia di ionizzazione alle condizioni di temperatura e pressione ordinarie, facendo di questo processo una fonte illimitata di elettroni secondari in queste condizioni. Anche in questo caso l'energia di estrazione è fornita dai fotoni prodotti dalla deionizzazione di atomi nel plasma.

Il coinvolgimento del gas ionizzato come sorgente di elettroni, che avviene nella corona positiva, è ostacolato nella corona negativa anche dalla presenza di una nube di cariche positive attorno all'elettrodo appuntito.

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L'effetto corona ha diverse applicazioni commerciali ed industriali, tra cui:

* Produzione di [[ozono]] ([[Ozono#La produzione dell'ozono|generatore di ozono]]);

* Rimozione di particelle di polvere dall'aria nelle [[centrali a carbone]], nei sistemi di condizionamento, nei cementifici (il flusso d'aria viene prima caricato elettricamente, poi fatto passare attraverso una serie di placche caricate alternativamente con polarità opposta);

* [[Sgrassatura]] di superfici plastiche, tessuti, polimeri in generale.

* Eliminazione di elementi organici volatili indesiderati, come pesticidi, solventi, aggressivi chimici per effetto di reazioni con ioni e [[radicali liberi]] prodotti dalla ionizzazione;

* Fotocopiatura con procedimento [[xerografia|xerografico]] per caricare elettricamente il tamburo fotoconduttore;

* Ionizzazione dell'aria a scopo salutistico;

* Applicazioni futuribili quali [[propulsione spaziale]] elettrofluidodinamica (EHD) e a [[vento ionico]], [[ascensore spaziale]], ecc.

* Ventole di raffreddamento per computer prive di componenti meccaniche in movimento;

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==Caratteristiche elettriche==

L'intensità di corrente trasportata dalla corona è determinato [[Integrale|integrando]] la densità di corrente sulla superficie del conduttore. La dispersione di [[Potenza (elettrotecnica)elettrica|potenza]] è calcolata moltiplicando la corrente per la tensione presente tra gli elettrodi.

La tensione di innesco di una corona visibile tra due fili o ''Corona Inception Voltage'' può essere calcolata con la legge empirica di Peek, formulata nel [[1929]]:

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::<math>\delta = {3.92 b \over 273 + t}</math>

:dove

:* ''b'' = pressione in centimetri di [[Mercurio (elemento chimico)|mercurio]]

:* ''t'' = [[temperatura]] in gradi [[celsius]]

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::<math>g_v = g_0 \delta \left ( 1 + {0.301 \over \sqrt{\delta r}} \right )</math>

:dove ''g''₀ è illa gradienterigidità disruptivodielettrica, pari a circa 30 kV/cm per l'aria

== Bibliografia ==

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*[[Forza di Coulomb]]

*[[Potere disperdente delle punte]]

== Altri progetti ==

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{{Controllo di autorità}}

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[[Categoria:Conduzione elettrica]]