Добрый день. Помогите пожалуйста решить проблему. Имеется два электрода, один штыревой подвижный, а другой неподвижный в виде металической пластины. Между ними возникает искровой разряд. Так вот надо чтоб этот разряд был ориентирован строго по прямой, или около того, а его "колбасит" в разные стороны. Вопрос, как это сделать и можно ли вообще? Пробывал влиять на него магнитным полем, но разряд на магнитное поле реагирует слабо.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Штырь заточить поострее?

Тут дело не в штыре, а втом что другим электродом является плоскость, по которой и гуляет разряд. Заточка штыря ничего не даст.

Экран нельзя ни какой сделать, с отверстием под подвижный электрод?

В принцпе экран там и так будет, но он не с отверстием, а со щелью. Так как на одной оси таких разрядников несколько. А способы магнитного захвата плазмы сюда применимы? И насколько сильное нужно магнитное поле?
Маленькое дополнение: разряд не будет превышать 2-3 мм, давление атмосферное.

Наденьте на штырь изолирующую трубку, длиной почти до самой плоскости.

Дело в том, что между электродами должна помещаться бумага, а искра делает перфорацию. Электрод будет располагаться как можно ближе к щелевому экрану, за которой бумага. Изолирующая трубка тут ничего не даст. Скажем так, понятно, что точность повыситься если уменьшить расстояние между электродами и диаметр подвижного электрода, который и так меньше миллиметра. При этом ожидается, что размер пятна будет порядка 2мм. К сожалению это много. Вот и хочется знать что можно ещё применить для уменьшения пятна.

Поместите перед бумагой "экран" из хорошего диелектрика (например оргстекло) с тонким отверстием, где дожна проходить искра. Или замените искру на лазер.

Так нельзя сделать? Т.е. увеличить потенциал именно в точки пробоя

Можно. Только плоский неподвижный электрод придется заменить вторым щелевым экраном. Плохо конечно что появляется вторая подвижная часть, но если не придумаю альтернативы остановлюсь пожалуй на этом. Спасибо

Неподвижный электрод проточить. Сделать ему конус напротив иглы.
Или в том месте просверлить конусное углубление диаметром порядка 4 мм, например большим сверлом 10 мм, а в нем небольшое отверстие 0.5-0.8-1 мм и в него вставить иглу.
Добавил: на иглу можно даже противоположный потенциал подать


Проводник электростатику экранирует.

Так верхний электрод подвижный! Отверстие с иглой в этом случае разве подойдет? Думаю нет. Проточка канавки вдоль оси движения верхнего электрода уменьшит пятно только в перпендикуляре этой канавки, а вдоль нее ничего не измениться. Да и вообще тут наверно больше выпуклость нужна, чем канавка? Или я Вас не верно понял?

Думаю, даже для двух игл столбик плазмы будет плясать.
Причина в тепловых конвекционных потоках и сложной динамике
термоэлектронной эмиссии.

При снижении тока разряда эти явления будут менее заметны, но полностью от них не избавиться.

К стати, у Вас питание - пульсирующее 50Гц? Прогназировать трудно, но я бы на двуполярном питании в десятки килогерц работал,
чтобы электроны туда-сюда бегали и процессы на электродах были симметричные. Возможно, при импульсном питании точность
позиционирования разряда будет высокой (когда температурные эффекты не успевают себя проявить).

Если потребуется теория разряда - могу посоветовать Райзер Ю.П. Физика газового разряда.

Если у Вас разряд - отдельные искры, то сделать вообще ничего нельзя, кроме как точно свести две иглы напротив друг друга, отклонение будет некоторой долей от расстояния между иглами.
Если же у Вас постоянный разряд, он должен стабилизироваться сам по себе, нужно только защитить его от движений воздуха.

На магнитное поле он реагировать вообще не должен. Потому как магнитное поле действует на протекающий ток, а не на ток который собирается протекать. Электрический разряд, есть лавинный пробой. Лавинный пробой развивается как лавина - куда уклон туда оно и прет. Сталобыть вам нужно прпавильно направить лавину. Варианты
1. Перед пробоем ионизировать воздух какимнить УФ лазером.
2. Создать на бумаге наэлектризованный участок.
3. Направить лавину в тонель из диэлектрика - тонкая трубка из фторопласта.

На мой взгляд, сделать это можно только в теории. На практике работать не будет.

Разряд всегда выбирает путь наименьшего сопротивления, как многие из нас
Бумага является диэлектриком, следовательно "препятствием". По какому пути пойдет разряд, через бумагу или в обход через уже пробитую дырку?
Тут никакие отверстия и коллиматоры не помогут.
Это на пальцах.

Если надо в деталях, рекомендую почитать: Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Под редакцией Фортова.

Выбор частоты и тока ещё не проводился. Но согласен с Вами, что НЧ тут мало пригодно.



Если ставить ещё и лазер, тогда и разряд будет не нужен. Только лазер помощнее. А идея как раз таки обойтись без лазера, покрайне мере без мощного. А по поводу создания наэлектризоанного участка можно подумать.




Вот и меня одолевает все больше и больше сомнений. Спасибо за литературу

Импульсная ксеноновая лампа, на пару кВт, и линза. На таких световую (не лазерную) пайку делают, уж бумагу точно прожжет.
Стоить будет на порядок и более дешевле, чем лазер.

Про участок, гуглить в сторону лазерных принтеров.
Про лазеры, гуглить в сторону скоростных DVD писалок. Там лазеры весьма и весьма.
Про ксеноновую лампу, мне лично не ясно как свет от нее сфокусировать, не в совсем дурных габаритах.


Еще вариант. Просто напечатать черных точек, и шарахнуть сразу по всем дурной ксеноновой пыхой. Там где белое, останется, а где черное будет поглощение света.

Чем плохи в этом случае лазеры - чтобы прожечь отверстие в белой бумаге/картоне лазером 200-300 мВт какие в приводах DVD потребуется не малое время. Эл. разряд делает это практически мгновенно. Хотя вариант предварительной ионизации воздуха УФ лазером с последующим эл. разрядом меня заинтересовал. Поэкспериментировать бы. Ну а прожег ксеноновой лампой по черным точкам отпадает сразу, на бумаге же ещё будет рисунок. Не печатать же его после прожега.

Про лампу - если фокусировать в нужной точке то можно обойтись меньшими мощностями. Например автомобильная галогенка с круглым рефлектором от практически любого советского авто + линза. Мы тут недавно на форуме проверяли как такой галогенкой можно BGA микросхемы выпаивать - ссылка.
В лазерных установках обдувают место фокусировки для удаления продуктов горения.
По поводу электода, в предыдущем сообщении хотел описать подобную конструкцию

Мои соболезнования. У меня похожая история 10-летней давности, с перфорацией полипропилена. Ровного разряда у Вас не получится по причине неоднородности самой бумаги, пробой возникает только там, где ему легче всего возникнуть.
Бросьте эту затею, ничего не получится. "За базар" отвечаю.

Есть специализированные лампы (кольцевые, шаровые, с короткой дугой) которые можно поставить в фокус объектива.
Например что-то типа такого, на 60Вт средней мощности. Для нее не нужен оптический модулятор для вкл/выкл светового потока.
По поводу пробоя - _Pasha скорее всего прав, игла поспособствует улучшению пробоя лишь в области вблизи острия и в случае однородной среды, если среда будет не однородная, то траектория пробоя все равно может искривиться и уйти в сторону.
В принципе, в идеале, прямую траекторию пробоя в нужном месте можно сформировать если заменить иглу тонкой трубкой (0.2-0.3 мм), а по внутреннему каналу в момент разряда выпустить поток электронов, что нибудь 20-30кэВ. Обычно выход делают через сверхтонкую мембрану, но можно, для уменьшения потребной энергии и потерь, и через тонкую трубку с вакуумной откачкой.

Тут походу есть дурная мысль. Если это бумага, то ее можно подготовить, используя технологии струйной печати, уменьшая напряжение пробоя в местах перфорации при помощи чернил, наверное, с присадками какими-нибудь.

автор создаёт такую штуку http://www.microperforation.com/ps-250-4.pdf ?
на их сайте много картинок
Method for improving the electrostatics perforation pattern using power controlled discharges
http://iopscience.iop.org/1742-6596/301/1/012016 в резисторе - сила.

Интересный материал, но только непонятно, почему с увеличением расстояния более 0.4 мм величина отклонения выходит на полочку в 1мм.
Единственное, что приходит в голову, что второй электрод не пластина, а площадка диаметром около 2мм.
Если это так, то тогда иголка снизу должна обеспечить нужную точность. Для бумаги без пропитки, с открытыми порами. Для случая с пленкой, как у _Pasha, могло и не сработать.

Это получается, если в цепь разрядника ввести магниторезистивный материал и управлять постоянным магнитным полем? Эво как..