Вода в качестве диэлектрика

[spamkerdyk]

Разряд шел сквозь бетон (а не по воде!) - и дробил его.

Можно немножко посомневаться, насчет "проводимости" бетона?

Дело в том, что этот принцип был описан еще в 60-70-е годы в журнале "Наука и жизнь". Основан он на том, что электроразряд в воде порождает мощную ударную волну за счет взрывного газовыделения. А поскольку ударная волна распространяется по практически несжимаемой воде, она крушит все, что попадается на пути в мелкий песок.
Но разряд должен быть искровым, иначе эффект не наблюдается. При относительно небольших напряжениях (например 220 в) приходится хитрить, например перемыкать электроды тонкой проволочкой (стакан с водой рассыпается в кусочки, не разлетаясь по комнате, сам попробовал в свое время). А киловольты вероятно и сами для себя организуют ионизированную дорожку.

А бетон, мне кажется, сколь бы он не был старым и непрочным все же имеет электрическую прочность минимум в десятки киловольт на миллиметр, а то и больше, и чтобы пробить бетонную плиту нужно слишком уж много киловольт.

[DedNicolaj]

Робята, при pH = 7.0 вода практически абсолютный диэлектрик!
При том, что это означает, что "Ну нет там свободных ионов", это несколько неправильно. Этот показатель говорит о том, что там 10е7 пар ионов на кубический сантиметр. Это конечно мало, но ток всё равно пойдёт, даже в деионизированной воде.

[Ртутный]

Робята, при pH = 7.0 вода практически абсолютный диэлектрик!
При том, что это означает, что "Ну нет там свободных ионов", это несколько неправильно. Этот показатель говорит о том, что там 10е7 пар ионов на кубический сантиметр.

А ваши рассуждения не «несколько неправильны», а неверны абсолютно. Из определения pH (pH=-lg[H+]) следует, что при pH=7 концентрация ионов водорода будет 10e-7 моль на литр. Чувствуете разницу – не 10e7, а 10e-7 (разница на 14 порядков); не штук пар ионов, а молей; не в кубическом сантиметре, а в литре. Короче как, в анекдоте: не выиграл, а проиграл; не в преферанс, а в очко… и т.д.
Если хочется перевести моли в штуки, извольте – умножим моли на число Авагадро (NA=6,022×10e23). Получим 6×10e16 пар ионов в литре, или 6×10e13 их же в кубическом сантиметре.
И все равно этого количества зарядов мало для того, чтобы обеспечить заметную проводимость, удельное сопротивление будет 5,5×10e8Ом•см.
Предлагаю Вам на досуге посчитать количество электронов в медном проводнике диаметром 1 мм и метр длинной.
Как было написано в Детской энциклопедии, на килограмме электронов троллейбус может доехать от Москвы до Владивостока. Читайте первоисточники!

[spamkerdyk]

... там 10е7 пар ионов на кубический сантиметр.

Пардон, совсем не так. Во-первых не пар, а только водорода. А во-вторых, чтобы вычислить PH берем количество свободных ионов в молях (а не в штуках) делим на литр и берем десятичный логарифм с обратным знаком.

И еще одно. PH=7 вовсе не означает, что вода чистая. Это может быть концентрированный раствор нейтральной соли, который проводит ток немногим хуже металла. PH-метр измеряет не чистоту воды, а кислотность.

[Ртутный]

Пардон, совсем не так. Во-первых не пар, а только водорода.

Про "пары ионов" это единственное, что правильно в сообщении ДедаНиколая. Ионное произведение воды (произведение концентрации протонов и ионов гидроксила) величина постоянная равная 10е-14. Поэтому при pH=7 в воде будет одинаковое количество этих ионов, то есть двойное количество носителей заряда. В переносе тока они принимают примерно равное участие.
В остальном я с Вами полностью согласен.

[spamkerdyk]

Про "пары ионов" это единственное, что правильно в сообщении ДедаНиколая.

Миль пардон, конечно же ионы существуют парами, иначе просто не бывает. Каждому иону водорода соответствует либо OH самой воды, либо кислотный остаток в растворе. Я некорректно построил фразу, имея в виду, что показатель PH учитывает только водород.

[j2153]

Может быть всё-таки разряд шёл через арматуру? А почему в воде, а не на воздухе - вода тормозила обломки или что-то ещё? Гидроудар?

Вода использовалась как изолятор. В воздухе разряд просто обходил бы плиту и всё.
Касательно арматуры - она же была внутри. Чтобы до нее добраться, разряд должен был сперва бетон пробить.

Можно немножко посомневаться, насчет "проводимости" бетона?

Можно. И нужно. Потому что речь идет не о проводимости, а об электрической прочности.

Дело в том, что этот принцип был описан еще в 60-70-е годы в журнале "Наука и жизнь". Основан он на том, что электроразряд в воде порождает мощную ударную волну за счет взрывного газовыделения. А поскольку ударная волна распространяется по практически несжимаемой воде, она крушит все, что попадается на пути в мелкий песок.

Установка, которую я видел, была основана на другом принципе: не могу вспомнить фамилию академика, который нашел, что при очень быстром нарастании поля и очень высоких напряжениях электрическая прочность воды значительно увеличивается.

А бетон, мне кажется, сколь бы он не был старым и непрочным все же имеет электрическую прочность минимум в десятки киловольт на миллиметр, а то и больше, и чтобы пробить бетонную плиту нужно слишком уж много киловольт.

Не знаю сколько, но меньше, чем у воды - и этого факта оказалось достаточно. Не скажу сейчас точно, сколько там было киловольт, но изоляторы были как на подстанции на высокой стороне. Конденсаторы являлись шкафами метра в два высотой, и были соединены по известной схеме умножителя на разрядниках. Короче, молния получалась нехилая. И разряд шел именно сквозь бетон - вода из бассейна не вылетала (как бывает при взрыве).

ЗЫ: Такая установка экономичнее, чем на гидроударе, потому что вся энергия разряда выделяется непосредственно в бетоне, а не рассеивается в ударной волне в воде.

[spamkerdyk]

To j2153

Мне стало интересно: я что-то пропустил в этой жизни? И я начал поиск. Но, похоже, это был какой-то засекреченный способ. Я умучил и Яндекс и Гугл и не нашел ни одного упоминания о способах дробления бетона с помощью разрядов сквозь бетон. Зато нашел огромное количество патентов на электрогидравлическое дробление бетона. Все они являются усовершенствованием базового метода и ссылаются на этот метод, на который я нашел только краткое описание:

... способ электроразрядного дробления железобетонных отходов и бракованных изделий, заключающийся в том, что отходы погружаются в воду на металлическое заземленное основание и подвергаются воздействию ударной волны, создаваемой в воде электрическим разрядом между основанием и погруженным в воду высоковольтным электродом...
Типичные рабочие напряжения лежат в пределах 50-70 кВ. Энерги[я] разряда в 2 кДж, эквивалент[на] энергии, содержащейся в 0,5 кг тротила...

Последующие усовершенствования состоят в том, что например вместо сплошного основания применяется решетка, или электроды размещаются по периметру вместо центра, и так далее. Сам же принцип создания ударной волны при разряде в воде нигде не изменен. И нигде ни одного слова о разрядах сквозь бетон.
Еще я поискал электропрочность бетона в цифрах. Вот, конкретно бетона нигде нет. Всяческие аналоги от асбоцемента до гранита от 2 до 10 кв/мм. То есть, чтобы пробить например 20 см плиты может понадобиться до двух миллионов вольт в худшем случае. Промышленная установка с мегавольтным напряжением... в НИИ на один разряд такого кондера и то надо сотню бумажек по безопасности подписать во всех инстанциях.

Кстати, вода из бассейна при разряде никогда не вылетает. Ударная волна слишком короткая, вся ее энергия высаживается в бетон (или в дно и стенки - в то, что на данный момент самое твердое), на то, чтобы что-то выплеснуть наружу энергии не остается.

Академик, исследовавший электрическую прочность воды, это Г. И. Будкер. Действительно, по его данным, в наносекундном диапазоне пробивное напряжение воды (в норме 100 кв.см) возрастает, это используется для создания сверхвысоковольтных накопительных конденсаторов с водным диэлектриком. Только не стоит забывать, что речь в его исследованиях идет о деионизированной воде, а не о природной, которая является проводником, может и плохим, но о ее электрической прочности говорить не приходится.

[mtit]

Опупеть. Ребята, я единственный у кого телепатический приёмо-передатчик работает. Ребёнок хочет залить системный блок дистилированной водой. В реальную - залить, а не создать иммитацию аквариумного мода. Вот и спрашивает - как микросхемы будут в воде себя чувствовать? Потому как других слов, как "КЗ" из физики - не знает.
Но - интересно черт побери рассказываете!

[j2153]

речь в его исследованиях идет о деионизированной воде, а не о природной, которая является проводником, может и плохим, но о ее электрической прочности говорить не приходится.

Приходится. Проводимость конечно есть, но она недостаточна, чтобы подсадить конденсаторы. Пробой происходит.

Не знаю, авторское свидетельство было, но установка существовала в опытном варианте. Авторы не смогли найти финансирование на доведение до промышленной серии. Не удалость доказать, что такая установка вообще нужна...
А вспомнил я тут ее именно к теме: вода в качестве изолятора.