Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Study on the electrostatic and electrokinetic characteristics of particles in an insulating oil
Year (A.D.)
2019
Document Type
Thesis
First Advisor
บุญชัย เตชะอำนาจ
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Electrical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมไฟฟ้า
DOI
10.58837/CHULA.THE.2019.1246
Abstract
การศึกษากลศาสตร์ทางไฟฟ้าของอนุภาคในน้ำมันฉนวนภายใต้สนามไฟฟ้าเป็นหนทางหนึ่งในการศึกษาลักษณะเชิงปริมาณของประจุบนอนุภาคในน้ำมันฉนวน. วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาพฤติกรรมการรับและคายประจุของอนุภาคตัวนำและอนุภาคฉนวน ในน้ำมันฉนวนภายใต้สนามไฟฟ้า. วัตถุประสงค์หลักของการศึกษาคือ การสังเกตพฤติกรรมทางจลนศาสตร์ทางไฟฟ้าของอนุภาคในน้ำมันฉนวน เพื่อดูความสัมพันธ์ของประจุกับการเคลื่อนที่. การศึกษาทำโดยการวัดประจุบนอนุภาคทั้งในสภาวะสถิตและในระหว่างการเคลื่อนที่. ระบบวัดประจุที่ใช้ประกอบด้วยถ้วยฟาราเดย์แบบอนุภาคเคลื่อนที่ผ่านและวงจรวัดประจุ. ความเร็วของอนุภาคสามารถคำนวณได้จากความสัมพันธ์ระหว่างสมการแรงคูลอมบ์ แรงโน้มถ่วง และแรงต้านความหนืดของตัวกลาง. การทดลองวัดความเร็วในการเคลื่อนที่ของอนุภาค เมื่อใช้อิเล็กโทรดแบบระนาบขนานและแบบทรงกลมกับระนาบ แสดงให้เห็นว่าความเร็วในการเคลื่อนที่ของอนุภาคเพิ่มขึ้นตามขนาดแรงดันที่เพิ่มขึ้น. การวัดประจุบนอนุภาคทำได้โดยใช้ถ้วยฟาราเดย์แบบอนุภาคเคลื่อนที่ผ่านกับวงจรวัดประจุและถ้วยฟาราเดย์กับอิเล็กโตรมิเตอร์ ใช้เวลาในการอัดประจุนาน 15 s ถึง 240 s. การทดลองพบว่าค่าประจุที่วัดได้จากอุปกรณ์ถ้วยฟาราเดย์แบบอนุภาคเคลื่อนที่ผ่านกับวงจรวัดประจุสอดคล้องกันเป็นส่วนใหญ่กับผลการวัดด้วยถ้วยฟาราเดย์กับอิเล็กโตรมิเตอร์ แต่ค่าที่ได้มีขนาดต่ำกว่า. ขนาดของอิเล็กโทรดมีผลต่อการวัดประจุด้วยวงจรวัดประจุ. อิเล็กโทรดที่มีขนาดกว้างให้ค่าผลการวัดสูงกว่าอิเล็กโทรดที่มีขนาดเล็ก. สำหรับการสูญเสียประจุของอนุภาคในน้ำมันฉนวน อิเล็กโทรดที่ใช้ในการวัดประจุมีสองตำแหน่งคือ A และ B ซึ่ง A ห่างจาก B เป็นระยะ 2 cm โดยที่อนุภาคเคลื่อนที่ถึงตำแหน่ง B มีค่ามากกว่าตำแหน่ง A. เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่จะมีการสูญเสียประจุเกิดขึ้น ส่งผลให้ประจุที่วัดได้จากตำแหน่ง B มีค่าน้อยกว่าตำแหน่ง A.
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The study of electromechanics of particles in an insulating oil under an electric field is a mean for quantitatively studying charges on particles in the insulating oil. This thesis studied the charging and discharging behavior of conductor particles and insulating particles in an insulating oil under an electric field. The main objective is to observe the electrokinetic behavior of particles in an insulating oil to get the relationship between charges and particle motion. The study was done by measuring charges on particles both in static and in dynamic conditions. The charge measurement system consisted of a passing-through Faraday cup and a charge measuring circuit. Velocities of the particles were calculated from the relation between the Coulomb force, the gravity, and the viscous force of the medium. An experiment to measure the particles velocity using parallel-plate and sphere-plate electrodes showed that the velocity of the particles increased with increasing voltage. Measurement of charges on particles was done by using (1) a passing-through Faraday cup charge measurement circuit and (2) a Faraday cup with an electrometer for 15 s to 240 s charging time. The experiment showed that the charge values from the former device were mostly consistent with the results from the electrometer, but the charge values from the former device were less than the results from electrometer. The size of the electrode affected the measurement of charges by the measuring circuit. Wider electrode was able to give higher measured values. For the loss of charges on particles in the insulating oil, the electrode used to measure charge had two positions that are A and B, where A is 2 cm away from B, the particles reached position B after passing position A. When the particle moved, charge loss occurred, making the measured charges from position B less than those from position A.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
โรจน์ธนวณิชย์, พนิตตา, "การศึกษาลักษณะสมบัติทางไฟฟ้าสถิตและจลนศาสตร์ไฟฟ้าของอนุภาคในน้ำมันฉนวน" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 9622.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/9622