شماره ركورد
34818
پديد آورنده
مصطفي خاجي
عنوان
راهاندازي شكاف جرقهاي با ليزر و بررسي تأثير تيزي الكترود
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
فيزيك- اپتيك و ليزر
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1405/2/1
استاد راهنما
محمدحسين مهديه
استاد مشاور
مهدي شايگانمنش
دانشكده
دانشكده فيزيك
چكيده
توليد پلاسما از طريق تخليه الكتريكي پالسي، دهههاست كه به عنوان يكي از سنگ بناهاي توسعه و پيشرفت فناوريهاي پلاسما مورد استفاده قرار ميگيرد. اين روش به ويژه در حوزههايي كه نياز به كنترل دقيق بر فرآيندهاي تخليه و توليد پلاسما دارند، اهميت دارد. پلاسماي حاصل از تخليه الكتريكي پالسي، اغلب توسط يك سيستم پيش يونيزاسيون، كاربرد گستردهاي در سوئيچهاي ولتاژ بالا براي صنايع مختلف، به ويژه در بخش برق، و همچنين در ليزرهاي پالسي براي اهداف صنعتي و پزشكي دارد. استفاده از يك سيستم پيش يونيزاسيون، كه در محيطهاي مدرن معمولاً شامل ليزرهاي پالسي است، امكان كنترل دقيق بر فرآيند تخليه را فراهم ميكند. اين كنترل دقيق براي بهينهسازي عملكرد سوئيچها و افزايش پايداري و طول عمر آنها ضروري است، زيرا فرآيند تخليه تحت تأثير عوامل مختلفي مانند توزيع ميدان الكتريكي، هندسه الكترود و شرايط پيش يونيزاسيون قرار ميگيرد. در اين پاياننامه، تمركز اصلي بر طراحي و ساخت يك سيستم تخليه الكتريكي پالسي ولتاژ بالا با پيش يونيزاسيون ليزري است. اين سيستم از ليزر Nd:YAG به عنوان منبع پيش يونيزاسيون استفاده ميكند و امكان مطالعه دقيق فرآيندهاي فيزيكي و ديناميكي تخليه را فراهم ميكند. هدف از اين مطالعه بررسي تأثير پارامترهاي هندسي و فيزيكي، بهويژه ضخامت الكترودها (با مقاديري از 1 تا 10 ميليمتر)، بر رفتار ديناميكي جريان و ساير ويژگيهاي پلاسما است. پارامترهاي مورد مطالعه شامل زمان تأخير تخليه، چگالي پلاسما، توزيع ميدان الكتريكي، ولتاژ شكست و پايداري سوئيچ بودند. تجزيه و تحليل دقيق اين پارامترها به محققان اين امكان را ميدهد تا عوامل مؤثر بر كارايي و پايداري سوئيچهاي تقسيمكننده جرقه ليزري را شناسايي كنند. علاوه بر اين، مطالعه تأثير ضخامت الكترود بر فرسايش سطحي و طول عمر آنها ميتواند به توسعه سوئيچهاي صنعتي و پزشكي با طول عمر بيشتر و عملكرد بهينه كمك كند. اين تحقيق ميتواند نقش مهمي در بهبود بهرهوري انرژي، كاهش هزينههاي نگهداري و بهبود قابليت سيستمهاي ولتاژ بالا و ليزري ايفا كند. در نهايت، اين پاياننامه تلاش ميكند تا با تركيب تكنيكهاي پيش يونيزاسيون ليزري و طراحي بهينه الكترودها، چارچوبي علمي براي بهبود عملكرد سوئيچهاي پلاسما ارائه دهد. دستيابي به درك عميقتر از رفتار تخليه ديناميكي در تخليههاي الكتريكي پالسي ميتواند افقهاي جديدي را در كاربردهاي صنعتي، پزشكي و تحقيقاتي فناوري پلاسما باز كند و نقش مؤثري در توسعه سيستمهاي كنترل پلاسماي پيشرفته ايفا كند.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/23
عنوان به انگليسي
Laser triggering sparkgap and studying the effect of electrode sharpness
تاريخ بهره برداري
4/21/2027 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مصطفي خاجي
چكيده به لاتين
Plasma production through pulsed electrical discharge has been used for decades as one of the cornerstones in the development and advancement of plasma technologies. This method is particularly important in areas that require precise control over plasma discharge and production processes. Plasma from pulsed electrical discharge, often by a pre-ionization system It has a wide application in high-voltage switches for various industries, especially in the electrical sector, as well as in pulsed lasers for industrial and medical purposes. The implementation of a pre-ionization system, often utilizing pulsed lasers in contemporary contexts, facilitates meticulous regulation of the discharge process. This precise control is essential to optimize the performance of the switches and increase their stability and longevity, as the discharge process is affected by several factors, such as electric field distribution, electrode geometry, and pre-ionization conditions. In this dissertation, the main focus is on the design and construction of a high-voltage pulsed electrical discharge system with laser pre-ionization. This system uses the Nd:YAG laser as a pre-ionization source, allowing for the detailed study of the physical and dynamic processes of discharge. The purpose of this study is to investigate the effect of geometric and physical parameters, especially the thickness of electrodes (1.5mm and 3 cm), on the dynamic behavior of current and other characteristics of plasma. The studied parameters included discharge delay time, failure voltage, and switch stability. Detailed analysis of the measured parameters facilitated the diagnosis of the key factors affecting breakdown voltage, delay time (D.T), and switching stability in the laser-stimulated pulsed discharge system. Laboratory results have shown that electrode thickness has a clear effect on the electric field distribution and consequently on the dynamic behavior of the discharge current, with resistance dropping rapidly to near zero. It has become clear that changes in electrode geometry led to variations in breakdown characteristics and time stability of the switch. Combining laser pre-ionization with optimal electrode configuration has enabled improved control and repeatability of the discharge process under high-voltage conditions. These results provide a practical basis for improving the design and performance of laser-stimulated plasma switches in pulsed power systems.
كليدواژه هاي فارسي
تخليه الكتريكي پالسي , توليد پلاسما , پيشيونش ليزري
كليدواژه هاي لاتين
Pulsed Electrical Discharge , Plasma Generation , Laser Pre-ionization
Author
Mustafa Khachi
SuperVisor
Mohammad Hossein Mahdieh