常溫空氣下外露電極結(jié)構(gòu)的電氣體發(fā)電實(shí)驗(yàn)研究

柯明輝，賴林

（中山大學(xué)航空航天學(xué)院，廣東省 深圳市 518107）

0 引言

電氣體發(fā)電是一種直接將氣體動能轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電方式，它的基本原理是在針尖發(fā)射極和吸引極間加上高電壓，發(fā)射極附近發(fā)生電暈放電，產(chǎn)生大量單極性荷電粒子，在高速氣流作用下，這些荷電粒子被氣體輸運(yùn)到了集電極附近。在這一過程中荷電粒子克服電場力運(yùn)動，動能被直接轉(zhuǎn)換成了電能[1]。

電氣體發(fā)電不含有任何轉(zhuǎn)動部件, 理想Ericsson循環(huán)效率可以達(dá)到67%[2]，與磁流體發(fā)電相比，電氣體發(fā)電對工作介質(zhì)的溫度要求大大降低，且有利于高電壓輸送。相較于傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)，電氣體發(fā)電具有結(jié)構(gòu)簡單易維護(hù)、理論效率高、清潔、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，具有良好發(fā)展前景[3]。

關(guān)于電氣體發(fā)電的研究主要興起于20世紀(jì)60年代后，Marks[4-7]在電氣體發(fā)電領(lǐng)域做了大量工作，設(shè)計(jì)了一系列電氣體發(fā)電裝置，研究了不同介質(zhì)參數(shù)下的電氣體發(fā)電性能，并做了大量理論分析。Brown[8]提出2種簡化的電氣體發(fā)電裝置，并描述了發(fā)電過程，利用串聯(lián)的平行電容板實(shí)現(xiàn)電壓的可控輸出。Bumagin[9-10]提出一種全新的電氣體發(fā)電裝置構(gòu)型，使用并-串聯(lián)多級方式以到達(dá)更高的電壓輸出，研究了氣流參數(shù)、帶電粒子速度和氣流截面半徑在噴嘴和擴(kuò)壓器長度上的變化規(guī)律。Soltani、Nagornyi和Varga等人[11-15]對電流體發(fā)電過程和裝置開展了大量的理論分析和數(shù)值模擬研究。

相較而言，國內(nèi)關(guān)于電氣體發(fā)電裝置的研究較少。在20世紀(jì)70年代，上海鍋爐廠[3]對電氣體發(fā)電原理和遇到的主要問題進(jìn)行了總結(jié)性的闡述。趙俊才[16]對當(dāng)時(shí)電氣體發(fā)電所遇到的關(guān)鍵技術(shù)問題提出了解決方法，并對自主設(shè)計(jì)的電氣體發(fā)電結(jié)構(gòu)展開了實(shí)驗(yàn)研究。陳聽寬等[17]對電氣體發(fā)電的工作原理，單極電荷的產(chǎn)生、輸送、收集方法和電氣體發(fā)電的熱力循環(huán)做了詳細(xì)的闡述和總結(jié)。陳子云、劉娟芳、孫萬敏等[1,18-21]基于CFD商業(yè)軟件對具有熱添加的電氣體發(fā)電模型進(jìn)行了仿真，模擬了不同的氣體參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸和加熱方式對熱力循環(huán)效率的影響并進(jìn)行了優(yōu)化，對不同的循環(huán)系統(tǒng)性能進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

目前電氣體發(fā)電仍然處于基礎(chǔ)理論研究和模擬試驗(yàn)階段，對于發(fā)電過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象和規(guī)律認(rèn)識還不夠透徹，同時(shí)高濃度荷電粒子流產(chǎn)生方式和高效率電荷收集方式仍然不夠理想，電氣體發(fā)電的高電壓特性也會帶來許多設(shè)計(jì)和制造上的困難，因此當(dāng)前實(shí)際的電氣體發(fā)電效率仍然很低。而相關(guān)的電氣體發(fā)電基本特性的實(shí)驗(yàn)研究鮮有報(bào)道。

本文設(shè)計(jì)了一套電氣體發(fā)電實(shí)驗(yàn)裝置，利用常溫高壓空氣作為氣源，研究了在氣體總壓、轉(zhuǎn)換段長度、負(fù)載阻值、電暈電壓及電路接法等不同參數(shù)影響下裝置的電氣特性，分析了參數(shù)變化的原因，總結(jié)了變化規(guī)律，為后續(xù)電氣體發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)裝置與測量方法

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置

本文的電氣體發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由供氣設(shè)備、測量設(shè)備、高壓電源、自主設(shè)計(jì)的電氣體高壓發(fā)電裝置等部分組成，如圖1所示。其中供氣設(shè)備為容量300 L、壓力1.6 MPa的通用空氣壓縮機(jī)(型號為VF-1.05/16)。高壓電源選用了上海晟皋電氣科技的直流高壓發(fā)生器(型號為ZJF-60 kV/5 mA)，用以提供吸引極和發(fā)射極之間的電暈電壓。

圖1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖Fig.1 Experimental system diagram

傳統(tǒng)的電氣體發(fā)電裝置的發(fā)射極都是布置在一個(gè)封閉流道里面的。為了更方便地安裝維護(hù)以及對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察和參數(shù)調(diào)整，設(shè)計(jì)了圖2所示外露電極結(jié)構(gòu)的電氣體高壓發(fā)電裝置，該裝置的發(fā)射極和吸引極都直接暴露在周圍環(huán)境中，裝置中的壓力腔、噴嘴、進(jìn)氣管則用于產(chǎn)生高速氣流。發(fā)射極由6根安裝在噴嘴附近的細(xì)針組成，吸引極由圓環(huán)狀銅膜組成，集電極則由1 mm的方孔不銹鋼紗網(wǎng)組成，轉(zhuǎn)換段由膠木構(gòu)成，外部的結(jié)構(gòu)框架由尼龍螺絲構(gòu)成。裝置的主要尺寸和實(shí)物圖分別如圖3、4所示。

圖2 電氣體高壓發(fā)電裝置Fig.2 Electrogasdaynamic high-voltage power generation device

圖3 電氣體高壓發(fā)電裝置主要尺寸Fig.3 Main dimensions of electrogasdaynamic highvoltage power generation device

圖4 電氣體高壓發(fā)電裝置實(shí)物圖Fig.4 Physical map of electrogasdaynamic high-voltage power generation device

1.2 測量方法

裝置從壓力腔引出測壓管，利用meacon壓力變送器(型號為MIK-P300，最大量程為2.5 MPa，精度等級為0.25級)測量氣體總壓。由于本裝置的單極性荷電粒子來源為空氣電離，所以總體的電流非常微弱，為了更為準(zhǔn)確地測量集電極與地線之間的真實(shí)電勢差(即收集電壓)，本文選用內(nèi)阻為100 GΩ的高阻高壓表(型號為華測EST105，量程為±1 V~±100 kV，測量準(zhǔn)確度為1%+2字)測量集電極的電壓，并選用2 GΩ以上高阻值的電阻作為負(fù)載用于測量發(fā)電功率。電流的測量則采用了keithley數(shù)字萬用表(型號為DM6500，100 μA直流擋位的分辨率為100 pA，精度為0.02%)和勝利萬用表(型號為VC86E，220 μA直流擋位的分辨率為10 nA，精度為0.5%+10)。圖5為整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電路連接示意圖?？諝鈮嚎s機(jī)通過氣管將高壓空氣通入電氣體高壓發(fā)電裝置壓力腔。高壓氣體由進(jìn)氣管進(jìn)入壓力腔流經(jīng)噴管噴出產(chǎn)生高速氣體。吸引極與高壓電源高壓輸出端相連，發(fā)射極與地線相連，集電極在經(jīng)過高阻高壓表和負(fù)載后與地線相連。

圖5 電路連接方式1Fig.5 Circuit connection mode 1

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同氣體總壓下發(fā)電裝置的電氣特性

固定負(fù)載阻值R=2 GΩ，電暈電壓V=8 kV，吸引極內(nèi)孔徑d=15 mm，吸引極和發(fā)射極垂直距離h=6 mm，轉(zhuǎn)換段長度L=220 mm，空壓機(jī)內(nèi)部氣壓隨著氣體噴出不斷降低，得到不同氣體總壓p下電氣體高壓發(fā)電裝置的電氣特性，如圖6、7所示。

圖6 不同氣壓下的收集電壓變化Fig.6 Collected voltage changes with different air pressures

圖6和圖7顯示，隨著總壓由0.4 MPa升到0.8 MPa，收集電壓Us和收集功率Ps逐步增大，但增長速度逐步減慢，Us和Ps在相同負(fù)載電阻下的變化趨勢相同。當(dāng)總壓從0.7 MPa升到0.8 MPa時(shí)，p-Us和p-Ps曲線逐漸趨于水平。電氣體發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換是動能向電能的轉(zhuǎn)換，氣體總壓的增大會加強(qiáng)從噴嘴噴出的氣體動能，而更大的動能有利于產(chǎn)生更大的收集電壓和功率。在電氣體發(fā)電中，被輸運(yùn)的荷電粒子數(shù)越多，氣流速度越快，發(fā)出的電能將越大。而Ps和Us增長速度減慢的原因主要有2方面：一是因?yàn)樵诳倝涸龃蟮倪^程中，發(fā)射極處電離出去的荷電粒子變少了。圖8為發(fā)射極電流I隨著氣體總壓的增大而發(fā)生的變化，可以看到隨著總壓p的增大，電流I在持續(xù)減??；二是因?yàn)閲娮斓某叽缡枪潭ǖ?，出口氣流的速度并不與總壓成正比，總壓越大，提升總壓帶來的氣流速度提升將越小。

圖7 不同氣壓下的收集功率變化Fig.7 Collected power changes with different air pressures

圖8 不同氣壓下的發(fā)射極電流變化Fig.8 Emitter current changes with different air pressures

為了更直觀說明該實(shí)驗(yàn)裝置的性能，以p=0.6 MPa時(shí)的數(shù)據(jù)為例，按照理想氣體等熵流簡單估算噴嘴出口動能轉(zhuǎn)化成電能的轉(zhuǎn)換效率n。按照壓力腔內(nèi)氣體總溫為300 K，比熱比為1.4，噴嘴流量系數(shù)為1進(jìn)行估算，可得質(zhì)量流量mg=12.7 g/s，噴嘴出口速度v=435 m/s，收集功率Ps=0.282 W。轉(zhuǎn)換效率公式為

按照式(1)計(jì)算，得到轉(zhuǎn)換效率n=0.023%?？梢钥闯?，噴嘴出口的動能只有極少部分轉(zhuǎn)換成了電能，這主要是以空氣作為工作介質(zhì)產(chǎn)生的荷電粒子具有較大遷移率導(dǎo)致的。

電氣體高壓發(fā)電裝置產(chǎn)生的電流可分成4部分：1）流經(jīng)發(fā)射極的電流I，也即整個(gè)發(fā)電裝置的總電流；2）流經(jīng)吸引極的電流I1，在圖5的接線條件下，也就是電源電流；3）流經(jīng)集電極的電流I2；4）泄漏到環(huán)境各處去的電流I3。數(shù)值上它們滿足以下關(guān)系[16]：

發(fā)電裝置在電暈放電過程中，需要消耗一部分的電能。圖9顯示，隨著總壓P的降低，所需要的電暈功率Pr也隨之增大，一是由于總電流I的增大，帶來了整體電流的增加；二是由于總壓降低，噴嘴出口動能下降，使得I1/I增大，也即更多的電荷被吸引極吸收。

圖9 不同氣壓下的電暈功率變化Fig.9 Corona power changes with different air pressures

將收集功率Ps減去電暈功率Pr，得到凈功率Pe。圖10表明，隨著總壓增大，凈功率Pe也隨之增大。而當(dāng)總壓降到0.475 MPa時(shí)，凈功率Pe已經(jīng)降到了負(fù)值，表示此時(shí)電暈功率Pr已經(jīng)大于收集功率Ps，這說明此時(shí)整個(gè)裝置是一個(gè)消耗電能的狀態(tài)。因此要通過電氣體發(fā)電技術(shù)產(chǎn)生電能，氣體動能需要足夠大。

圖10 不同氣壓下的凈功率變化Fig.10 Net power changes with different air pressures

2.2 不同轉(zhuǎn)換段長度下發(fā)電裝置的收集電壓變化

為了探究電氣體高壓發(fā)電裝置的內(nèi)部電勢沿著轉(zhuǎn)換段的變化過程，調(diào)整不同轉(zhuǎn)換段長度進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中，去掉負(fù)載，只使用高阻高壓表進(jìn)行電壓的測量，以獲取更接近于無測量狀態(tài)下的電勢值。以地勢為零電勢位，收集網(wǎng)處的電勢與收集電壓的值相同，所以后續(xù)仍針對收集電壓進(jìn)行分析。圖11為在V=12 kV、d=15 mm、h=6 mm、p=0.8 MPa工況下，不同轉(zhuǎn)換段長度電氣體高壓發(fā)電裝置的收集電壓變化曲線?？梢钥闯?，當(dāng)轉(zhuǎn)換段長度L從50 mm增加到220 mm時(shí)，收集電壓隨著轉(zhuǎn)換段長度增加而增加；當(dāng)轉(zhuǎn)換段長度由220 mm增加到320 mm時(shí)，收集電壓開始逐步下降。整體上收集電壓隨轉(zhuǎn)換段長度的變化呈一條拋物線。

圖11 不同轉(zhuǎn)換段長度下的收集電壓變化Fig.11 Collecting voltage changes under different conversion section lengths

靜電場泊松方程為

式中：φ為電勢；q為空間電荷密度；ε0為真空介電常量。

假設(shè)在一維條件下，轉(zhuǎn)換段的空間電荷密度為常數(shù)，則式(3)的簡單理論解為

式中a,b,c均為常數(shù)。

電勢的分布呈一條二次拋物線，與試驗(yàn)結(jié)果吻合。因此當(dāng)轉(zhuǎn)換段長度足夠長時(shí)，在轉(zhuǎn)換段的內(nèi)部將出現(xiàn)電勢φ的極值點(diǎn)，也是獲取最大收集電壓的最佳位點(diǎn)。另外，由于氣流沿著轉(zhuǎn)換段逐漸衰弱，實(shí)際發(fā)電過程中，轉(zhuǎn)換段內(nèi)部的電荷密度也會沿著轉(zhuǎn)換段逐步降低，使得離吸引極足夠遠(yuǎn)處的轉(zhuǎn)換段內(nèi)部電勢進(jìn)一步降低。因此為了提高發(fā)電效率，需要找到最優(yōu)的位點(diǎn)安置集電極，而不應(yīng)一味加長轉(zhuǎn)換段長度。

2.3 不同負(fù)載阻值下發(fā)電裝置的電氣特性

在本文試驗(yàn)中，是將集電極和地線之間的高電壓直接作用于一固定電阻上來模擬實(shí)際用電器，并基于此測量收集到的功率。通過更換不同阻值的負(fù)載，得到不同負(fù)載阻值下電氣體高壓發(fā)電裝置的電氣特性。圖12為不同負(fù)載阻值下收集電壓的變化，R=100 GΩ的曲線是去掉負(fù)載后單獨(dú)使用高阻高壓表測得的數(shù)據(jù)，可以看出，隨著負(fù)載阻值增大，測得的收集電壓Us也在不斷增大，同時(shí)隨著阻值增大，收集電壓的增加速率在不斷減緩。而隨著負(fù)載的不斷增大，收集電壓將會趨近于一個(gè)最大值，而這個(gè)值為集電極不連接任何測量電路的情況下，集電極和地線之間的電勢差。

圖12 不同負(fù)載阻值下的p-Us曲線Fig.12 p-Us curves at different load resistances

圖13為不同負(fù)載阻值下的p-Ps曲線，可見，R=5 GΩ時(shí)收集功率最大，而R=20 GΩ時(shí)收集功率相較于R=2 GΩ和R=5 GΩ時(shí)有明顯下降。由于整個(gè)裝置的電流十分微弱，集電極附近的荷電粒子總數(shù)較少，當(dāng)負(fù)載阻值較小時(shí)，可流經(jīng)負(fù)載的電流受限，無法提高。當(dāng)流經(jīng)集電極的電流維持在固定值時(shí)，收集電壓大小與阻值成正相關(guān)。而當(dāng)阻值足夠大時(shí)，到達(dá)集電極的電荷將不再充分吸收，電流不再受限，而隨著阻值繼續(xù)增大，收集電壓增速漸趨緩慢。因此當(dāng)R從2 GΩ增加到5 GΩ時(shí)，結(jié)合功率計(jì)算公式Ps=Us2/R，收集功率增加，而R從5 GΩ到20 GΩ時(shí)，收集功率減小。

圖13 不同負(fù)載阻值下的p-Ps曲線Fig.13 p-Ps curves at different load resistances

2.4 不同電暈電壓下發(fā)電裝置的電氣特性

電氣體發(fā)電的過程是帶有一定速度的氣體對荷電粒子的運(yùn)輸，從而克服電場力做功。在本文中，荷電粒子的產(chǎn)生是通過針尖發(fā)射極和吸引極間的電暈放電產(chǎn)生的，影響電暈放電的最直接因素就是兩者間的電場，而改變電場最直接的手段就是調(diào)整間距和兩極間的電壓。圖14為不同電暈電壓下的p-I曲線，可見，隨著電壓升高，電暈產(chǎn)生的電流I也在逐步升高，并在V=12~13 kV時(shí)迎來較大的提升。

圖14 不同電暈電壓下的p-I曲線Fig.14 p-I curves at different corona voltages

此外，改變電壓引起的電場改變也會影響同一氣壓下流經(jīng)吸引極的電流占比。荷電粒子在電氣體發(fā)電裝置中的運(yùn)動主要受到2個(gè)因素影響，一是強(qiáng)電場下的電場力，二是曳力。電場力會使荷電粒子從發(fā)射極向吸引極運(yùn)動，曳力則會使荷電粒子被輸運(yùn)到集電極。圖15為不同電暈電壓下的p-Ri1曲線，由圖15可見，在同一氣體總壓下，流經(jīng)吸引極的電流與發(fā)射極的電流之間的比值Ri1隨著電壓的增大而增大，這意味著荷電粒子更多地運(yùn)動到吸引極。而隨著總壓從0.4 MPa增大到0.8 MPa，出口氣體動能增大，曳力在荷電粒子所受力中的占比增大。圖16表明，隨著流經(jīng)收集極的電流與發(fā)射極的電流之間的比值Ri2值增大，更多的荷電粒子被輸運(yùn)到集電極。

圖15 不同電暈電壓下的p-Ri1曲線Fig.15 p-Ri1 curves at different corona voltages

圖16 不同電暈電壓下的p-Ri2曲線Fig.16 p-Ri2 curves at different corona voltages

圖17為不同電暈電壓下，收集功率隨總壓的變化曲線?？梢钥闯觯S著電暈電壓增大，收集功率有明顯的增幅，且當(dāng)電暈電壓增大，收集功率隨總壓的增幅越大。

圖17 不同電暈電壓下的p-Ps曲線Fig.17 p-Ps curves at different corona voltages

雖然電暈電壓的提升會帶來收集功率的提升，但同時(shí)也帶來了電暈功率的提升。圖18為不同總壓下，收集功率和電暈功率之間的比值Rp隨著電暈電壓的變化，可以看出，隨著電暈電壓的增大，Rp在不斷減小。這意味著在其余工況不變的情況下，電暈電壓越高，電氣體高壓發(fā)電裝置產(chǎn)生單位電能所需要的輸入電能也越高；總壓越高，出口動能越大，Rp也越高。

圖18 不同氣壓下的U-Rp曲線Fig.18 U-Rp curves at different air pressures

圖19為不同氣壓下的U-Pe曲線，可見當(dāng)總壓p=0.8 MPa時(shí)，盡管Rp值減小，但凈功率Pe仍然隨著電暈電壓的增大有微小的增大。而當(dāng)p分別為0.6 MPa和0.4 MPa時(shí)，隨著電暈電壓增大，Pe在不斷減小。對比p=0.6 MPa和p=0.4 MPa的U-Pe曲線可以發(fā)現(xiàn)，p=0.4 MPa時(shí)，Pe的減小隨電暈電壓的減小幅度明顯要大于p=0.6 MPa時(shí)的結(jié)果。這是因?yàn)?，在p=0.4 MPa時(shí)，電場力在荷電粒子的受力中占比較大。在改變電暈電壓時(shí)，電場力的變化會更大程度地影響到Pe值。

圖19 不同氣壓下的U-Pe曲線Fig.19 U-Pe curves at different air pressures

2.5 不同電路接法下發(fā)電裝置的電氣特性

前面的實(shí)驗(yàn)都是基于圖5中所示的電路接法來開展的，稱其為接法1(M1)。在此基礎(chǔ)上，保持負(fù)極電暈放電不變，將原來的正高壓電源換成負(fù)高壓電源。以地勢作為零電勢，2種電源的差別在于正高壓電源的高(絕對值)電勢端電勢為正，而負(fù)高壓電源的高電勢端電勢為負(fù)。將負(fù)高壓電源的負(fù)極接在發(fā)射極上，吸引極則接地，就得到了圖20的接法2(M2)。

圖20 電路連接方式2Fig.20 Circuit connection mode 2

在同一電壓下對2種接法展開實(shí)驗(yàn)，得到圖21、22。由圖21可知，即使是在相同的電壓下，接法2所消耗的電暈功率要明顯大于接法1。造成這種現(xiàn)象的原因是在接法1中，電源電流等于流經(jīng)吸引極的電流I1，而在接法2中，電源電流等于流經(jīng)發(fā)射極的電流I，且由式(2)可知，電流I要大于電流I1，所以造成了兩者在電暈功率上的明顯區(qū)別。

圖21 2種接法下的p-Pr曲線Fig.21 p-Pr curves under two connection methods

圖22表明，接法2的收集電壓要明顯大于接法1。需要注意的是，在更換電源后，吸引極和發(fā)射極的電勢已經(jīng)發(fā)生改變，以地勢為零電勢位，接法1中吸引極的電勢為11 kV，接法2中發(fā)射極的電勢為-11 kV，而收集電壓Us是集電極和地線之間的電勢差，因此要想達(dá)到相同的收集電壓，接法1中吸引極和集電極之間的電勢差就需要更大。從結(jié)果上看，接法2電暈功率上付出的代價(jià)要大于在收集電壓上帶來的收益。

圖22 2種接法下的p-Us曲線Fig.22 p-Us curves under two connection methods

3 結(jié)論

以常溫空氣為工作介質(zhì)，設(shè)計(jì)一套簡易的電氣體發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，調(diào)整氣體總壓、轉(zhuǎn)換段長度、負(fù)載電阻、電暈電壓、電路接法進(jìn)行試驗(yàn)，對不同參數(shù)下發(fā)電裝置的電氣特性進(jìn)行研究。得出以下結(jié)論：

1）壓力腔氣體總壓的提升可以增加噴嘴出口氣體動能，從而提升收集電壓和收集功率，但針對當(dāng)前裝置針尖電暈放電產(chǎn)生荷電粒子的方式，氣壓提升的同時(shí)容易引起發(fā)射極電流減小，導(dǎo)致發(fā)電效果變差，應(yīng)采取更為穩(wěn)定的荷電粒子生成方式或結(jié)構(gòu)。

2）在轉(zhuǎn)換段足夠長的情況下，沿著轉(zhuǎn)換段軸向，電勢在轉(zhuǎn)換段內(nèi)的分布呈拋物線分布。在進(jìn)行電能收集時(shí)，找到極值點(diǎn)進(jìn)行收集可在不提高動能輸入的前提下提高收集電壓和收集功率。

3）電氣體發(fā)電對于不同的負(fù)載電阻會表現(xiàn)出不同特性，阻值越高，相應(yīng)的收集電壓越高，且增長速度隨阻值增大而變緩。此外，收集功率隨著阻值的變化存在極值點(diǎn)。

4）電暈電壓的變化會明顯改變極間電場從而改變發(fā)射極電流。電暈電壓越大，收集功率越大，但相應(yīng)的電暈功率也增大，收集功率和電暈功率之比越小。

5）不同電路接法下電氣體發(fā)電裝置的電氣特性不同。將負(fù)高壓電源的負(fù)極接發(fā)射極，吸引極接地，相較于將正高壓電源的正極端接吸引極，發(fā)射極接地會使電暈功率增加，同時(shí)收集電壓增加。