Electrical Properties of Reversed-Polarity Ball Plasmoid Discharges

Abstract

Ball plasmoid discharges are a unique type of atmospheric-pressure plasma discharge with a lifetime on the order of a hundred milliseconds without attachment to a power source. These discharges are generated by a moderate current pulse over the surface of an aqueous electrolyte, and some consider the spherical plasmoid that results to bear some resemblance to ball lightning. This article presents the first analysis of the electrical properties of ball plasmoid discharges in a reversed-polarity configuration, i.e., with the central electrode serving as the anode rather than as the cathode. These experiments demonstrate that ball plasmoids can indeed be generated with either electrode polarity with similar observable properties. These results are contrary to what has previously been discussed in the literature and raise additional questions regarding formation mechanisms of ball plasmoids. Analysis of images and electrical measurements collected at various discharge energies show that two distinct processes occur during discharges with our circuitry and in this reversed-polarity configuration: the formation of spark channels between the anode and electrolyte, and the generation of streamers and a jet from the surface of the anode.

Исследование Величины И Механизма Образования Заряда Атмосферного Плазмоида

“…Электродные процессы в этих разрядах отличаются, поэтому не стоит ожидать, что свойства этих двух плазмоидов (далееплазмоиды типа A и B соответственно) будут полностью совпадать. Полярность типа A применяли в работах [5][6][7][8][9][18][19][20][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33][34], в работах [35][36][37][38] применяли полярность типа B.…”

“…Сразу после включения тока над центральным электродом 2 появляется ярко светящаяся плазменная струя 3. В англоязычной литературе для нее применяют термины " plasma channel" [28] и ' jet", причем последний термин применяют чаще [9,26,29,31,35]. В отечественной литературе применяли термин " струя" [32].…”

Investigation of the value and mechanism of atmospheric plasmoid charge formation

“…The electrode processes in these discharges differ, so it should not be expected that the properties of these two plasmoids (hereinafter referred to as the plasmoids of the type A and B, respectively) will completely coincide. The polarity of the type A was used un the works [5][6][7][8][9][18][19][20][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33][34], while the works [35][36][37][38] have used the polarity of the type B.…”

Влияние Магнитных И Электрических Полей На Динамику Образования Плазмоидов В Гатчинском Разряде

“…Ранее было отмечено [29], что только при отрицательной полярности центрального электрода достигались лучшие результаты при воспроизведении плазмоида. Подробно вопрос о влиянии полярности центрального электрода рассмотрен в [30], где предполагается дальнейшее исследование процессов как при отрицательной, так и при положительной полярности центрального электрода. Также в [30] был рассмотрен вопрос о форме центрального электрода, были получены плазмоиды с плоского центрального электрода и отмечено, что добавление воды на электрод не является необходимой процедурой для получения долгоживущих плазмоидов, что ранее в [2] также отмечалось.…”

“…Подробно вопрос о влиянии полярности центрального электрода рассмотрен в [30], где предполагается дальнейшее исследование процессов как при отрицательной, так и при положительной полярности центрального электрода. Также в [30] был рассмотрен вопрос о форме центрального электрода, были получены плазмоиды с плоского центрального электрода и отмечено, что добавление воды на электрод не является необходимой процедурой для получения долгоживущих плазмоидов, что ранее в [2] также отмечалось. Противоположное мнение, например в [31], состояло в том, что при добавлении воды на электрод создаются высокоэнергетические радикалы, которые способствуют более длитель-ному свечению плазмоидов.…”