Ionisation avec une tension sinusoïdale

[Amator]

Bonjour à tous,

En considérant une sphère connectée à une source de tension sinusoïdale.
Pour des valeurs de tension très élevée, l’air autours de la sphère s’ionise.

Ma question est : Est- ce que l’état ionisé de l’air suit scrupuleusement l’alternance sinusoïdale, c'est-à-dire est-ce que l’ionisation cesse lors du passage de la sinusoïde par zéro (et même avant), ou bien y a-t-il un halo rémanent d’air ionisé qui change de polarité au fil des alternances ?

En posant la question, je sens bien la réponse, de l’air ionisé à zéro volt, n’est plus ionisé…

M’enfin des fois qu’ il y ait des phénomènes surprenants ?

Par avance merci de vos réponses
-----

[albanxiii]

Bonjour,

Une fois qu'un atome ou une molécule est ionisé l'électron arraché et l'ion s'éloignent sous l'effet du champ électrique, donc ils n'ont quasiment aucune chance de se rencontrer à nouveau.
Par contre, ce même électron peut rencontrer un autre ion plus loin et se recombiner avec. Ou bien rencontrer une autre molécule et lui arracher un électron ou bien s'y coller pour faire un ion négatif.
Même en l'absence de champ électrique, il y a des ions dans l'air.

Donc, pour en revenir au début de votre question, en régime stationnaire, si on laisse fonctionner cette tension alternative pendant longtemps, on va avoir un état d'équilibre entre les ionisations et les recombinaisons.
Par contre, pour y mettre des chiffres et des ordres de grandeur, c'est une autre histoire qui va dépendre des détails de l'expérience.

[Amator]

en régime stationnaire, si on laisse fonctionner cette tension alternative pendant longtemps, on va avoir un état d'équilibre entre les ionisations et les recombinaisons.

Merci de la réponse.
Par contre j’ai du mal a en déduire une position tranchée. seul le qualitatif m'intéresse.
Dois je comprendre qu’en stationnaire, il subsiste un halo ionisé mais globalement neutre au zéro de l’alternance sinusoïdale ?

Intuitivement, je vois cela comme une sorte d’inertie a revenir a un état considérer non ionise même si j’ai bien entendu que l’air neutre est finalement comme ionisé , bien qu’il ne conduise pas l’électricité ,au fait ?

[gwgidaz]

Bonjour,

Un certain nombre de données manquent pour répondre à votre question.
Je peux vous donner quelques infos dans le cas particulier d'un sphère très petite, qui est en fait une pointe.
Le phénomène dépend essentiellement de la fréquence. Pour les fréquences basses ( dizaines de Hz...) , au cours de l' alternance négative, les ions O- créés ont le temps de s'éloigner , et même entraîner l'air avec eux. Ce qui fait que lorsque l'alternance positive arrive, ils sont trop loin pour revenir. Il se produit alors un phénomène analogue à celui produit par une tension continue négative, c'est à dire une charge d'espace qui subsiste loin de la source. Les ions négatifs finissent par rejoindre le sol ou les murs s'il s'agit d'un local fermé. Si on augmente la fréquence le flux d'air diminue et l'ionisation environnante aussi, les recombinaisons ont lieu près de la source, et produisent essentiellement de l'ozone.
Si vous voulez affiner le problème, il vous fait considérer la mobilité électrique des ions négatifs , de l'ordre de 2 . 10 E-4 M2 /V/S

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amator]

Merci de la réponse, je pressentais le truc mais j’étais incapable de le formaliser. La fréquence , bien sur !
Comme toujours une question simple est toujours plus vaste que prévu et entraîne de multiples questions.
Est-ce que l’Azote de l’air s’ionise aussi ?

On connaît les ioniseurs d’air pour leurs ions négatifs mais est ce qu’il peut y avoir création d’ions positifs avec un système fonctionnant en alternatif ?

[gwgidaz]

Bonjour,

L'azote de l'air s'ionise aussi. Il existe des montages ioniseurs à flux d'azote pour réduire la formation d'ozone.
Les ions positifs peuvent être aussi générés, je suppose sur certaines molécules d'eau, par exemple, ou sur de grosses molécules d'impuretés .
Avec une tension alternative, je ne sais pas....