При отрицательной полярности иглы распределение напряженностей поля в промежутке иное

Электроны, возникшие в результате ударной ионизации вблизи иглы, передвигаются к плоскости. Однако, уйдя из области большой напряженности поля, электроны теряют свою скорость, значительная их часть захватывается молекулами кислорода, в результате чего образуются малоподвижные отрицательные ионы, рассеянные в пространстве. Менее подвижные положительные ионы образуют вблизи иглы положительный объёмный заряд

При такой полярности электродов напряженность поля, создаваемого положительным объёмным зарядом, усиливает напряженность поля внешнего источника вблизи иглы и ослабляет её в остальной части промежутка.

Это приводит к образованию видимой короны уже при небольшом приложенном напряжении, а развитие процесса ионизации в направлении плоскости затруднено, так как напряженность поля в основном промежутке значительно снижается. Поэтому пробивное напряжение увеличивается по сравнению с промежутком положительная игла – отрицательная плоскость в 2 - 2,5 раза.

Барьерный эффект

Существенное влияние объемного заряда на развитие разряда в промежутке с резконеравномерным полем используется на практике для увеличения разрядных напряжений изоляционных промежутков.

Это увеличение достигается помещением в промежуток барьеров из твердого диэлектрика (электрокартон, гетинакс и др.).

При положительном острие положительные ионы оседают на барьер и растекаются по его поверхности тем равномернее, чем дальше от острия расположен барьер.

Это приводит к более равномерному распределению напряженности в промежутке между барьером и плоскостью и, следовательно, к значительному увеличению разрядного напряжения.

При отрицательной полярности стержня электроны, двигаясь от острия, попадают на барьер, теряют скорость и большинство из них вместе с атомами кислорода становятся отрицательными ионами.

На барьере в этом случае появляется концентрированный отрицательный заряд, увеличивающий напряженность поля не только между положительным объемным зарядом у острия и барьером, но и во внешнем пространстве.

Поэтому при отрицательной полярности острия увеличение разрядного напряжения в промежутке при наличии барьера будет незначительным.

При расположении барьера в средней части промежутка, разрядные напряжения при отрицательной и положительной полярностях близки.

При расположении барьера в непосредственной близости от положительного острия роль его уменьшается вследствие резкой неравномерности распределения зарядов на барьере. Напряженность поля оказывается достаточной для того, чтобы ионизационные процессы проходили но другую сторону барьера.