5-MA'RUZA

ELEKTR ARC

Elektr yoyida yuzaga kelishi va fizik jarayonlar. Muhim oqimlar va kuchlanishlarda elektr zanjirini ochish divergent kontaktlar orasidagi elektr zaryadsizlanishi bilan birga keladi. Kontaktlar orasidagi havo bo'shlig'i ionlanadi va o'tkazuvchan bo'ladi va unda yoy yonadi. O'chirish jarayoni kontaktlarning zanglashiga olib keladigan havo bo'shlig'ini deionizatsiya qilish, ya'ni elektr zaryadini to'xtatish va dielektrik xususiyatlarni tiklashdan iborat. Maxsus sharoitlarda: past oqimlar va kuchlanishlar, oqim noldan o'tayotgan paytda o'zgaruvchan tok pallasida uzilish elektr zaryadsizlanishisiz sodir bo'lishi mumkin. Ushbu o'chirish uchqunsiz tanaffus deb ataladi.

Bo'shatish bo'shlig'idagi kuchlanish pasayishining gazlardagi elektr zaryadsizlanish oqimiga bog'liqligi rasmda ko'rsatilgan. 1.

Elektr yoyi yuqori isitma bilan birga keladi. Demak, yoy nafaqat elektr hodisasi, balki termal hodisa hamdir. Oddiy sharoitlarda havo yaxshi izolyator hisoblanadi. 1 sm havo bo'shlig'ini buzish uchun 30 kV kuchlanish talab qilinadi. Havo bo'shlig'ining o'tkazgichga aylanishi uchun unda zaryadlangan zarralarning ma'lum bir konsentratsiyasini yaratish kerak: erkin elektronlar va musbat ionlar. Neytral zarrachadan elektronlarning ajralishi va erkin elektronlar va musbat zaryadlangan ionlarning hosil bo'lishi jarayoni deyiladi. ionlanish. Ta'sir ostida gazning ionlanishi sodir bo'ladi yuqori harorat va elektr maydoni. Elektr qurilmalaridagi yoy jarayonlari uchun elektrodlardagi jarayonlar (termion va maydon emissiyasi) va yoy bo'shlig'idagi jarayonlar (issiqlik va zarba ionizatsiyasi) eng katta ahamiyatga ega.

Termion emissiyasi qizdirilgan sirtdan elektronlarning chiqishi deyiladi. Kontaktlar bir-biridan ajralib ketganda, kontakt sohasidagi kontakt qarshiligi va oqim zichligi keskin ortadi. Hudud qiziydi, eriydi va eritilgan metallning kontakt istmusi hosil bo'ladi. Kontaktlarning yanada uzoqlashishi bilan istmus buziladi va kontaktlarning metallining bug'lanishi sodir bo'ladi. Yoyning asosi va elektron nurlanish manbai bo'lib xizmat qiladigan salbiy elektrodda issiq maydon (katod nuqtasi) hosil bo'ladi. Termionik emissiya kontaktlar ochilganda elektr yoyi paydo bo'lishiga olib keladi. Termiyonik emissiya oqimining zichligi harorat va elektrod materialiga bog'liq.

Avtoelektron emissiyalar kuchli elektr maydoni ta'sirida katoddan elektron chiqarish hodisasi. Kontaktlar ochiq bo'lsa, ularga tarmoq kuchlanishi qo'llaniladi. Kontaktlar yopilganda, harakatlanuvchi kontakt statsionarga yaqinlashganda, kontaktlar orasidagi elektr maydon kuchi ortadi. Kontaktlar orasidagi kritik masofada maydon kuchi 1000 kV/mm ga etadi. Ushbu elektr maydon kuchi elektronlarni sovuq katoddan yirtib tashlash uchun etarli. Dala emissiya oqimi kichik va faqat boshlanishdir kamon zaryadsizlanishi.

Shunday qilib, ajralib chiqadigan kontaktlarda yoy zaryadining paydo bo'lishi termion va maydon elektronlari emissiyasining mavjudligi bilan izohlanadi. Kontaktlar yopilganda elektr yoyining paydo bo'lishi dala elektron emissiyasiga bog'liq.

Ta'sirli ionlanish elektronlar neytral zarracha bilan to'qnashganda erkin elektronlar va musbat ionlarning hosil bo'lishi deyiladi. Erkin elektron neytral zarrachani parchalaydi. Natijada yangi erkin elektron va musbat ion bo'ladi. Yangi elektron, o'z navbatida, keyingi zarrachani ionlashtiradi. Elektron gaz zarrachasini ionlashi uchun u ma'lum tezlikda harakatlanishi kerak. Elektronning tezligi o'rtacha erkin yo'l bo'ylab potentsiallar farqiga bog'liq. Shuning uchun, odatda, elektronning harakat tezligi emas, balki elektron kerakli tezlikni olishi uchun erkin yo'l uzunligi bo'ylab minimal potentsiallar farqi ko'rsatiladi. Bu potentsial farq ionlanish potensiali deb ataladi. Gaz aralashmasining ionlanish potentsiali gaz aralashmasi tarkibiga kiradigan komponentlarning eng past ionlanish potentsiali bilan belgilanadi va komponentlarning konsentratsiyasiga juda bog'liq emas. Gazlar uchun ionlanish potentsiali 13÷16V (azot, kislorod, vodorod), metall bug'lari uchun u taxminan ikki marta past: mis bug'lari uchun 7,7V.

Termal ionlanish yuqori harorat ta'sirida yuzaga keladi. Ark barrelining harorati 4000÷7000 K ga, ba'zan esa 15000 K ga etadi. Bu haroratda harakatlanuvchi gaz zarralarining soni va tezligi keskin ortadi. Ular to'qnashganda atomlar va molekulalar yo'q bo'lib, zaryadlangan zarrachalarni hosil qiladi. Termal ionlanishning asosiy xarakteristikasi ionlanish darajasi bo'lib, bu ionlangan atomlar sonining yoy bo'shlig'idagi atomlarning umumiy soniga nisbati. Olingan kamon zaryadini etarli miqdordagi erkin zaryad bilan ushlab turish termal ionizatsiya bilan ta'minlanadi.

Yoydagi ionlanish jarayonlari bilan bir vaqtda teskari jarayonlar sodir bo'ladi deionizatsiya- zaryadlangan zarralarning qayta birlashishi va neytral molekulalarning hosil bo'lishi. Yoy sodir bo'lganda, doimiy yonib turgan yoyda ionlanish jarayonlari ustunlik qiladi, deionizatsiya jarayonlari ustunlik qilganda, yoy o'chadi;

Deionizatsiya asosan rekombinatsiya va diffuziya orqali sodir bo'ladi. Rekombinatsiya turli zaryadlangan zarralarning neytral zarrachalar hosil qilish uchun aloqa qilish jarayonidir. Diffuziya zaryadlangan zarralar - zaryadlangan zarralarni yoy bo'shlig'idan atrofdagi bo'shliqqa olib tashlash jarayoni, bu esa yoyning o'tkazuvchanligini pasaytiradi. Diffuziya ham elektr, ham termal omillar ta'sirida yuzaga keladi. Yoy milidagi zaryadlarning zichligi periferiyadan markazga oshadi. Buni hisobga olgan holda, u yaratilgan elektr maydoni, ionlarning markazdan periferiyaga o'tishi va yoy hududini tark etishiga olib keladi. Ark o'qi va uning atrofidagi bo'shliq o'rtasidagi harorat farqi ham xuddi shu yo'nalishda harakat qiladi. Stabillashgan va erkin yonayotgan yoyda diffuziya ahamiyatsiz rol o'ynaydi. Siqilgan havo bilan puflangan yoyda, shuningdek, tez harakatlanuvchi ochiq yoyda, diffuziya tufayli deionizatsiya qiymati rekombinatsiyaga yaqin bo'lishi mumkin. Tor bo'shliqda yonayotgan yoyda yoki yopiq kamera, rekombinatsiya tufayli deionizatsiya sodir bo'ladi.

ELEKTR ARQ BO'YICHA VOLTAJ TUSHISHI

Statsionar yoy bo'ylab kuchlanishning pasayishi notekis taqsimlanadi. Voltaj pasayishining o'zgarishi sxemasi U d va bo'ylama kuchlanish gradienti (yoy uzunligi birligiga kuchlanish pasayishi) E d yoy bo'ylab rasmda ko'rsatilgan. 2.

Xususiyatlarning rivojlanishi U d Va E d elektrodga yaqin hududlarda yoyning qolgan qismidagi xarakteristikalar kursidan keskin farq qiladi. Elektrodlarda, katodga yaqin va anodga yaqin hududlarda, taxminan 10-3 mm bo'shliqda, katodga yaqin deb ataladigan keskin kuchlanish pasayishi kuzatiladi. U Kimga va anod U A . IN katod mintaqada, ularning yuqori harakatchanligi tufayli elektronlarning etishmasligi hosil bo'ladi. Ushbu sohada musbat hajmli zaryad hosil bo'ladi, bu esa potentsial farqni keltirib chiqaradi U Kimga, taxminan 10÷20V. Katod hududidagi maydon kuchi 10 5 V / sm ga etadi va maydon emissiyasi tufayli katoddan elektronlarning chiqishini ta'minlaydi.

Bundan tashqari, katoddagi kuchlanish katodni isitish va termion emissiyani ta'minlash uchun zarur energiyani chiqarishni ta'minlaydi. Guruch. 2. Bo'ylab kuchlanish taqsimoti statsionar yoy

IN DC anod U A. Anod tomon yo'nalgan elektronlar tezlashadi va anod yaqinida mavjud bo'lgan ikkilamchi elektronlarni anoddan chiqarib tashlaydi.

Anodga yaqin va katodga yaqin kuchlanish pasayishining umumiy qiymatiga yaqin elektrod kuchlanishining pasayishi deyiladi:
va 20-30V.

Arkning qolgan qismida, kamon mili deb ataladi, kuchlanish pasayishi U d yoy uzunligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional:

,

Qayerda E ST- yoy milidagi uzunlamasına kuchlanish gradienti, l ST- kamon barrel uzunligi.

Bu erda gradient magistral bo'ylab doimiydir. U ko'p omillarga bog'liq va keng miqyosda o'zgarishi mumkin, 100÷200 V/sm ga etadi.

Shunday qilib, yoy bo'shlig'idagi kuchlanish pasayishi:

DC ELEKTR ARK BARQARORLIGI

To'g'ridan-to'g'ri elektr yoyini o'chirish uchun yoy bo'shlig'idagi deionizatsiya jarayonlari barcha joriy qiymatlarda ionizatsiya jarayonlaridan oshib ketadigan sharoitlarni yaratish kerak.

Qarshilikni o'z ichiga olgan sxema (3-rasm) uchun R, induktivlik L, kuchlanish pasayishi bilan boshq bo'shlig'i U d, doimiy kuchlanish manbai U, o'tish rejimida ( ) Kirxgof tenglamasi o‘rinli: , (1) Qayerda - oqim o'zgarganda indüktans bo'ylab kuchlanish pasayishi. Doimiy yonib turgan yoy bilan (statsionar holat ) ifoda (1) quyidagi shaklni oladi: . (2) Yoyni o'chirish uchun undagi oqim doimo kamayishi kerak. Bu shuni anglatadiki :

Mening blogimga tashrif buyuruvchilarga salom. Bugungi maqolaning mavzusi - elektr yoyi va elektr yoyidan himoya qilish. Mavzu tasodifiy emas, men Sklifosovskiy kasalxonasidan yozyapman. Sababini taxmin qila olasizmi?

Elektr yoyi nima

Bu gazdagi elektr zaryadsizlanishining turlaridan biri (fizik hodisa). U shuningdek deyiladi - Ark deşarj yoki Voltaik yoy. Ionlangan, elektr kvazi-neytral gazdan (plazmadan) iborat.

Ikki elektrod o'rtasida kuchlanish kuchayganda yoki bir-biriga yaqinlashganda paydo bo'lishi mumkin.

Haqida qisqacha xususiyatlari: elektr yoy harorati, 2500 dan 7000 ° S gacha. Biroq, past harorat emas. Metalllarning plazma bilan o'zaro ta'siri isitish, oksidlanish, erish, bug'lanish va boshqa turdagi korroziyaga olib keladi. Yengil nurlanish, portlovchi va zarba to'lqinlari, o'ta yuqori harorat, yong'in, ozon va karbonat angidridning chiqishi bilan birga.

Internetda elektr yoyi nima ekanligi, uning xususiyatlari qanday ekanligi haqida juda ko'p ma'lumotlar mavjud, agar siz batafsilroq ma'lumotga qiziqsangiz, ko'rib chiqing. Masalan, ru.wikipedia.org saytida.

Endi mening baxtsiz hodisam haqida. Bunga ishonish qiyin, lekin 2 kun oldin men bu hodisaga to'g'ridan-to'g'ri duch keldim va muvaffaqiyatsiz bo'ldi. Bu shunday bo'ldi: 21-noyabr kuni ish joyida menga lampalarni ulash qutisiga ulash va keyin ularni tarmoqqa ulash topshirildi. Simlarni ulashda hech qanday muammo yo'q edi, lekin men qalqonga ko'tarilganimda, ba'zi qiyinchiliklar paydo bo'ldi. Uyda androidni unutganim achinarli, elektr panelni suratga olmadim, aks holda aniqroq bo'lardi. Balki ishga qaytganimda ko'proq ish qilardim. Shunday qilib, qalqon juda eski edi - 3 faza, nol avtobus (shuningdek, topraklama deb ataladi), 6 o'chirgich va paketli kalit (bu oddiy tuyulardi), vaziyat dastlab ishonchni ilhomlantirmadi. Men nol avtobusi bilan uzoq vaqt kurashdim, chunki barcha murvatlar zanglagan edi, shundan so'ng fazani mashinaga osongina o'rnatdim. Hammasi yaxshi, lampalarni tekshirdim, ular ishlaydi.

Shundan so'ng, men simlarni ehtiyotkorlik bilan yotqizish va uni yopish uchun kommutatorga qaytib keldim. Shuni ta'kidlashni istardimki, elektr paneli ~2 metr balandlikda, tor o'tish joyida joylashgan edi va unga borish uchun men narvondan (zinapoyadan) foydalandim. Simlarni yotqizayotganda men boshqa mashinalarning kontaktlarida uchqunlarni topdim, bu esa lampalarning miltillashiga olib keldi. Shunga ko'ra, men barcha kontaktlarni tortib oldim va qolgan simlarni tekshirishni davom ettirdim (bir marta buni qilish va yana qaytib kelmaslik uchun). Xaltadagi bitta kontaktda yuqori harorat borligini bilib, men ham uni kengaytirishga qaror qildim. Men tornavida oldim, uni vintga suyandim, aylantirdim, portlash! Portlash, chaqnash sodir bo'ldi, men orqaga otildim, devorga urildim, erga yiqildim, hech narsa ko'rinmadi (ko'r bo'ldi), qalqon portlashdan va g'uvillashdan to'xtamadi. Himoya nima uchun ishlamaganini bilmayman. Menga uchqunlar tushayotganini his qilib, tashqariga chiqishim kerakligini angladim. Men emaklab, tegib chiqdim. Bu tor yo'lakdan chiqib, sherigiga qo'ng'iroq qila boshladi. O'sha paytda men buni o'zim bilan his qildim o'ng qo'l(Men unga tornavida tutdim) nimadir noto'g'ri edi, men dahshatli og'riqni his qildim.

Sherigim bilan birgalikda birinchi tibbiy yordam punktiga yugurishimiz kerak deb qaror qildik. O'ylaymanki, keyin nima bo'lganini aytishga arzimaydi, men faqat ukol qildim va kasalxonaga bordim. Men uzoq qisqa tutashuvning dahshatli ovozini hech qachon unutmayman - qichishish tovushi bilan.

Hozir men kasalxonadaman, tizzamda siqish bor, shifokorlar meni elektr toki urishgan deb o'ylashadi, bu chiqish yo'li, shuning uchun ular yuragimni kuzatib borishmoqda. Men zarba bermaganimga ishonaman, lekin qo'limning kuyishi qisqa tutashuv paytida sodir bo'lgan elektr yoyidan kelib chiqqan.

Men u erda nima bo'lganini, nima uchun qisqa tutashuv sodir bo'lganini hali bilmayman, men o'ylaymanki, vint burilganda, kontaktning o'zi siljidi va fazadan fazaga qisqa tutashuv sodir bo'ldi yoki paketli kalitning orqasida yalang'och sim bor edi. va vint yaqinlashganda, a elektr yoyi. Ular buni aniqlab olishsa, keyinroq bilib olaman.

Jin ursin, men bandaj olgani bordim, ular qo'limni shunchalik o'rashdiki, hozir chap qo'lim bilan yozyapman)))

Men bintsiz suratga tushmadim; bu juda yoqimsiz ko'rinish edi. Men yangi boshlanuvchi elektrchilarni qo'rqitmoqchi emasman...

Elektr yoyidan qanday himoya choralari meni himoya qilishi mumkin? Internetni tahlil qilgandan so'ng, men elektr inshootlarida odamlarni elektr yoylaridan himoya qilishning eng mashhur vositasi issiqlikka chidamli kostyum ekanligini ko'rdim. IN Shimoliy Amerika Siemens kompaniyasining maxsus mashinalari juda mashhur bo'lib, ular ham elektr yoyi, ham maksimal oqimdan himoya qiladi. Rossiyada hozirgi vaqtda bunday mashinalar faqat yuqori voltli podstansiyalarda qo'llaniladi. Mening holatimda, men uchun dielektrik qo'lqop etarli bo'ladi, lekin ulardagi lampalarni qanday ulash haqida o'ylab ko'ring? Bu juda noqulay. Shuningdek, ko'zlaringizni himoya qilish uchun xavfsizlik ko'zoynaklaridan foydalanishni tavsiya etaman.

Elektr inshootlarida elektr yoyiga qarshi kurash vakuum va moy kalitlari, shuningdek elektromagnit bobinlar bilan birga yoyni o'chirish kameralari yordamida amalga oshiriladi.

Hammasi shumi? Yo'q! O'zingizni elektr yoyidan himoya qilishning eng ishonchli usuli, menimcha, stressni bartaraf etish ishi . Siz haqingizda bilmayman, lekin men endi kuchlanish ostida ishlamayman ...

Bu mening maqolam uchun elektr yoyi Va kamon himoyasi tugaydi. Qo'shadigan narsangiz bormi? Fikr qoldiring.

Elektr boshq manbai printsipi payvandlash elektrodi va metall ishlov beriladigan qism o'rtasida sodir bo'ladigan elektr tokining haroratidan foydalanishga asoslangan.

Havo bo'shlig'ining elektr buzilishi tufayli boshq zaryadsizlanishi hosil bo'ladi. Bu hodisa sodir bo'lganda, gaz molekulalari ionlanadi, uning harorati va elektr o'tkazuvchanligi ortadi va plazma holatiga o'tadi.

Payvandlash yoyining yonishi ko'p miqdorda yorug'lik va ayniqsa issiqlik energiyasining chiqishi bilan birga keladi, buning natijasida harorat keskin ko'tariladi va ishlov beriladigan metallning mahalliy erishi sodir bo'ladi. Bu payvandlash.

Ish paytida, yoyning zaryadsizlanishini boshlash uchun, ishlov beriladigan qism elektrod bilan qisqa vaqtga tegadi, ya'ni qisqa tutashuv hosil bo'ladi, so'ngra metall kontaktni uzib, kerakli havo bo'shlig'ini o'rnatadi. Shu tarzda, payvandlash yoyining optimal uzunligi tanlanadi.

Juda qisqa deşarj bilan elektrod ishlov beriladigan qismga yopishishi mumkin, erish juda qizg'in sodir bo'ladi, bu esa sarkma shakllanishiga olib kelishi mumkin. Uzoq yoy yonishning beqarorligi va payvandlash zonasida etarli darajada yuqori harorat bilan tavsiflanadi.

Payvandlash yoyining beqarorligi va ko'rinadigan egriligi ko'pincha juda katta qismlarga ega bo'lgan sanoat payvandlash moslamalarining ishlashi paytida kuzatilishi mumkin. Ushbu hodisa magnit zarba deb ataladi.

Uning mohiyati shundan iboratki, payvandlash yoyi oqimi ma'lum bir magnit maydon hosil qiladi, bu esa massiv ishlov beriladigan qismdan o'tadigan oqim tomonidan yaratilgan magnit maydon bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Ya'ni, yoyning burilishiga magnit kuchlar sabab bo'ladi. Jarayon puflash deb ataladi, chunki yoy shamol ta'sirida go'yo burilib ketgan.

Ushbu hodisaga qarshi kurashishning radikal usullari yo'q. Magnit portlashning ta'sirini kamaytirish uchun qisqartirilgan yoy bilan payvandlash qo'llaniladi va elektrod ham ma'lum bir burchak ostida joylashtiriladi.

Yonish muhiti

Xususiyatlari va parametrlari bo'yicha bir-biridan farq qiluvchi elektr boshq deşarjlaridan foydalanadigan bir nechta turli xil payvandlash texnologiyalari mavjud. Elektr payvandlash yoyi quyidagi turlarga ega:

• ochiq. Chiqarish to'g'ridan-to'g'ri atmosferada sodir bo'ladi;
• yopiq. Yonish paytida hosil bo'lgan yuqori harorat yonish oqimidan gazlarning ko'p miqdorda chiqishiga olib keladi. Flux payvandlash elektrodlarining qoplamasida mavjud;
• himoya gaz muhitida. Ushbu variantda gaz payvandlash zonasiga, ko'pincha geliy, argon yoki karbonat angidridga beriladi.

Atmosfera kislorodi ta'sirida erituvchi metallning faol oksidlanishini oldini olish uchun payvandlash zonasini himoya qilish kerak.

Oksid qatlami uzluksiz chok hosil bo'lishiga to'sqinlik qiladi, qo'shimchadagi metall gözenekli bo'lib qoladi, natijada qo'shilishning mustahkamligi va zichligi pasayadi.

Ma'lum darajada, yoyning o'zi hududning shakllanishi tufayli yonish zonasida mikroiqlim yaratishga qodir. yuqori qon bosimi, atmosfera havosining oqimini oldini olish.

Oqimdan foydalanish payvandlash zonasidan havoni faolroq siqib chiqarish imkonini beradi. Bosim ostida etkazib beriladigan himoya gazlardan foydalanish bu muammoni deyarli to'liq hal qiladi.

Bo'shatish muddati

Himoya mezonlariga qo'shimcha ravishda, kamon zaryadsizlanishi davomiyligi bo'yicha tasniflanadi. Yoyning yonishi impulsli rejimda sodir bo'ladigan jarayonlar mavjud.

Bunday qurilmalarda payvandlash qisqa portlashlarda amalga oshiriladi. Epidemiya paytida harorat mahalliy erish uchun etarli bo'lgan qiymatga ko'tariladi kichik zona, unda nuqta aloqasi hosil bo'ladi.

Amaldagi payvandlash texnologiyalarining ko'pchiligi nisbatan uzoq yoyni yoqish vaqtini ishlatadi. Payvandlash jarayonida elektrod doimiy ravishda birlashtirilayotgan qirralarning bo'ylab harakatlanadi.

Mintaqa ko'tarilgan harorat, yaratish, elektroddan keyin harakat qiladi. Payvandlash elektrodini harakatga keltirgandan so'ng va shuning uchun kamon zaryadsizlanishi, o'tadigan joyning harorati pasayadi, payvand chovgumining kristallanishi va kuchli chok hosil bo'lishi sodir bo'ladi.

Ark tushirish tuzilishi

Arkni tushirish maydoni shartli ravishda uch qismga bo'linadi. Qutblarga (anod va katod) bevosita qo'shni bo'lgan joylar mos ravishda anod va katod deb ataladi.

Anod va katod hududlari o'rtasida joylashgan yoy razryadning markaziy qismi yoy ustuni deb ataladi. Payvandlash yoyi zonasidagi harorat bir necha ming darajaga yetishi mumkin (7000 ° S gacha).

Issiqlik metallga to'liq o'tmagan bo'lsa-da, eritish uchun juda etarli. Shunday qilib, taqqoslash uchun po'latning erish nuqtasi 1300-1500 ° S ni tashkil qiladi.

Ark oqimining barqaror yonishini ta'minlash uchun bu kerak quyidagi shartlar: kamon kuchlanishini 15 dan 40 voltgacha ushlab turganda, 10 Amperlik oqimning mavjudligi (bu minimal qiymat, maksimal 1000 Amperga yetishi mumkin).

Bu kuchlanishning pasayishi yoy zaryadsizlanishida sodir bo'ladi. Ark zonalari bo'ylab kuchlanishning taqsimlanishi notekis. Qo'llaniladigan kuchlanishning ko'p qismi anodik va katod zonalarida sodir bo'ladi.

, da eng katta kuchlanish pasayishi katod zonasida kuzatilishi eksperimental ravishda aniqlangan. Yoyning bu qismida eng yuqori harorat gradienti kuzatiladi.

Shuning uchun, payvandlash jarayonining polaritesini tanlashda, uning haroratini oshirib, uning eng katta erishiga erishmoqchi bo'lganlarida, katod elektrodga ulanadi. Aksincha, ishlov beriladigan qismning chuqurroq kirib borishi uchun unga katod biriktirilgan. Ark ustunida kuchlanishning eng kichik qismi tushadi.

Iste'mol qilinadigan elektrod bilan payvandlashda katod kuchlanishining pasayishi anodikdan kamroq bo'ladi, ya'ni yuqori harorat zonasi anod tomon siljiydi.

Shuning uchun, ushbu texnologiya bilan ishlov beriladigan qism anodga ulanadi, bu yaxshi isitilishi va iste'mol qilinmaydigan elektrodni haddan tashqari haroratdan himoya qilishni ta'minlaydi.

Harorat zonalari

Shuni ta'kidlash kerakki, har qanday turdagi payvandlashda, sarflanadigan va sarflanmaydigan elektrod bilan, boshq ustuni (uning markazi) eng yuqori haroratga ega - taxminan 5000-7000 ° S, ba'zan esa undan yuqori.

Eng past harorat zonalari faol hududlardan birida, katod yoki anodda joylashgan. Bu zonalarda yoy issiqligining 60-70% ni chiqarish mumkin.

Ish qismi va payvandlash elektrodining haroratining keskin oshishiga qo'shimcha ravishda, razryad infraqizil va ultrabinafsha to'lqinlarni chiqaradi, bu zararli ta'sir payvandchining tanasida. Bu himoya choralarini qo'llashni talab qiladi.

O'zgaruvchan tok bilan payvandlashga kelsak, u erda polarit tushunchasi mavjud emas, chunki anod va katodning holati sanoat chastotasida sekundiga 50 tebranishda o'zgaradi.

Ushbu jarayondagi yoy to'g'ridan-to'g'ri oqimga nisbatan kamroq barqaror, uning harorati o'zgarib turadi. Muqobil oqim yordamida payvandlash jarayonlarining afzalliklari oddiyroq va arzonroq uskunalarni va hatto yuqorida aytib o'tilgan magnit portlash kabi hodisaning deyarli to'liq yo'qligini o'z ichiga oladi.

Oqim kuchlanishining xarakteristikasi

Grafikda quvvat manbai kuchlanishining payvandlash oqimiga bog'liqligi ko'rsatilgan, bu payvandlash jarayonining oqim kuchlanish xususiyatlari deb ataladi.

Qizil egri chiziqlar payvandlash yoyining qo'zg'alishi va uning barqaror yonishi fazalarida elektrod va ishlov beriladigan qism o'rtasidagi kuchlanishning o'zgarishini ko'rsatadi. Egri chiziqlarning boshlang'ich nuqtalari kuchlanishga mos keladi bo'sh tezlik quvvatlantirish manbai.

Ayni paytda payvandchi kamon zaryadsizlanishini boshlaydi, kuchlanish kamon parametrlari barqarorlashgunga qadar keskin pasayadi, payvandlash oqimining qiymati ishlatiladigan elektrodning diametriga, quvvat manbai kuchiga va to'plamga qarab o'rnatiladi. yoy uzunligi.

Ushbu davrning boshlanishi bilan kamon kuchlanishi va harorat barqarorlashadi va butun jarayon barqaror bo'ladi.

Elektr yoyi - bu gazlar va bug'larning yuqori ionlangan aralashmasidagi energiya bilan ta'minlangan elektrodlar orasidagi kuchli, uzoq muddatli elektr zaryadsizlanishi. Bo'shatish zonasida yuqori gaz harorati va yuqori oqim bilan tavsiflanadi.

Elektrodlar AC manbalariga ulangan ( payvandlash transformatori) yoki to'g'ridan-to'g'ri oqim (payvandlash generatori yoki rektifikator) to'g'ridan-to'g'ri va teskari polariteli.

To'g'ridan-to'g'ri tok bilan payvandlashda musbat qutbga ulangan elektrodga anod, manfiy qutbga esa katod deyiladi. Elektrodlar orasidagi bo'shliq yoy bo'shlig'i mintaqasi yoki yoy oralig'i deb ataladi (3.4-rasm). Ark bo'shlig'i odatda 3 ta xarakterli maydonga bo'linadi:

1. anodga ulashgan anod hududi;
2. katod hududi;
3. yoy ustuni.

Har qanday kamon ateşlemesi qisqa tutashuv bilan boshlanadi, ya'ni. elektrodning mahsulot bilan ulanishidan. Bunday holda, U d = 0 va oqim I max = I qisqa tutashuvi. Qisqa tutashuv joyida katod nuqtasi paydo bo'ladi, bu kamon zaryadining mavjudligi uchun ajralmas (zarur) shartdir. Elektrod chiqarilganda, hosil bo'lgan suyuq metall cho'ziladi, qizib ketadi va harorat qaynash nuqtasiga etadi - yoy qo'zg'atiladi (yonadi).

Yoyni ionlanish tufayli elektrodlar bilan aloqa qilmasdan yoqish mumkin, ya'ni. osilatorlar tomonidan kuchlanishni oshirish orqali dielektrik havo (gaz) bo'shlig'ining buzilishi (argon boshq manbai).

Ark oralig'i ionlashtirilgan bo'lishi kerak bo'lgan dielektrik muhitdir.

Yoy razryadning mavjudligi uchun U d = 16÷60 V o'tish etarli elektr toki havo (yoy) bo'shlig'i orqali faqat elektronlar (elementar manfiy zarralar) va ionlar mavjud bo'lganda mumkin: musbat (+) ionlar - elementlarning barcha molekulalari va atomlari (me metallar osonroq shakllanadi); manfiy (-) ionlar - F, Cr, N 2, O 2 va elektronlarga yaqinligi bo'lgan boshqa elementlarni osonroq hosil qiladi e.

3.4-rasm – Yoyni yoqish diagrammasi

Yoyning katod mintaqasi yoy bo'shlig'idagi gazlarni ionlashtiruvchi elektronlar manbai hisoblanadi. Katoddan ajralib chiqqan elektronlar elektr maydoni ta'sirida tezlashadi va katoddan uzoqlashadi. Shu bilan birga, ushbu maydon ta'sirida + ionlari katodga yo'naltiriladi:

U d = U k + U c + U a;

Anod mintaqasi sezilarli darajada katta hajmga ega U a< U к.

Ark ustuni - yoy bo'shlig'ining asosiy qismi elektronlar, + va – ionlari va neytral atomlar (molekulalar) aralashmasidir. Yoy ustuni neytral:

∑charge.neg. = ∑musbat zarrachalarning zaryadlari.

Statsionar yoyni saqlash uchun energiya IP quvvat manbaidan keladi.

To'g'ridan-to'g'ri tok bilan payvandlashda turli xil haroratlar, anodik va katod zonalarining o'lchamlari va turli xil issiqlik miqdori to'g'ridan-to'g'ri va teskari qutblanish mavjudligini aniqlaydi:

Q a > Q k; Ua< U к.

• katta metall qalinligining chekkalarini isitish uchun katta miqdorda issiqlik talab qilinganda, to'g'ridan-to'g'ri polarit ishlatiladi (masalan, sirt qo'yishda);
• haddan tashqari qizib ketishga yo'l qo'ymaydigan payvandlanadigan yupqa devorli metallar uchun teskari polarit (elektrodda +).

Elektr yoyi.

Kontakt qurilmasi tomonidan kontaktlarning zanglashiga olib kelishi plazma ko'rinishi bilan tavsiflanadi, u o'zaro aloqa bo'shlig'ini elektr tokining o'tkazgichidan izolyatorga aylantirish jarayonida gazni tushirishning turli bosqichlaridan o'tadi.

0,5-1 A dan yuqori oqimlarda yoyni tushirish bosqichi paydo bo'ladi (maydon 1 )(1-rasm); oqim pasayganda, katodda (mintaqada) porlash oqimi paydo bo'ladi 2 ); keyingi bosqich (hudud 3 ) – Townsend oqindisi, va nihoyat, mintaqa 4 - izolyatsiya bosqichi, bunda elektr tokining tashuvchilari - elektronlar va ionlar - ionlanish natijasida hosil bo'lmaydi, lekin faqat atrof-muhitdan kelib chiqishi mumkin.

Guruch. 1. Gazlarda elektr razryadlanish bosqichlarining tok kuchlanish xarakteristikalari

Egri chiziqning birinchi bo'limi yoy zaryadidir (maydon 1) - elektrodlardagi past kuchlanishning pasayishi va yuqori oqim zichligi bilan tavsiflanadi. Oqim kuchayganda, kamon oralig'idagi kuchlanish birinchi navbatda keskin pasayadi va keyin biroz o'zgaradi.

Ikkinchi bo'lim (mintaqa 2 ) porlash razryad hududini ifodalovchi egri chiziq katodda yuqori kuchlanish pasayishi (250 - 300 V) va past oqimlar bilan tavsiflanadi. Oqim kuchayganda, tushirish oralig'idagi kuchlanish pasayishi ortadi.

Townsend oqindi (viloyat 3 ) yuqori kuchlanishlarda juda past oqim qiymatlari bilan tavsiflanadi.

Elektr yoyi yuqori harorat bilan birga keladi va bu harorat bilan bog'liq. Demak, yoy nafaqat elektr hodisasi, balki termal hodisa hamdir.

Oddiy sharoitlarda havo yaxshi izolyator hisoblanadi. Shunday qilib, 1 sm havo bo'shlig'ini sindirish uchun kamida 30 kV kuchlanish qo'llanilishi kerak. Havo bo'shlig'ining o'tkazgichga aylanishi uchun unda zaryadlangan zarralarning ma'lum bir kontsentratsiyasini yaratish kerak: salbiy - asosan erkin elektronlar va ijobiy - ionlar. Neytral zarrachadan bir yoki bir nechta elektronni ajratib, erkin elektron va ionlar hosil qilish jarayoni deyiladi ionlanish

Gazning ionlanishi yorug'lik, rentgen nurlari, yuqori harorat, elektr maydoni ta'sirida va boshqa bir qator omillar ta'sirida paydo bo'lishi mumkin. Elektr qurilmalaridagi yoy jarayonlari uchun quyidagilar katta ahamiyatga ega: elektrodlarda sodir bo'ladigan jarayonlardan - termion va maydon emissiyasi va yoy bo'shlig'ida sodir bo'ladigan jarayonlardan - termal ionlanish va surish ionlashuvi.

Oqim bilan kontaktlarning zanglashiga olib, yopish va ochish uchun mo'ljallangan elektr kommutatsiya qurilmalarida, o'chirilganda, gazda porlash yoki yoy shaklida oqim paydo bo'ladi. O'chirilgan oqim 0,1 A dan past bo'lganda va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish 250 - 300 V ga yetganda porlash deşarj sodir bo'ladi. Bunday zaryadsizlanish kam quvvatli o'rni kontaktlarida yoki shakldagi zaryadga o'tish bosqichida sodir bo'ladi. elektr yoyidan.

Yoyli razryadning asosiy xossalari.

1) Arkning zaryadsizlanishi faqat yuqori oqimlarda sodir bo'ladi; metallar uchun minimal yoy oqimi taxminan 0,5 A ni tashkil qiladi;

2) Yoyning markaziy qismining harorati juda yuqori va qurilmalarda 6000 - 18000 K ga etishi mumkin;

3) Katoddagi tok zichligi nihoyatda yuqori va 10 2 – 10 3 A/mm 2 ga etadi;

4) Katoddagi kuchlanishning pasayishi atigi 10 - 20 V ni tashkil qiladi va amalda oqimga bog'liq emas.

Yoyli razryadda uchta xarakterli mintaqani ajratish mumkin: katod yaqinida, yoy ustunining mintaqasi (yoy o'qi) va anod yaqinida (2-rasm).

Ushbu sohalarning har birida ionlanish va deionizatsiya jarayonlari u erda mavjud bo'lgan sharoitlarga qarab turlicha boradi. Ushbu uchta hududdan o'tadigan oqim bir xil bo'lganligi sababli, ularning har birida sodir bo'lishini ta'minlaydigan jarayonlar sodir bo'ladi. kerakli miqdor to'lovlar.

Guruch. 2. Statsionar doimiy yoyda kuchlanish va elektr maydon kuchini taqsimlash

Termion emissiyasi. Termionik emissiya - bu qizdirilgan sirtdan elektronlar chiqarish hodisasi.

Kontaktlar bir-biridan ajralib ketganda, oxirgi aloqa sohasidagi kontakt qarshiligi va oqim zichligi keskin ortadi. Bu maydon erish harorati va kontaktlarning yanada divergentsiya bilan buzadi erigan metall, bir kontakt istmus shakllantirish uchun isitiladi. Bu erda kontakt metall bug'lanadi. Manfiy elektrodda katod nuqtasi (issiq maydon) deb ataladigan joy hosil bo'lib, u yoyning asosi va kontaktning birinchi ajralish momentida elektron nurlanish manbai bo'lib xizmat qiladi. Termiyonik emissiya oqimining zichligi harorat va elektrod materialiga bog'liq. U kichik va elektr yoyini yaratish uchun etarli bo'lishi mumkin, lekin uni yoqish uchun etarli emas.

Avtoelektron emissiyalar. Bu kuchli elektr maydoni ta'sirida katoddan elektronlarning chiqishi hodisasi.

Elektr zanjirining uzilish nuqtasi o'zgaruvchan kondansatör sifatida ifodalanishi mumkin. Dastlabki momentdagi sig'im cheksizlikka teng, keyin kontaktlarning ajralishi bilan kamayadi. Devrenning qarshiligi orqali bu kondansatör zaryadlanadi va undagi kuchlanish asta-sekin noldan tarmoq kuchlanishiga oshadi. Shu bilan birga, kontaktlar orasidagi masofa ortadi. Kuchlanishning ko'tarilishi paytida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan maydon kuchi 100 MV / sm dan oshadigan qiymatlardan o'tadi. Bunday elektr maydon kuchlari elektronlarni sovuq katoddan yirtib tashlash uchun etarli.

Dala emissiya oqimi ham juda kichik va faqat yoy zaryadining rivojlanishining boshlanishi bo'lib xizmat qilishi mumkin.

Shunday qilib, ajralib chiqadigan kontaktlarda yoy zaryadining paydo bo'lishi termion va maydon elektronlari emissiyasining mavjudligi bilan izohlanadi. Bir yoki boshqa omillarning ustunligi o'zgaruvchan tokning qiymatiga, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan materialiga va sirtining tozaligiga, ularning ajralib chiqish tezligiga va boshqa bir qator omillarga bog'liq.

Bosish orqali ionlanish. Agar erkin elektron etarli tezlikka ega bo'lsa, u neytral zarracha (atom va ba'zan molekula) bilan to'qnashganda, undan elektronni chiqarib yuborishi mumkin. Natijada yangi erkin elektron va musbat ion bo'ladi. Yangi olingan elektron, o'z navbatida, keyingi zarrachani ionlashtirishi mumkin. Bunday ionlanish surish ionlashuvi deb ataladi.

Elektron gaz zarrachasini ionlashi uchun u ma'lum tezlikda harakatlanishi kerak. Elektronning tezligi uning erkin yo'lidagi potentsiallar farqiga bog'liq. Shuning uchun, odatda, elektronning harakat tezligi emas, balki erkin yo'lning uzunligi bo'ylab mavjud bo'lishi kerak bo'lgan potentsial farqning minimal qiymati ko'rsatiladi, shunda elektron yo'lning oxirigacha kerakli tezlikni oladi. . Bu potentsial farq deyiladi ionlanish potentsiali.

Gazlar uchun ionlanish potentsiali 13 - 16 V (azot, kislorod, vodorod) va 24,5 V gacha (metall bug'lari uchun bu taxminan ikki baravar past (mis bug'lari uchun 7,7 V).

Termal ionlanish. Bu yuqori harorat ta'sirida ionlanish jarayoni. Arkni sodir bo'lgandan keyin saqlab qolish, ya'ni. Olingan kamon zaryadini etarli miqdordagi erkin zaryadlar bilan ta'minlash ionlanishning asosiy va amalda yagona turi - termal ionlanish bilan izohlanadi.

Yoy ustunining harorati o'rtacha 6000 - 10000 K ni tashkil qiladi, lekin undan yuqori qiymatlarga erishish mumkin - 18000 K gacha. Bu haroratda tez harakatlanuvchi gaz zarralari soni ham, ularning harakat tezligi ham sezilarli darajada oshadi. Tez harakatlanuvchi atomlar yoki molekulalar to'qnashganda, ularning aksariyati yo'q qilinadi, zaryadlangan zarrachalarni hosil qiladi, ya'ni. gazning ionlanishi sodir bo'ladi. Termal ionlanishning asosiy xarakteristikasi ionlanish darajasi, bu yoy bo'shlig'idagi ionlangan atomlar sonining ushbu bo'shliqdagi atomlarning umumiy soniga nisbati. Yoydagi ionlanish jarayonlari bilan bir vaqtda teskari jarayonlar sodir bo'ladi, ya'ni zaryadlangan zarrachalarning qayta birlashishi va neytral zarrachalarning hosil bo'lishi. Bu jarayonlar deyiladi deionizatsiya.

Deionizatsiya asosan tufayli sodir bo'ladi rekombinatsiya Va diffuziya.

Rekombinatsiya. Har xil zaryadlangan zarralarning oʻzaro aloqaga kirishib neytral zarrachalar hosil qilish jarayoni rekombinatsiya deyiladi.

Elektr yoyida manfiy zarralar asosan elektronlardir. Elektronlarning musbat ion bilan to'g'ridan-to'g'ri ulanishi katta tezlik farqi tufayli dargumon. Odatda, rekombinatsiya elektron tomonidan zaryadlangan neytral zarracha yordamida sodir bo'ladi. Bu manfiy zaryadlangan zarracha musbat ion bilan toʻqnashganda bir yoki ikkita neytral zarracha hosil boʻladi.

Diffuziya. Zaryadlangan zarrachalarning tarqalishi - bu zaryadlangan zarralarni yoy bo'shlig'idan atrofdagi bo'shliqqa olib tashlash jarayoni, bu esa yoyning o'tkazuvchanligini pasaytiradi.

Diffuziya ham elektr, ham termal omillar ta'sirida yuzaga keladi. Yoy ustunidagi zaryad zichligi periferiyadan markazga oshadi. Shu sababli, elektr maydoni hosil bo'lib, ionlarning markazdan periferiyaga o'tishi va yoy hududini tark etishiga olib keladi. Ark ustuni va uning atrofidagi bo'shliq o'rtasidagi harorat farqi ham xuddi shu yo'nalishda harakat qiladi. Stabillashgan va erkin yonayotgan yoyda diffuziya ahamiyatsiz rol o'ynaydi.

Statsionar yoy bo'ylab kuchlanishning pasayishi yoy bo'ylab notekis taqsimlanadi. Voltaj pasayishining o'zgarishi sxemasi U D va elektr maydon kuchi (uzunlamasına kuchlanish gradienti) E D = dU/dx yoy bo'ylab rasmda ko'rsatilgan (2-rasm). Voltaj gradienti ostida E D yoy uzunligi birligiga kuchlanishning pasayishiga ishora qiladi. Rasmdan ko'rinib turibdiki, xarakteristikalar kursi U D va E Elektrodga yaqin hududlarda D yoyning qolgan qismidagi xarakteristikalar kursidan keskin farq qiladi. Elektrodlarda, katodga yaqin va anodga yaqin hududlarda, taxminan 10-4 sm uzunlik oralig'ida kuchlanishning keskin pasayishi kuzatiladi. katod U va anodik U A. Ushbu kuchlanish pasayishining kattaligi elektrod materialiga va uning atrofidagi gazga bog'liq. Anodga yaqin va katodga yaqin kuchlanish pasayishining umumiy qiymati 15 - 30 V, kuchlanish gradienti 10 5 - 10 6 V / sm ga etadi.

Ark ustuni deb ataladigan yoyning qolgan qismida kuchlanish pasayishi U D yoy uzunligiga deyarli to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Bu erda gradient magistral bo'ylab taxminan doimiydir. Bu juda ko'p omillarga bog'liq va keng miqyosda o'zgarishi mumkin, 100 - 200 V / sm ga etadi.

Yaqin elektrod kuchlanishining pasayishi U E kamon uzunligiga bog'liq emas, kamon ustunidagi kuchlanishning pasayishi yoy uzunligiga mutanosibdir; Shunday qilib, kamon bo'shlig'idagi kuchlanish pasayishi

U D = U E + E D l D,

Qayerda: E D – yoy ustunidagi elektr maydon kuchi;

l D - yoy uzunligi; U E = U k + U A.

Xulosa qilib shuni yana bir bor ta'kidlash kerakki, kamon zaryadsizlanishi bosqichida termal ionlanish ustunlik qiladi - atomlarning elektronlarga va elektronlarga bo'linishi. ijobiy ionlar issiqlik maydonining energiyasi tufayli. Yorqin razryad bilan katodda elektr maydoni tomonidan tezlashtirilgan elektronlar bilan to'qnashuv tufayli zarba ionlashuvi sodir bo'ladi va Taunsend razryadida zarba ionlanishi butun gaz tushirish oralig'ida ustunlik qiladi.

Elektrning statik oqim-kuchlanish xarakteristikasi

DC yoylari.

Eng muhim xususiyat arc - undagi kuchlanishning oqim kattaligiga bog'liqligi. Bu xarakteristikaga joriy kuchlanish deyiladi. Oqim kuchayishi bilan i yoy harorati ortadi, termal ionlanish kuchayadi, razryaddagi ionlangan zarrachalar soni ortadi va kamayadi. elektr qarshilik yoylar r d.

Ark kuchlanishi ir d.Tok kuchaygan sari yoy qarshiligi shunchalik keskin kamayadiki, zanjirdagi tok kuchayishiga qaramay, kamon kuchlanishi pasayadi. Barqaror holatdagi har bir joriy qiymat zaryadlangan zarrachalar sonining o'ziga xos dinamik balansiga mos keladi.

Bir joriy qiymatdan ikkinchisiga o'tishda yoyning termal holati bir zumda o'zgarmaydi. Ark bo'shlig'i mavjud termal inertsiya. Agar oqim vaqt o'tishi bilan sekin o'zgarsa, u holda tushirishning termal inertsiyasi hech qanday ta'sir qilmaydi. Har bir oqim qiymati yoy qarshiligining yoki undagi kuchlanishning aniq qiymatiga mos keladi.

Ark kuchlanishining sekin o'zgarganda oqimga bog'liqligi deyiladi statik oqim-kuchlanish xarakteristikasi yoylar.

Yoyning statik xarakteristikalari elektrodlar orasidagi masofaga (yoy uzunligi), elektrodlarning materialiga va yoy yonadigan muhit parametrlariga bog'liq.

Yoyning statik oqim-kuchlanish xususiyatlari shaklda ko'rsatilgan egri shaklga ega. 3.

Guruch. 3. Yoyning statik tok kuchlanish xarakteristikalari

Ark uzunligi qanchalik uzun bo'lsa, uning statik oqim kuchlanish xususiyati shunchalik yuqori bo'ladi. Yoy yonayotgan muhitning bosimi ortishi bilan intensivlik ham ortadi E D va oqim kuchlanishining xarakteristikasi rasmga o'xshash tarzda ko'tariladi. 3.

Arkni sovutish bu xususiyatga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Arkning sovishi qanchalik kuchli bo'lsa, undan ko'proq quvvat chiqariladi. Bunday holda, kamon tomonidan chiqarilgan quvvat ortishi kerak. Berilgan oqim uchun bu kamon kuchlanishini oshirish orqali mumkin. Shunday qilib, sovutish kuchayishi bilan oqim kuchlanishining xarakteristikasi yuqoriroq bo'ladi. Bu apparatlarning kamon o'chirish qurilmalarida keng qo'llaniladi.

Elektrning dinamik oqim-kuchlanish xarakteristikasi

DC yoylari.

Agar zanjirdagi oqim asta-sekin o'zgarsa, u holda oqim i 1 yoy qarshiligiga mos keladi r D1, yuqori oqim uchun i 2 pastki qarshilikka mos keladi r D2, bu rasmda aks ettirilgan. 4. (qarang. yoy - egri chiziqning statik xarakteristikalari A).

Guruch. 4. Yoyning dinamik oqim-kuchlanish xarakteristikasi.

Haqiqiy o'rnatishlarda oqim juda tez o'zgarishi mumkin. Yoy ustunining termal inertsiyasi tufayli yoy qarshiligining o'zgarishi oqimning o'zgarishidan orqada qoladi.

Tez o'zgarganda yoy kuchlanishining oqimga bog'liqligi deyiladi dinamik oqim-kuchlanish xarakteristikasi.

Oqimning keskin o'sishi bilan dinamik javob statikdan yuqoriga chiqadi (egri IN), chunki oqimning tez o'sishi bilan yoy qarshiligi oqim oshganidan ko'ra sekinroq tushadi. Kamaytirilganda u pastroq bo'ladi, chunki bu rejimda yoy qarshiligi oqimning sekin o'zgarishiga qaraganda kamroq (egri chiziq). BILAN).

Dinamik xarakteristikasi asosan yoydagi oqimning o'zgarish tezligi bilan belgilanadi. Agar yoyning termal vaqt konstantasi bilan solishtirganda cheksiz kichik vaqt ichida zanjirga juda katta qarshilik kiritilgan bo'lsa, u holda oqim nolga teng bo'lgan vaqt davomida yoy qarshiligi doimiy bo'lib qoladi. Bunday holda, dinamik xarakteristika nuqtadan o'tadigan to'g'ri chiziq sifatida tasvirlanadi 2 kelib chiqishiga (to'g'ri chiziq D), T. Ya'ni, yoy o'zini metall o'tkazgich kabi tutadi, chunki yoy bo'ylab kuchlanish oqimga mutanosibdir.

DC yoyi o'chirish shartlari.

To'g'ridan-to'g'ri elektr yoyini o'chirish uchun barcha oqim qiymatlarida yoy bo'shlig'ida deionizatsiya jarayonlari ionlash jarayonlariga qaraganda intensivroq bo'lishi uchun sharoit yaratish kerak.

Guruch. 5. Elektr yoyi bo'lgan zanjirdagi kuchlanish balansi.

Qarshilikni o'z ichiga olgan elektr zanjirini ko'rib chiqing R, induktivlik L va kuchlanish pasayishi bilan yoy bo'shlig'i U D kuchlanish qo'llaniladi U(5-rasm, A). Doimiy uzunlikdagi yoy bilan ushbu kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish balansi tenglamasi istalgan vaqtda amal qiladi:

oqim o'zgarganda induktivlikdagi kuchlanishning pasayishi qayerda.

Statsionar rejim, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim o'zgarmaydigan rejim bo'ladi, ya'ni. va stress balansi tenglamasi quyidagi shaklda bo'ladi:

Elektr yoyini o'chirish uchun undagi oqim doimo kamayishi kerak, ya'ni. , A

Stress balansi tenglamasining grafik yechimi rasmda keltirilgan. 5, b. Mana to'g'ri chiziq 1 manba kuchlanishini ifodalaydi U; qiya to'g'ri chiziq 2 – qarshilikdagi kuchlanishning pasayishi R(sxemaning reostatik xarakteristikasi), kuchlanishdan chiqariladi U, ya'ni. U–iR; egri chiziq 3 – yoy bo‘shlig‘ining joriy kuchlanish xarakteristikasi U D.

O'zgaruvchan tokning elektr yoyining xususiyatlari.

Agar to'g'ridan-to'g'ri yoyni o'chirish uchun oqim nolga tushadigan sharoitlarni yaratish kerak bo'lsa, u holda o'zgaruvchan tok bilan yoy bo'shlig'ining ionlanish darajasidan qat'i nazar, yoydagi oqim har yarimda noldan o'tadi. -sikl, ya'ni. Har bir yarim tsiklda yoy o'chadi va yana yonadi. Arkni o'chirish vazifasi juda soddalashtirilgan. Bu erda oqim noldan o'tgandan keyin tiklanmaydigan sharoitlarni yaratish kerak.

Bir davr uchun o'zgaruvchan tok yoyining joriy kuchlanish xarakteristikasi shaklda ko'rsatilgan. 6. 50 Gts sanoat chastotasida ham yoydagi oqim juda tez o'zgarganligi sababli, taqdim etilgan xarakteristika dinamikdir. Sinusoidal oqim bilan, birinchi navbatda, bo'limda boshq kuchlanishi ortadi 1, va keyin, oqimning oshishi tufayli, bo'limda tushadi 2 (bo'limlar 1 Va 2 yarim tsiklning birinchi yarmiga qarang). Oqim maksimaldan o'tgandan so'ng, dinamik oqim kuchlanishining xarakteristikasi egri chiziq bo'ylab ortadi 3 oqimning pasayishi tufayli, keyin esa bo'limda kamayadi 4 kuchlanish nolga yaqinlashganligi sababli (bo'limlar 3 Va 4 xuddi shu yarim tsiklning ikkinchi yarmiga qarang).

Guruch. 6. O'zgaruvchan tok yoyining joriy kuchlanish xarakteristikalari

O'zgaruvchan tok bilan yoy harorati o'zgaruvchan miqdordir. Shu bilan birga, gazning termal inertsiyasi juda sezilarli bo'lib chiqadi va oqim noldan o'tgunga qadar, kamaygan bo'lsa ham, kamon harorati ancha yuqori bo'lib qoladi. Shunga qaramay, oqim noldan o'tganda sodir bo'ladigan haroratning pasayishi bo'shliqning deionizatsiyasiga yordam beradi va o'zgaruvchan tok elektr yoyining o'chirilishini osonlashtiradi.

Magnit maydondagi elektr yoyi.

Elektr yoyi tokning gazsimon o'tkazgichidir. Magnit maydon bu o'tkazgichga xuddi metall kabi ta'sir qilib, maydon induksiyasiga va yoydagi oqimga mutanosib kuch hosil qiladi. Yoyga ta'sir etuvchi magnit maydon uning uzunligini oshiradi va yoy elementlarini kosmosda harakatga keltiradi. Ark elementlarining ko'ndalang harakati kuchli sovutishni hosil qiladi, bu esa yoy ustuni bo'ylab kuchlanish gradientining oshishiga olib keladi. Yoy gaz muhitida yuqori tezlikda harakat qilganda, yoy alohida parallel tolalarga bo'linadi. Yoy qanchalik uzun bo'lsa, yoyning delaminatsiyasi shunchalik kuchli bo'ladi.

Ark juda harakatchan o'tkazgichdir. Ma'lumki, oqim o'tkazuvchi qism kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektromagnit energiyasini oshirishga moyil bo'lgan kuchlarga ta'sir qiladi. Energiya indüktans bilan mutanosib bo'lganligi sababli, yoy o'z maydonining ta'siri ostida burilishlar va halqalarni hosil qilishga intiladi, chunki bu kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Arkning bu qobiliyati uning uzunligi qanchalik kuchli bo'lsa.

Havoda harakatlanuvchi yoy aerodinamik havo qarshiligini yengib chiqadi, bu yoyning diametriga, elektrodlar orasidagi masofaga, gaz zichligiga va harakat tezligiga bog'liq. Tajriba shuni ko'rsatadiki, barcha holatlarda bir xil magnit maydonda yoy doimiy tezlikda harakat qiladi. Shunday qilib, elektrodinamik kuch aerodinamik qarshilik kuchi bilan muvozanatlanadi.

Samarali sovutishni yaratish uchun yoy magnit maydon yordamida yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan yoyga chidamli materialning devorlari orasidagi tor (yoyning diametri tirqishning kengligidan kattaroq) bo'shliqqa tortiladi. Yivning devorlariga issiqlik uzatilishining kuchayishi tufayli, tor tirqish mavjudligida yoy ustunidagi kuchlanish gradienti elektrodlar orasida erkin harakatlanadigan yoyga qaraganda ancha yuqori. Bu o'chirish uchun zarur bo'lgan o'chirishning uzunligi va vaqtini qisqartirish imkonini beradi.

Kommutatsiya qurilmalarida elektr yoyiga ta'sir qilish usullari.

Qurilmada paydo bo'ladigan yoy ustuniga ta'sir qilishdan maqsad, kommutatsiya elementi izolyatsion holatga o'tganda, uning faol elektr qarshiligini cheksizgacha oshirishdir. Bunga deyarli har doim yoy ustunini intensiv sovutish, uning harorati va issiqlik miqdorini kamaytirish orqali erishiladi, natijada ionlanish darajasi va elektr tashuvchilar va ionlangan zarrachalar soni kamayadi va plazmaning elektr qarshiligi ortadi.

Past kuchlanishli kommutatsiya qurilmalarida elektr yoyni muvaffaqiyatli o'chirish uchun quyidagi shartlar bajarilishi kerak:

1) yoyning uzunligini uni cho'zish yoki kalitning har bir qutbidagi uzilishlar sonini oshirish orqali oshirish;

2) kamonni so'rib oladigan radiatorlarga o'xshash yoyni o'chirish panjarasining metall plitalariga o'tkazing. issiqlik energiyasi yoy ustuni va uni ketma-ket bog'langan yoylar qatoriga ajrating;

3) yoy ustunini magnit maydon yordamida yoyga chidamli bo'lgan tirqish kamerasiga o'tkazing izolyatsion material yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi bilan, bu erda yoy devorlar bilan aloqa qilishda intensiv ravishda sovutiladi;

4) gaz hosil qiluvchi material - toladan yasalgan yopiq trubkada yoy hosil qilish; harorat ta'sirida ajralib chiqadigan gazlar hosil bo'ladi yuqori qon bosimi, bu kamonni o'chirishga yordam beradi;

5) kamondagi metall bug'larining kontsentratsiyasini kamaytirish, buning uchun asboblarni loyihalash bosqichida tegishli materiallardan foydalanish;

6) vakuumda yoyni o'chirish; juda past gaz bosimida ularni ionlash va yoyda oqim o'tkazishni qo'llab-quvvatlash uchun gaz atomlari etarli emas; kamon ustuni kanalining elektr qarshiligi juda yuqori bo'ladi va kamon o'chadi;

7) o'zgaruvchan tok nolni kesib o'tishidan oldin kontaktlarni sinxron ravishda oching, bu esa hosil bo'lgan yoyda issiqlik energiyasini chiqarishni sezilarli darajada kamaytiradi, ya'ni. yoyning yo'qolishiga yordam beradi;

8) yoyni o'chiruvchi va uni o'chirish shartlarini osonlashtiradigan sof faol qarshiliklardan foydalaning;

9) kontaktlarning zanglashiga olib keladigan va kamon oqimini o'zlariga o'tkazadigan yarimo'tkazgichli elementlardan foydalaning, bu esa kontaktlarda yoy hosil bo'lishini amalda yo'q qiladi.