Elektr payvandlash yoyi plazmadagi uzoq muddatli elektr zaryadsizlanishi bo'lib, u ionlangan gazlar va himoya atmosfera komponentlari, plomba va asosiy metallning bug'lari aralashmasidir.

Ark o'z nomini ikkita gorizontal joylashgan elektrodlar o'rtasida yonish paytida oladigan xarakterli shakldan oladi; isitiladigan gazlar yuqoriga ko'tarilish tendentsiyasiga ega va bu elektr razryad egilib, kamon yoki yoy shaklini oladi.

Amaliy nuqtai nazardan, yoyni elektr energiyasini issiqlik energiyasiga aylantiruvchi gaz o'tkazgich deb hisoblash mumkin. Bu yuqori isitish intensivligini ta'minlaydi va elektr parametrlari orqali osongina boshqariladi.

Gazlarning umumiy xususiyati shundaki, ular normal sharoitda elektr tokining o'tkazgichlari emas. Biroq, qulay sharoitlarda (yuqori harorat va tashqi yuqori intensiv elektr maydonining mavjudligi) gazlar ionlashishi mumkin, ya'ni. ularning atomlari yoki molekulalari chiqarishi yoki elektronegativ elementlar uchun, aksincha, mos ravishda musbat yoki manfiy ionlarga aylanib, elektronlarni ushlab turishi mumkin. Ushbu o'zgarishlar tufayli gazlar plazma deb ataladigan materiyaning to'rtinchi holatiga o'tadi, bu elektr o'tkazuvchandir.

Payvandlash yoyining qo'zg'alishi bir necha bosqichda sodir bo'ladi. Misol uchun, MIG/MAG ni payvandlashda elektrodning uchi va payvandlanadigan qism aloqa qilganda, ularning sirtlarining mikro protrusionlari o'rtasida aloqa paydo bo'ladi. Yuqori oqim zichligi bu o'simtalarning tez erishiga va suyuq metall qatlamining paydo bo'lishiga yordam beradi, bu elektrod tomon doimo oshib boradi va oxir-oqibat yorilib ketadi.

Ayni paytda jumper buziladi, metallning tez bug'lanishi sodir bo'ladi va tushirish bo'shlig'i bu holda paydo bo'ladigan ionlar va elektronlar bilan to'ldiriladi. Elektrod va mahsulotga kuchlanish berilganligi sababli elektronlar va ionlar harakatlana boshlaydi: elektronlar va manfiy zaryadlangan ionlar anodga, musbat zaryadlangan ionlar esa katodga tushadi va shu bilan payvandlash yoyi qo'zg'aladi. Yoy qo'zg'atilgandan so'ng, yoy bo'shlig'idagi erkin elektronlar va musbat ionlarning kontsentratsiyasi o'sishda davom etadi, chunki elektronlar yo'lda atomlar va molekulalar bilan to'qnashadi va ulardan ko'proq elektronlarni "tutib yuboradi" (shu bilan birga, atomlar bir yoki bir nechta elektronni yo'qotib, musbat zaryadlangan ionlarga aylanadi). Yoy bo'shlig'ida gazning intensiv ionlanishi sodir bo'ladi va yoy barqaror yoy razryad xarakterini oladi.

Yoy qo'zg'atilgandan so'ng bir necha soniyadan so'ng, asosiy metallda payvand choki hosil bo'la boshlaydi va elektrod oxirida metall tomchisi paydo bo'la boshlaydi. Taxminan 50-100 millisekunddan so'ng, elektrod simining uchidan metallni payvand chovgumiga barqaror o'tkazish o'rnatiladi. Buni yoy bo'shlig'i bo'ylab erkin uchib o'tadigan tomchilar yoki avval qisqa tutashuv hosil qiladigan va keyin payvand chovgumiga oqib tushadigan tomchilar orqali amalga oshirish mumkin.

Yoyning elektr xossalari uning uchta xarakterli zonasida - ustunda, shuningdek, yoyning bir tomonida yoy ustuni o'rtasida joylashgan (katod va anod) elektrodga yaqin hududlarida sodir bo'ladigan jarayonlar bilan belgilanadi. elektrod va mahsulot ikkinchisida.

Sarflanadigan elektrod bilan payvandlashda yoy plazmasini saqlab qolish uchun 10 dan 1000 ampergacha bo'lgan oqimni ta'minlash va elektrod va mahsulot o'rtasida taxminan 15 dan 40 voltgacha bo'lgan elektr kuchlanishini qo'llash kifoya. Bunday holda, kamon ustunidagi kuchlanishning o'zi bir necha voltdan oshmaydi. Qolgan kuchlanish yoyning katod va anod hududlarida tushadi. Yoy ustunining uzunligi o'rtacha 10 mm ga etadi, bu kamon uzunligining taxminan 99% ga to'g'ri keladi. Shunday qilib, kamon ustunidagi elektr maydon kuchi 0,1 dan 1,0 V / mm gacha bo'lgan oraliqda yotadi. Katod va anod hududlari, aksincha, juda qisqa uzunlik bilan tavsiflanadi (katod mintaqasi uchun taxminan 0,0001 mm, bu ionning o'rtacha erkin yo'liga mos keladi va anodik mintaqa uchun 0,001 mm, bu o'rtacha qiymatga to'g'ri keladi. elektronning erkin yo'li). Shunga ko'ra, bu hududlar juda yuqori elektr maydon kuchiga ega (katod mintaqasi uchun 104 V / mm gacha va anodik mintaqa uchun 103 V / mm gacha).

Eksperimental ravishda ma'lum bo'lishicha, sarflanadigan elektrod bilan payvandlashda katod mintaqasidagi kuchlanish pasayishi anod mintaqasidagi kuchlanish pasayishidan oshadi: mos ravishda 12 - 20 V va 2 - 8 V. Elektr zanjiri ob'ektlarida issiqlikning chiqishi oqim va kuchlanishga bog'liqligini hisobga olsak, sarflanadigan elektrod bilan payvandlashda ko'proq kuchlanish tushadigan sohada ko'proq issiqlik ajralib chiqishi aniq bo'ladi, ya'ni. katodda. Shuning uchun, iste'mol qilinadigan elektrod bilan payvandlashda, asosan, asosiy metallning chuqur kirib borishini ta'minlash uchun mahsulot katod bo'lib xizmat qilganda, asosan payvandlash oqimi ulanishining teskari polaritesidan foydalaniladi (bu holda, quvvat manbaining ijobiy qutbi ulanadi). elektrodga). To'g'ridan-to'g'ri qutblanish ba'zan sirtni qoplashda qo'llaniladi (agar asosiy metallning kirib borishi, aksincha, minimal bo'lishi kerak).

TIG payvandlash sharoitida (sarflanmaydigan elektrodli payvandlash) katod kuchlanishining pasayishi, aksincha, anod kuchlanishining pasayishidan sezilarli darajada past bo'ladi va shunga mos ravishda, bu sharoitda anodda ko'proq issiqlik hosil bo'ladi. Shuning uchun, iste'mol qilinmaydigan elektrod bilan payvandlashda asosiy metallning chuqur kirib borishini ta'minlash uchun mahsulot quvvat manbaining musbat terminaliga ulanadi (va u anodga aylanadi), elektrod esa salbiy terminalga ulanadi ( Shunday qilib, elektrodni haddan tashqari qizib ketishdan himoya qiladi).

Bunday holda, elektrod turidan (iste'mol qilinadigan yoki sarflanmaydigan) qat'iy nazar, issiqlik asosan yoy ustunida emas, balki yoyning faol hududlarida (katod va anod) hosil bo'ladi. Yoyning bu xossasi faqat asosiy metallning kamon yo'naltirilgan joylarini eritish uchun ishlatiladi.

Elektrodlarning yoy oqimi o'tadigan qismlari faol nuqtalar deb ataladi (musbat elektrodda - anod nuqtasi va manfiy elektrodda - katod nuqtasi). Katod nuqtasi erkin elektronlar manbai bo'lib, yoy bo'shlig'ining ionlanishiga yordam beradi. Shu bilan birga, musbat ionlar oqimlari katod tomon shoshilib, uni bombardimon qiladi va kinetik energiyasini unga o'tkazadi. Sarflanadigan elektrod bilan payvandlashda faol nuqta hududida katod yuzasidagi harorat 2500 ... 3000 ° S ga etadi.

Lk - katod mintaqasi; La - anod hududi (La = Lk = 10 -5 -10 -3 sm); Lst - yoy ustuni; Ld - yoy uzunligi; Ld = Lk + La + Lst

Elektronlar va manfiy zaryadlangan ionlar oqimlari anod nuqtasiga shoshilib, o'zlarining kinetik energiyasini unga o'tkazadilar. Sarflanadigan elektrod bilan payvandlashda faol nuqta hududida anod yuzasidagi harorat 2500 ... 4000 ° S ga etadi. Sarflanadigan elektrod bilan payvandlashda boshq ustunining harorati 7000 dan 18000 ° C gacha (taqqoslash uchun: po'latning erish nuqtasi taxminan 1500 ° C).

Magnit maydonlarning yoyiga ta'siri

To'g'ridan-to'g'ri oqim bilan payvandlashda ko'pincha magnit kabi hodisa kuzatiladi. U quyidagi xususiyatlar bilan ajralib turadi:

Payvandlash yoyi ustuni odatdagi holatidan keskin chetga chiqadi;
- yoy beqaror yonadi va tez-tez uzilib qoladi;
- yoyning yonish ovozi o'zgaradi - tirqish tovushlari paydo bo'ladi.

Magnit portlash tikuvning shakllanishini buzadi va tikuvdagi bunday nuqsonlarning paydo bo'lishiga hissa qo'shishi mumkin penetratsiya etishmasligi va termoyadroviy etishmasligi. Magnit portlashning sababi - payvandlash yoyining magnit maydonining boshqa yaqin magnit maydonlari yoki ferromagnit massalari bilan o'zaro ta'siri.

Payvandlash yoyi ustuni atrofida magnit maydon mavjud bo'lgan moslashuvchan o'tkazgich shaklida payvandlash davrining bir qismi sifatida ko'rib chiqilishi mumkin.

Yoyning magnit maydoni va oqim o'tishi paytida payvandlanadigan qismda paydo bo'ladigan magnit maydonning o'zaro ta'siri natijasida payvandlash yoyi tok o'tkazgich ulangan joyga qarama-qarshi tomonga buriladi.

Ferromagnit massalarning yoyning egilishiga ta'siri shundaki, yoyning magnit maydon chiziqlarining havo va ferromagnit materiallar (temir va uning qotishmalari) orqali o'tishiga qarshilikning katta farqi tufayli magnit maydon paydo bo'ladi. massa joylashgan joyga qarama-qarshi tomonda ko'proq joyga jamlangan bo'lishi uchun, shuning uchun yoy ustuni yon ferromagnit tanaga o'tadi.

Payvandlash yoyining magnit maydoni payvandlash oqimining ortishi bilan ortadi. Shuning uchun magnit portlashning ta'siri yuqori sharoitlarda payvandlashda ko'proq namoyon bo'ladi.

Magnit portlashning payvandlash jarayoniga ta'sirini kamaytirishingiz mumkin:

Qisqa boshq payvandlash ishlarini bajarish;
- elektrodni uning uchi magnit portlash ta'siriga yo'naltirilishi uchun egish;
- joriy ta'minotni yoyga yaqinlashtirish.

Magnit portlashning ta'sirini to'g'ridan-to'g'ri payvandlash oqimini o'zgaruvchan tok bilan almashtirish orqali ham kamaytirish mumkin, bunda magnit portlash ancha kamroq ko'rinadi. Biroq, esda tutish kerakki, o'zgaruvchan tok yoyi unchalik barqaror emas, chunki polaritning o'zgarishi tufayli u o'chadi va soniyada 100 marta yana yonadi. O'zgaruvchan tok yoyi barqaror yonishi uchun, masalan, elektrod qoplamasiga yoki oqimga kiritiladigan boshq stabilizatorlarini (oson ionlashtirilgan elementlar) ishlatish kerak.

Kirish

Elektr yoyini o'chirish usullari... Mavzu dolzarb va qiziqarli. Shunday ekan, boshlaylik. Biz savollar beramiz: bu nima elektr yoyi? Uni qanday nazorat qilish kerak? Uning shakllanishi jarayonida qanday jarayonlar sodir bo'ladi? U nimadan iborat? Va u qanday ko'rinishga ega.

Elektr yoyi nima?

Elektr yoyi (Voltaik yoy, Ark zaryadsizlanishi) fizik hodisa, gazdagi elektr razryadlarining turlaridan biri. Birinchi marta 1802 yilda rus olimi V.V.

Elektr yoyi materiya holatining to'rtinchi shakli - plazmaning maxsus holati bo'lib, ionlangan, elektr kvazi-neytral gazdan iborat. Erkin elektr zaryadlarining mavjudligi elektr yoyining o'tkazuvchanligini ta'minlaydi.

Ark shakllanishi va xossalari

Ikki elektrod orasidagi kuchlanish ma'lum darajaga ko'tarilganda, elektrodlar orasidagi havoda elektr uzilishi sodir bo'ladi. Elektr uzilish kuchlanishi elektrodlar orasidagi masofaga bog'liq va hokazo. Ko'pincha mavjud kuchlanishda buzilishni boshlash uchun elektrodlar bir-biriga yaqinlashadi. Buzilish vaqtida odatda elektrodlar o'rtasida uchqun chiqishi sodir bo'lib, elektr pallasini puls bilan yopadi.

Uchqun razryadlaridagi elektronlar elektrodlar orasidagi havo bo'shlig'idagi molekulalarni ionlashtiradi. Kuchlanish manbasining etarli quvvati bilan havo bo'shlig'ida etarli miqdordagi plazma hosil bo'ladi, shunda bu joydagi buzilish kuchlanishi (yoki havo bo'shlig'ining qarshiligi) sezilarli darajada pasayadi. Bunday holda, uchqun oqimlari aylanadi kamon zaryadsizlanishi-- elektrodlar orasidagi plazma shnuri, bu plazma tunnelidir. Bu yoy o'z mohiyatiga ko'ra o'tkazgich bo'lib, elektrodlar orasidagi elektr zanjirini yopadi, o'rtacha oqim yanada ko'payadi, yoyni 5000-50000 K gacha qizdiradi. Bunday holda, yoyni yoqish tugallangan deb hisoblanadi.

Elektrodlarning yoy plazmasi bilan o'zaro ta'siri ularning isishi, qisman erishi, bug'lanishi, oksidlanishi va boshqa turdagi korroziyaga olib keladi. Elektr payvandlash yoyi gazsimon muhitda oqadigan kuchli elektr zaryadidir. Ark zaryadsizlanishi ikkita asosiy xususiyat bilan tavsiflanadi: katta miqdordagi issiqlikni chiqarish va kuchli yorug'lik effekti. An'anaviy payvandlash yoyining harorati taxminan 6000 ° S ni tashkil qiladi.

Ark nuri ko'zni qamashtiradigan darajada yorqin va turli xil yoritish ilovalarida qo'llaniladi. Ark ko'p miqdorda ko'rinadigan va ko'rinmas termal (infraqizil) va kimyoviy (ultrabinafsha) nurlarni chiqaradi. Ko'rinmas nurlar ko'zning yallig'lanishiga olib keladi va inson terisini kuydiradi, shuning uchun payvandchilar ulardan himoya qilish uchun maxsus qalqonlar va maxsus kiyimlardan foydalanadilar.

Arkdan foydalanish

Arkning oqishi sodir bo'lgan muhitga qarab, quyidagi payvandlash yoylari ajratiladi:

1. Ochiq yoy. Havoda yonadi. Ark zonasining gaz muhitining tarkibi payvandlanadigan metallning bug'lari, elektrodlar va elektrod qoplamalarining materiali bilan aralashtirilgan havodir.

2. Yopiq yoy. Oqim qatlami ostida kuyadi. Ark zonasining gaz muhitining tarkibi - asosiy metallning bug'i, elektrod materiali va himoya oqimi.

3. Himoya gazlarini etkazib berish bilan yoy. Bosim ostida yoyga turli gazlar - geliy, argon, karbonat angidrid, vodorod, yorituvchi gaz va turli xil gaz aralashmalari kiradi. Ark zonasidagi gaz muhitining tarkibi himoya gazining atmosferasi, elektrod materialining bug'i va asosiy metalldir.

Ark to'g'ridan-to'g'ri yoki o'zgaruvchan tok manbalaridan quvvatlanishi mumkin. To'g'ridan-to'g'ri tok kuchiga kelsak, to'g'ridan-to'g'ri qutbli yoy (elektroddagi quvvat manbai minus, asosiy metallda ortiqcha) va teskari polarit (asosiy metallda minus, elektrodda) o'rtasida farqlanadi. Elektrodlarning materialiga qarab, yoylar eruvchan (metall) va erimaydigan (uglerod, volfram, keramika va boshqalar) elektrodlari bilan ajralib turadi.

Payvandlashda yoy to'g'ridan-to'g'ri ta'sirga ega bo'lishi mumkin (asosiy metall yoyning elektr zanjirida ishtirok etadi) va bilvosita (asosiy metall yoyning elektr zanjirida ishtirok etmaydi). Bilvosita ta'sir yoyi nisbatan kam qo'llaniladi.

Payvandlash yoyidagi oqim zichligi boshqacha bo'lishi mumkin. Yoylar oddiy oqim zichligi bilan - 10--20 a/mm2 (muntazam qo'lda payvandlash, ba'zi himoya gazlarda payvandlash) va yuqori oqim zichligi bilan - 80--120 a/mm2 va undan ko'p (avtomat, yarim avtomatik suv ostida) ishlatiladi. boshq payvandlash, himoya gaz muhitida).

Yoy zaryadsizlanishining paydo bo'lishi faqat elektrod va asosiy metall orasidagi gaz ustuni ionlangan, ya'ni ionlar va elektronlarni o'z ichiga olgan holda mumkin. Bunga gaz molekulasi yoki atomiga ionlanish energiyasi deb ataladigan tegishli energiyani berish orqali erishiladi, buning natijasida atomlar va molekulalardan elektronlar ajralib chiqadi. Ark deşarj muhiti dumaloq silindrsimon shaklga ega bo'lgan elektr tokining gaz o'tkazgichi sifatida ifodalanishi mumkin. Yoy uchta hududdan iborat - katod mintaqasi, yoy ustuni va anod mintaqasi.

Arkni yoqish paytida elektrod va asosiy metallda faol dog'lar kuzatiladi, ular elektrod va asosiy metall yuzasida isitiladigan joylardir; Butun yoy oqimi bu nuqtalardan o'tadi. Katodda nuqta katod deb ataladi, anodda - anodik. Ark ustunining o'rta qismining kesimi bir nechta ko'proq o'lchamlar katod va anod nuqtalari. Uning kattaligi mos ravishda faol dog'lar hajmiga bog'liq.

Ark kuchlanishi oqim zichligiga qarab o'zgaradi. Grafik tarzda tasvirlangan bu bog'liqlik yoyning statik xarakteristikasi deb ataladi. Oqim zichligining past qiymatlarida statik xarakteristikasi kamayib boruvchi xususiyatga ega, ya'ni oqim kuchayishi bilan kamon kuchlanishi kamayadi. Buning sababi shundaki, oqim kuchayishi bilan kamon ustunining tasavvurlar maydoni va elektr o'tkazuvchanligi ortadi va yoy ustunidagi oqim zichligi va potentsial gradient pasayadi. Katod va anod yoyi kuchlanishining pasayishining kattaligi joriy qiymat bilan o'zgarmaydi va faqat elektrod materialiga, asosiy metallga, gaz muhitiga va boshq zonasidagi gaz bosimiga bog'liq.

Qo'lda payvandlashda ishlatiladigan an'anaviy usullarning payvandlash yoyining oqim zichligida yoy kuchlanishi oqim qiymatiga bog'liq emas, chunki yoy ustunining tasavvurlar maydoni oqim va elektr o'tkazuvchanligiga mutanosib ravishda ortadi. juda kam o'zgaradi va kamon ustunidagi oqim zichligi amalda doimiy bo'lib qoladi. Bunday holda, katod va anod kuchlanishining pasayishi kattaligi o'zgarishsiz qoladi. Oqim zichligi yuqori bo'lgan yoyda, oqim kuchi ortib borishi bilan, oqim zichligi oqim kuchiga mutanosib ravishda ortib borayotgan bo'lsa-da, katod nuqtasi va yoy ustunining kesishishi ortib bo'lmaydi. Bunday holda, boshq ustunining harorati va elektr o'tkazuvchanligi biroz oshadi.

Elektr maydoni kuchlanishi va yoy ustunining potentsial gradienti oqim kuchayishi bilan ortadi. Katod kuchlanishining pasayishi kuchayadi, buning natijasida statik xarakteristikasi ortib borayotgan xarakterga ega bo'ladi, ya'ni kamon oqimining ortishi bilan boshq kuchlanishi ortadi. Statik xarakteristikaning kuchayishi turli xil gaz muhitlarida yuqori oqim zichligi yoylarining xususiyati hisoblanadi. Statik xarakteristikalar yoyning uzunligi o'zgarmagan holda barqaror statsionar holatini anglatadi.

Agar ma'lum shartlar bajarilgan bo'lsa, payvandlash jarayonida barqaror yoyni yoqish jarayoni sodir bo'lishi mumkin. Arkni yoqish jarayonining barqarorligiga bir qator omillar ta'sir qiladi; Kuchlanishi bo'sh tezlik yoy quvvat manbai, oqim turi, oqim kattaligi, qutblilik, yoy zanjirida indüktans mavjudligi, sig'imning mavjudligi, oqim chastotasi va boshqalar.

Yoy quvvat manbaining oqimini, ochiq tutashuv kuchlanishini, shu jumladan kamon pallasida indüktans, oqim chastotasini oshirish (o'zgaruvchan tok bilan quvvatlanganda) va boshqa bir qator shartlar orqali yoy barqarorligini yaxshilashga hissa qo'shing. Barqarorlik, shuningdek, maxsus elektrod qoplamalari, oqimlar, himoya gazlar va boshqa bir qator texnologik omillarni qo'llash orqali sezilarli darajada yaxshilanishi mumkin.

elektr boshq payvandlashni o'chirish

1. Yoyning paydo bo'lishi va yonishi uchun shartlar

Elektr pallasida oqim mavjud bo'lganda ochilish kontaktlar orasidagi elektr zaryadsizlanishi bilan birga keladi. Agar uzilgan zanjirda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim va kuchlanish berilgan shartlar uchun kritik qiymatdan katta bo'lsa, u holda yoy, yonishning davomiyligi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan parametrlariga va yoy bo'shlig'ining deionizatsiya shartlariga bog'liq. Mis kontaktlari ochilganda yoyning shakllanishi 0,4-0,5 A oqim va 15 V kuchlanishda mumkin.

Guruch. 1. Statsionar to'g'ridan-to'g'ri yoyida kuchlanish U (a) va kuchlanishning joylashishiE(b).

Yoyda katodga yaqin bo'shliq, yoy o'qi va anodga yaqin bo'shliqlar ajratiladi (1-rasm). Barcha stresslar ushbu hududlar o'rtasida taqsimlanadi U Kimga, U sd, U A. DC yoyida katod kuchlanishining pasayishi 10-20 V, bu qismning uzunligi 10-4-10-5 sm, shuning uchun katod yaqinida yuqori elektr maydon kuchi kuzatiladi (105-106 V / sm). . Bunday yuqori kuchlanishlarda zarba ionlashuvi sodir bo'ladi. Uning mohiyati shundaki, elektr maydon kuchlari (maydon emissiyasi) yoki katodning qizishi (issiqlik elektronlari emissiyasi) tufayli katoddan yirtilgan elektronlar tezlashadi. elektr maydoni va ular neytral atomga urilganda, ular unga o'zlarining kinetik energiyasini beradilar. Agar bu energiya neytral atomning qobig'idan bitta elektronni olib tashlash uchun etarli bo'lsa, u holda ionlanish sodir bo'ladi. Olingan erkin elektronlar va ionlar yoy barrelining plazmasini tashkil qiladi.

Guruch. 2. .

Plazma o'tkazuvchanligi metallarning o'tkazuvchanligiga yaqinlashadi [ da= 2500 1/(Ohm×sm)]/ Ark barrelida katta oqim o'tadi va yuqori harorat hosil bo'ladi. Joriy zichlik 10 000 A/sm2 yoki undan ko'pga yetishi mumkin va harorat atmosfera bosimida 6 000 K dan 18 000 K yoki undan ko'p bo'lishi mumkin. yuqori qon bosimi.

Ark barrelidagi yuqori haroratlar yuqori plazma o'tkazuvchanligini saqlaydigan kuchli termal ionlanishga olib keladi.

Termik ionlanish - yuqori kinetik energiyaga ega bo'lgan molekulalar va atomlarning yuqori harakat tezligida to'qnashuvi natijasida ionlarning hosil bo'lish jarayoni.

Yoydagi oqim qanchalik yuqori bo'lsa, uning qarshiligi shunchalik past bo'ladi va shuning uchun kamonni yoqish uchun kamroq kuchlanish talab qilinadi, ya'ni yuqori oqim bilan yoyni o'chirish qiyinroq.

AC quvvat manbai kuchlanishi bilan u cd sinusoidal ravishda o'zgaradi, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim ham o'zgaradi i(2-rasm), va oqim kuchlanishdan taxminan 90 ° orqada qoladi. Ark kuchlanishi u d, kalitning kontaktlari orasidagi yonish, vaqti-vaqti bilan. Past oqimlarda kuchlanish qiymatga oshadi u h (ateşleme kuchlanishi), keyin yoydagi oqim kuchayishi va termal ionlashuv kuchayishi bilan kuchlanish pasayadi. Yarim davr oxirida, oqim nolga yaqinlashganda, kamon söndürme kuchlanishida o'chadi. u d. Bo'shliqni deionizatsiya qilish choralari ko'rilmasa, keyingi yarim tsiklda hodisa takrorlanadi.

Agar yoy u yoki bu vosita bilan o'chirilgan bo'lsa, u holda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish kuchlanishini tiklash kerak - u vz (2-rasm, A nuqta). Biroq, kontaktlarning zanglashiga olib kirishi induktiv, faol va sig'imli qarshiliklarni o'z ichiga olganligi sababli, vaqtinchalik jarayon sodir bo'ladi, kuchlanish tebranishlari paydo bo'ladi (2-rasm), ularning amplitudasi. U in,max normal kuchlanishdan sezilarli darajada oshib ketishi mumkin. Kommutatsiya uskunalari uchun AB qismidagi kuchlanish qanchalik tez tiklanishi muhim ahamiyatga ega. Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, kamon zaryadsizlanishi katoddan zarba ionlanishi va elektron emissiyasi bilan boshlanadi va tutashuvdan so'ng yoy boshq barrelidagi termal ionlanish orqali saqlanadi.

Kommutatsiya qurilmalarida nafaqat kontaktlarni ochish, balki ular orasida paydo bo'ladigan yoyni o'chirish ham kerak.

O'zgaruvchan tok zanjirlarida yoydagi tok har yarim tsiklda noldan o'tadi (2-rasm), bu momentlarda yoy o'z-o'zidan o'chadi, ammo keyingi yarim tsiklda u yana paydo bo'lishi mumkin. Oscillogrammalardan ko'rinib turibdiki, yoydagi oqim nolga tabiiy o'tishdan biroz oldinroq nolga yaqinlashadi (3-rasm, A). Bu oqim pasayganda, yoyga beriladigan energiya kamayadi, shuning uchun yoy harorati pasayadi va termal ionlanish to'xtaydi. O'lik vaqtning davomiyligi t n kichik (o'nlab dan bir necha yuz mikrosekundgacha), lekin yoyning yo'qolishida muhim rol o'ynaydi. Agar siz o'lik vaqt ichida kontaktlarni ochsangiz va ularni elektr uzilishi sodir bo'lmaydigan masofaga etarlicha tezlikda ajratsangiz, kontaktlarning zanglashiga olib kelishi juda tez o'chadi.

O'lik pauza paytida ionlanish intensivligi sezilarli darajada pasayadi, chunki termal ionlanish sodir bo'lmaydi. Kommutatsiya qurilmalarida, bundan tashqari, sun'iy choralar yoy bo'shlig'ini sovutish va zaryadlangan zarrachalar sonini kamaytirish. Ushbu deionizatsiya jarayonlari bo'shliqning elektr quvvatini bosqichma-bosqich oshirishga olib keladi u pr (3-rasm, b).

Oqim noldan o'tgandan so'ng bo'shliqning elektr quvvatining keskin oshishi, asosan, katodga yaqin bo'shliqning kuchini oshirish hisobiga sodir bo'ladi (AC davrlarida 150-250V). Shu bilan birga, qayta tiklash kuchlanishi oshadi u V. Agar istalgan vaqtda u pr > u bo'shliq teshilmaydi, oqim noldan o'tgandan keyin yoy yana yonmaydi. Agar biror nuqtada u pr = u c, keyin bo'shliqda yoy yana yonadi.

Guruch. 3. :

A- oqim tabiiy ravishda noldan o'tganda yoyning so'nishi; b- oqim noldan o'tganda yoy bo'shlig'ining elektr quvvatini oshirish

Shunday qilib, kamonni o'chirish vazifasi kontaktlar orasidagi bo'shliqning elektr quvvati bo'lishi uchun shunday sharoitlarni yaratishga to'g'ri keladi. u ular orasida yanada keskinlik bor edi u V.

O'chirilgan qurilmaning kontaktlari orasidagi kuchlanishni oshirish jarayoni o'chirilgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan parametrlariga qarab boshqa xarakterga ega bo'lishi mumkin. Agar faol qarshilik ustunligi bo'lgan sxema o'chirilgan bo'lsa, u holda kuchlanish aperiodik qonunga muvofiq tiklanadi; agar kontaktlarning zanglashiga olib kirishda induktiv reaktivlik ustunlik qilsa, u holda tebranishlar sodir bo'ladi, ularning chastotalari kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sig'im va indüktans nisbatiga bog'liq. Salınım jarayoni kuchlanishni tiklashning sezilarli sur'atlariga olib keladi va nima ko'proq tezlik du V/ dt, bo'shliqning buzilishi va yoyning yana yonishi ehtimoli qanchalik baland. Yoyni o'chirish shartlarini engillashtirish uchun ajratilgan oqim pallasida faol qarshiliklar kiritiladi, keyin kuchlanishning tiklanish tabiati aperiodik bo'ladi (3-rasm, b).

3. 1000 gacha bo'lgan kommutatsiya qurilmalarida yoylarni o'chirish usullariIN

1 kVgacha bo'lgan kommutatsiya qurilmalarida kamonni o'chirishning quyidagi usullari keng qo'llaniladi:

Kontaktlarning tez ajralib chiqishi bilan yoyni uzaytirish.

Ark qancha uzun bo'lsa, uning mavjudligi uchun zarur bo'lgan kuchlanish shunchalik katta bo'ladi. Quvvat manbai kuchlanishi pastroq bo'lsa, kamon o'chadi.

Uzun yoyni bir nechta qisqa yoylarga bo'lish (4-rasm, A).
Shaklda ko'rsatilganidek. 1, boshq kuchlanishi katod kuchlanishining yig'indisidir U k va anod U va kuchlanishning pasayishi va kamon mili kuchlanishi U sd:

U d= U k+ U a+ U sd= U e+ U sd.

Agar kontaktlar ochilganda paydo bo'ladigan uzun yoy metall plitalardan yasalgan yoyni o'chirish panjarasiga tortilsa, u holda u bo'linadi. N qisqa yoylar. Har bir qisqa yoy o'zining katod va anod kuchlanishiga ega bo'ladi U e. Ark o'chadi, agar:

U n U uh,

Qayerda U- tarmoqdagi kuchlanish; U e - katod va anod kuchlanishining pasayishi yig'indisi (to'g'ridan-to'g'ri yoyida 20-25 V).

AC yoyi ham bo'linishi mumkin N qisqa yoylar. Hozirgi vaqtda oqim noldan o'tadi, katodga yaqin bo'shliq bir zumda 150-250 V elektr quvvatiga ega bo'ladi.

Agar yoy o'chadi

Tor tirqishlarda yoyning yo'qolishi.

Agar yoy kamonga chidamli materialdan hosil bo'lgan tor bo'shliqda yonsa, sovuq yuzalar bilan aloqa qilish natijasida zaryadlangan zarrachalarning intensiv sovishi va tarqalishi sodir bo'ladi. muhit. Bu tez deionizatsiya va yoyning yo'qolishiga olib keladi.

Guruch. 4.

A– uzun yoyni qisqa yoylarga bo‘lish; b– yoyni kamon o‘chirish kamerasining tor tirqishiga o‘tkazish; V– yoyning magnit maydonda aylanishi; G– neftda yoyning so‘nishi: 1 – qo‘zg‘almas kontakt; 2 - yoy tanasi; 3 - vodorod qobig'i; 4 - gaz zonasi; 5 - yog 'bug' zonasi; 6 - harakatlanuvchi kontakt

Yoyning magnit maydondagi harakati.

Elektr yoyini oqim o'tkazuvchi o'tkazgich deb hisoblash mumkin. Agar yoy magnit maydonda bo'lsa, u holda unga chap qo'l qoidasi bilan aniqlangan kuch ta'sir qiladi. Agar siz yoyning o'qiga perpendikulyar yo'naltirilgan magnit maydon yaratsangiz, u translatsion harakatni qabul qiladi va yoyni o'chirish kamerasining tirqishiga tortiladi (4-rasm, b).

Radial magnit maydonda yoy aylanish harakatini oladi (4-rasm, V). Magnit maydon yaratilishi mumkin doimiy magnitlar, maxsus bobinlar yoki oqim qismlarining o'zi sxemasi. Tez aylanish va yoyning harakati uning sovishi va deionizatsiyasiga hissa qo'shadi.

Yoyni o'chirishning oxirgi ikki usuli (tor tirqishlarda va magnit maydonda) 1 kV dan yuqori kuchlanishli qurilmalarni o'chirishda ham qo'llaniladi.

4. 1 dan yuqori qurilmalarda yoyni o'chirishning asosiy usullarikV.

1 kV dan ortiq kommutatsiya qurilmalarida paragraflarda tasvirlangan 2 va 3 usullar qo'llaniladi. 1.3. va quyidagi yoyni o'chirish usullari ham keng qo'llaniladi:

1. Neftda yoyning yo'qolishi .

Agar o'chirish moslamasining kontaktlari moyga joylashtirilgan bo'lsa, unda ochilish paytida paydo bo'ladigan yoy kuchli gaz hosil bo'lishiga va yog'ning bug'lanishiga olib keladi (4-rasm, G). Yoy atrofida gaz pufakchasi hosil bo'lib, asosan vodoroddan (70-80%) iborat; yog'ning tez parchalanishi qabariqdagi bosimning oshishiga olib keladi, bu esa uning yaxshi sovishi va deionizatsiyasiga yordam beradi. Vodorod yuqori yoyni o'chirish xususiyatiga ega. To'g'ridan-to'g'ri yoy mili bilan aloqa qilish, uning deionizatsiyasiga hissa qo'shadi. Gaz pufakchasi ichida gaz va neft bug'larining uzluksiz harakati mavjud. Yog 'ichida yoyni o'chirish avtomatik to'xtatuvchilarda keng qo'llaniladi.

2. Gaz - havo puflash .

Agar gazlarning yo'naltirilgan harakati hosil bo'lsa, yoyni sovutish yaxshilanadi - portlatish. Yoy bo'ylab yoki bo'ylab puflash (5-rasm) gaz zarralarining uning barreliga kirib borishiga, yoyning intensiv tarqalishiga va sovishiga yordam beradi. Gaz neftni yoy (moy kalitlari) yoki qattiq gaz hosil qiluvchi materiallar (avtogaz portlashi) bilan parchalanishi paytida hosil bo'ladi. Maxsus siqilgan havo tsilindrlaridan (havo kalitlari) keladigan sovuq, ionlashtirilmagan havo bilan puflash yanada samaralidir.

3. Ko'p oqim zanjirining uzilishi .

Yuqori kuchlanishdagi katta oqimlarni o'chirish qiyin. Bu berilgan energiya va tiklanish kuchlanishining yuqori qiymatlarida yoy bo'shlig'ini deionizatsiya qilish qiyinlashishi bilan izohlanadi. Shuning uchun yuqori voltli o'chirgichlarda har bir fazada bir nechta boshq uzilishlari qo'llaniladi (6-rasm). Bunday kalitlarda nominal qiymatning bir qismi uchun mo'ljallangan bir nechta söndürme moslamalari mavjud. ip. Fazadagi tanaffuslar soni kalit turiga va uning kuchlanishiga bog'liq. 500-750 kV o'chirgichlarda 12 yoki undan ko'p uzilishlar bo'lishi mumkin. Arkning yo'qolishini engillashtirish uchun tiklanish kuchlanishi tanaffuslar o'rtasida teng taqsimlanishi kerak. Shaklda. 6-rasmda sxematik ravishda har bir fazada ikkita tanaffusga ega bo'lgan moyli kalit ko'rsatilgan.

Bir fazali qisqa tutashuv uzilganda, qayta tiklanadigan kuchlanish uzilishlar o'rtasida quyidagicha taqsimlanadi:

U 1/U 2 = (C 1+C 2)/C 1

Qayerda U 1 ,U 2 - birinchi va ikkinchi tanaffuslarga qo'llaniladigan stresslar; BILAN 1 - bu bo'shliqlarning kontaktlari orasidagi sig'im; C 2 - kontakt tizimining erga nisbatan sig'imi.

Guruch. 6. O'chirgichdagi uzilishlar bo'yicha kuchlanish taqsimoti: a - moy kalitidagi uzilishlar bo'yicha kuchlanish taqsimoti; b – sig‘imli kuchlanish ajratgichlar; c - faol kuchlanish bo'luvchilari.

Chunki BILAN 2 ko'proq C 1, keyin kuchlanish U 1 > U 2 va shuning uchun o'chirish moslamalari turli sharoitlarda ishlaydi. Kuchlanishni tenglashtirish uchun sig'imlar yoki faol qarshiliklar elektron to'xtatuvchining (MC) asosiy kontaktlariga parallel ravishda ulanadi (16-rasm, b, V). Imkoniyatlar va faol shunt qarshilik qiymatlari uzilishlardagi kuchlanish teng taqsimlanishi uchun tanlanadi. Manevr qarshiliklari bo'lgan kalitlarda, asosiy davrlar orasidagi yoyni o'chirgandan so'ng, qarshiliklar bilan chegaralangan qo'shimcha oqim yordamchi kontaktlar (AC) tomonidan buziladi.

Shunt qarshiliklari qayta tiklash kuchlanishining ko'tarilish tezligini pasaytiradi, bu esa yoyni o'chirishni osonlashtiradi.

4. Vakuumda yoyning yo'qolishi .

Juda kam uchraydigan gaz (10-6-10-8 N/sm2) atmosfera bosimida gazdan oʻnlab marta koʻproq elektr quvvatiga ega. Agar kontaktlar vakuumda ochilsa, yoydagi oqimning noldan birinchi o'tishidan so'ng darhol bo'shliqning kuchi tiklanadi va yoy yana yonmaydi.

5. Gazlarda yoyning yo'qolishi yuqori bosim .

2 MPa yoki undan yuqori bosimdagi havo yuqori elektr quvvatiga ega. Bu siqilgan havo atmosferasida yoyni o'chirish uchun juda ixcham qurilmalarni yaratishga imkon beradi. Oltingugurt geksaftorid SF6 (SF6 gazi) kabi yuqori quvvatli gazlardan foydalanish yanada samaralidir. SF6 gazi nafaqat havo va vodorodga qaraganda ko'proq elektr quvvatiga ega, balki atmosfera bosimida ham yaxshi kamon o'chirish xususiyatlariga ega.

Voltaik yoyning xarakteristikalari haqida gap ketganda, shuni ta'kidlash kerakki, u yorug'lik zaryadiga qaraganda pastroq kuchlanishga ega va yoyni qo'llab-quvvatlovchi elektrodlardan elektronlarning termion nurlanishiga tayanadi. Ingliz tilida so'zlashadigan mamlakatlarda bu atama arxaik va eskirgan deb hisoblanadi.

Arkni bostirish usullaridan yoy hosil bo'lish muddatini yoki ehtimolini kamaytirish uchun foydalanish mumkin.

1800-yillarning oxirida voltaik yoy ommaviy yoritish uchun keng qo'llanilgan. Ba'zi elektr yoylari past bosim ko'plab ilovalarda qo'llaniladi. Masalan, ular yoritish uchun foydalanadilar lyuminestsent lampalar, simob, natriy va metall halid lampalar. Kino proyektorlari uchun ksenon boshq lampalar ishlatilgan.

Voltaik yoyni ochish

Bu hodisa birinchi marta ser Xamfri Deyvi tomonidan 1801 yilda Uilyam Nikolsonning Natural Philosophy, Chemistry and Arts jurnalida chop etilgan maqolasida tasvirlangan deb ishoniladi. Biroq, Davy tomonidan tasvirlangan hodisa elektr yoyi emas, balki faqat uchqun edi. Keyinchalik tadqiqotchilar shunday deb yozishdi: “Bu, shubhasiz, yoyning emas, balki uchqunning tavsifi. Birinchisining mohiyati shundan iboratki, u uzluksiz bo'lishi kerak va u paydo bo'lgandan keyin uning qutblari tegmasligi kerak. Ser Xamfri Deyvi tomonidan ishlab chiqarilgan uchqun uzluksiz emas edi va uglerod atomlari bilan aloqa qilgandan keyin bir muncha vaqt zaryadlangan bo'lsa-da, uni voltaik deb tasniflash uchun hech qanday yoy ulanishi kerak emas edi.

O'sha yili Deyvi bu ta'sirni Qirollik jamiyati oldida namoyish etdi elektr toki ikkita teginish uglerod tayoqchasi orqali va keyin ularni bir-biridan qisqa masofaga torting. Namoyish ko'mir nuqtalari orasidagi doimiy uchqundan deyarli farq qiladigan "zaif" yoyni ko'rsatdi. Ilmiy hamjamiyat unga 1000 ta plastinkadan iborat kuchliroq batareyani taqdim etdi va 1808 yilda u keng miqyosda voltaik yoyning paydo bo'lishini namoyish etdi. Unga nom qo'yganligi ham bor Ingliz(elektr yoyi). U uni yoy deb atadi, chunki elektrodlar orasidagi masofa yaqinlashganda, u ko'tarilgan kamon shaklini oladi. Bu issiq gazning o'tkazuvchanlik xususiyatlariga bog'liq.

Voltaik yoy qanday paydo bo'lgan? Birinchi uzluksiz yoy 1802 yilda mustaqil ravishda kuzatilgan va 1803 yilda rus olimi Vasiliy Petrov tomonidan 4200 diskdan iborat mis-sink batareyasi bilan tajriba o'tkazgan "elektr xossalariga ega maxsus suyuqlik" sifatida tasvirlangan.

Qo'shimcha o'rganish

O'n to'qqizinchi asrning oxirida voltaik yoy ommaviy yoritish uchun keng qo'llanilgan. Elektr yoylarining miltillash va xirillash tendentsiyasi jiddiy muammo edi. 1895 yilda Gerta Marks Ayrton elektr toki haqida bir qator maqolalar yozib, volta yoyi kislorodning yoyni yaratish uchun ishlatiladigan uglerod tayoqchalari bilan aloqa qilishining natijasi ekanligini tushuntirdi.

1899 yilda u elektrotexnika muhandislari instituti (IEE) oldida o'z qog'ozini o'qigan birinchi ayol edi. Uning ma'ruzasi "Elektr yoyi mexanizmi" deb nomlangan. Ko'p o'tmay, Ayrton elektr muhandislari institutining birinchi ayol a'zosi etib saylandi. Keyingi ayol 1958 yilda institutga qabul qilindi. Ayrton Qirollik jamiyatiga qog'oz o'qish uchun ariza berdi, lekin jinsi tufayli unga ruxsat berilmadi va 1901 yilda uning o'rniga "Elektr yoyi mexanizmi" ni Jon Perri o'qidi.

Tavsif

Elektr yoyi - eng yuqori oqim zichligiga ega bo'lgan tur. Yoy orqali o'tadigan maksimal oqim faqat bilan cheklangan tashqi muhit, va yoyning o'zi emas.

Ikki elektrod orasidagi yoy elektrodlar orqali oqim kuchayganda ionlanish va porlash deşarjlari bilan boshlanishi mumkin. Elektrod bo'shlig'ining parchalanish kuchlanishi bosimning, elektrodlar orasidagi masofaning va elektrodlarni o'rab turgan gaz turining qo'shma funktsiyasidir. Ark boshlanganda, uning terminal kuchlanishi porlash razryadidan ancha past bo'ladi va oqim yuqoriroq bo'ladi. Atmosfera bosimi yaqinidagi gazlardagi yoy ko'rinadigan yorug'lik bilan tavsiflanadi, yuqori zichlik joriy va yuqori harorat. U elektronlar va musbat ionlarning taxminan bir xil samarali haroratida porlashdan farq qiladi va porlashda ionlar ancha past bo'ladi. issiqlik energiyasi elektronlarga qaraganda.

Payvandlashda

Kengaytirilgan yoy dastlab kontaktda bo'lgan ikkita elektrod tomonidan boshlanishi va tajriba davomida ajratilishi mumkin. Ushbu harakat yuqori kuchlanishli porlashsiz yoyni boshlashi mumkin. Bu payvandchi payvandlash elektrodini ob'ektga bir zumda tegizish orqali bo'g'inni payvandlashni boshlaydi.

Yana bir misol - kalitlar, o'rni yoki o'chirgichlardagi elektr kontaktlarini ajratish. Yuqori energiya davrlari kontaktning shikastlanishini oldini olish uchun yoyni bostirishni talab qilishi mumkin.

Voltaik yoy: xususiyatlari

Uzluksiz yoy bo'ylab elektr qarshiligi issiqlik hosil qiladi, bu ko'proq gaz molekulalarini ionlashtiradi (bu erda ionlanish darajasi harorat bilan belgilanadi) va bu ketma-ketlikka ko'ra, gaz asta-sekin termal muvozanatda bo'lgan termal plazmaga aylanadi, chunki harorat barcha atomlar, molekulalar, ionlar va elektronlar bo'ylab nisbatan bir xil taqsimlangan. Elektronlar tomonidan uzatiladigan energiya yuqori harakatchanlik va elastik to'qnashuvlar tufayli og'irroq zarralar bilan tezda tarqaladi. katta raqamlar.

Yoydagi oqim katoddagi elektronlarning termion va maydon emissiyasi bilan ta'minlanadi. Oqim katoddagi juda kichik issiq nuqtaga to'planishi mumkin - har bir million amperga teng. kvadrat santimetr. Yorqin razryaddan farqli o'laroq, kamon nozik tuzilishga ega, chunki ijobiy ustun juda yorqin va deyarli ikkala uchida elektrodlarga cho'zilgan. Katod tushishi va bir necha voltli anod tushishi har bir elektrodning bir millimetr qismiga to'g'ri keladi. Ijobiy ustun pastroq kuchlanish gradientiga ega va juda qisqa yoylarda yo'q bo'lishi mumkin.

Past chastotali yoy

Past chastotali (100 Gts dan kam) o'zgaruvchan tok yoyi doimiy tok yoyiga o'xshaydi. Har bir tsiklda yoy buzilish bilan boshlanadi va oqim yo'nalishini o'zgartirganda elektrodlar rollarni almashtiradi. Oqim chastotasi oshgani sayin, har bir yarim tsiklning divergentsiyasida ionlash uchun etarli vaqt yo'q va yoyni saqlab qolish uchun buzilish endi kerak emas - kuchlanish va oqim xususiyatlari yanada ohmik bo'ladi.

Boshqa jismoniy hodisalar orasida joy

Elektr yoylarining turli shakllari - bu oqim va elektr maydonining chiziqli bo'lmagan naqshlarining paydo bo'ladigan xususiyatlari. Yoy ikkita Supero'tkazuvchilar elektrodlar (ko'pincha volfram yoki uglerod) orasidagi gaz bilan to'ldirilgan bo'shliqda paydo bo'ladi, natijada ko'pchilik materiallarni eritish yoki bug'lash qobiliyatiga ega bo'lgan juda yuqori haroratlar paydo bo'ladi. Elektr yoyi uzluksiz zaryadsizlanishdir, shunga o'xshash elektr uchqunli razryad esa bir zumda bo'ladi. Voltaik yoy to'g'ridan-to'g'ri oqim davrlarida yoki o'zgaruvchan tok zanjirlarida paydo bo'lishi mumkin. Ikkinchi holda, u joriy avlodning har bir yarim tsiklida yana zarba berishi mumkin. Elektr yoyi nurli razryaddan farq qiladi, chunki oqim zichligi ancha yuqori va kamon ichidagi kuchlanish pasayishi past. Katodda oqim zichligi kvadrat santimetr uchun bir megaamperga yetishi mumkin.

Buzg'unchi potentsial

Elektr yoyi oqim va kuchlanish o'rtasida chiziqli bo'lmagan munosabatga ega. Yoy hosil bo'lgandan so'ng (yoki yorug'lik oqimidan oldinga siljish orqali yoki elektrodlarga bir lahza tegib, keyin ularni ajratish orqali), oqimning oshishi kamon terminallari orasidagi kuchlanishning past bo'lishiga olib keladi. Ushbu salbiy qarshilik effekti barqaror yoyni saqlab turish uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan ijobiy impedans shaklini (masalan, elektr balastini) o'rnatishni talab qiladi. Bu xususiyat qurilmadagi boshqarilmaydigan elektr yoylari shunchalik halokatli bo'ladi, chunki yoy paydo bo'lgandan so'ng, u qurilma yo'q qilinmaguncha doimiy kuchlanish manbasidan tobora ko'proq oqim oladi.

Amaliy dastur

IN sanoat miqyosi payvandlash uchun elektr yoylari ishlatiladi, plazma kesish, elektr zaryadsizlanishi bilan mexanik ishlov berish, plyonkali proyektorlarda va yoritishda boshq chiroq sifatida. Elektr boshq pechlari po'lat va boshqa moddalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Kaltsiy karbid shu tarzda olinadi, chunki endotermik reaktsiyaga erishish uchun katta miqdorda energiya talab qilinadi (2500 ° S haroratda).

Karbonli yoy chiroqlari birinchi elektr chiroqlar edi. Ular 19-asrda ko'cha chiroqlari va Ikkinchi Jahon urushigacha projektorlar kabi maxsus qurilmalar uchun ishlatilgan. Bugungi kunda past bosimli elektr yoylari ko'plab sohalarda qo'llaniladi. Masalan, yoritish uchun lyuminestsent lampalar, simob bug'li lampalar, natriy bug'li lampalar va metall galoid lampalar, kinoproyektorlar uchun esa ksenon yoy lampalar ishlatiladi.

Kichik o'lchamdagi yoy chaqnashiga o'xshash kuchli elektr yoyi hosil bo'lishi portlovchi detonatorlarning asosidir. Olimlar voltaik yoy nima ekanligini va undan qanday foydalanish mumkinligini bilib olgach, dunyo qurollarining xilma-xilligi samarali portlovchi moddalar bilan to'ldirildi.

Qolgan asosiy dastur yuqori kuchlanishdir kommutator uzatish tarmoqlari uchun. Zamonaviy qurilmalar Yuqori bosim ostida oltingugurt geksaflorid ham ishlatiladi.

Xulosa

Voltaik yoyning yonish chastotasiga qaramay, u sanoat, ishlab chiqarish va bezak buyumlarini yaratishda hali ham keng qo'llaniladigan juda foydali jismoniy hodisa hisoblanadi. Uning o'ziga xos estetikasi bor va uning surati ko'pincha ilmiy-fantastik filmlarda paydo bo'ladi. Kuchlanish yoyi shikastlanishi o'limga olib kelmaydi.

Ish paytida elektr zanjirlari doimiy ravishda yopiladi va ochiladi. Ochilish vaqtida kontaktlar o'rtasida elektr yoyi hosil bo'lishi uzoq vaqtdan beri ta'kidlangan. Uning ko'rinishi uchun 10 voltdan ortiq kuchlanish va 0,1 amperdan ortiq oqim etarli. Yuqori oqim va kuchlanish qiymatlarida kamonning ichki harorati ko'pincha 3-15 ming darajaga etadi. Bu eritilgan kontaktlar va jonli qismlarning asosiy sababiga aylanadi.

Agar kuchlanish 110 kilovolt yoki undan yuqori bo'lsa, bu holda yoy uzunligi bir metrdan ortiq uzunlikka yetishi mumkin. Bunday yoy kuchli elektr stantsiyalari bilan ishlaydigan odamlar uchun jiddiy xavf tug'diradi, shuning uchun kuchlanishdan qat'i nazar, har qanday kontaktlarning zanglashiga olib, uning maksimal cheklanishi va tez o'chirilishi talab qilinadi.

Elektr yoyi nima

Eng tipik misol - plazmadagi uzoq muddatli elektr zaryadsizlanishi shaklida o'zini namoyon qiladigan elektr payvandlash yoyi. O'z navbatida, plazma bir-biri bilan aralashtirilgan ionlangan gazlar va himoya atmosfera, asosiy va to'ldiruvchi metallning juft komponentlari.

Shunday qilib, elektr yoyi - bu ikkita elektrod o'rtasida joylashgan elektr zaryadining yonishi gorizontal tekislik. Yuqoriga moyil bo'lgan qizdirilgan gazlar ta'sirida bu tushirish egilib, yoy yoki kamon shaklida ko'rinadi.

Ushbu xususiyatlar yoyni amalda gaz o'tkazgich sifatida ishlatishga imkon berdi, buning yordamida elektr energiyasi issiqlikka aylantirilib, yuqori isitish intensivligini yaratadi. Ushbu jarayonni elektr parametrlarini o'zgartirish orqali nisbatan oson boshqarish mumkin.

Oddiy sharoitlarda gazlar oqim o'tkazmaydi. Biroq, agar qulay sharoitlar yuzaga kelsa, ular ionlashtirilishi mumkin. Ularning atomlari yoki molekulalari musbat yoki manfiy ionlarga aylanadi. Yuqori harorat va yuqori intensivlikdagi tashqi elektr maydoni ta'sirida gazlar o'zgaradi va o'tkazgichning barcha xususiyatlariga ega bo'lgan plazma holatiga aylanadi.

Payvandlash yoyi qanday hosil bo'ladi

Dastlab, elektrodning uchi va ish qismi o'rtasida kontakt paydo bo'lib, ikkala sirtga ham ta'sir qiladi.
Yuqori zichlikdagi oqim ta'sirida sirt zarralari tezda erib, suyuq metall qatlamini hosil qiladi. U doimiy ravishda elektrod yo'nalishi bo'yicha ortadi, shundan so'ng u yorilib ketadi.
Bu vaqtda metall juda tez bug'lanadi va ionlar va elektronlar zaryadsizlanish bo'shlig'ini to'ldirishni boshlaydi. Amaldagi kuchlanish ularning anod va katod tomon harakatlanishiga olib keladi, natijada payvandlash yoyi boshlanadi.
Termal ionlanish jarayoni boshlanadi, unda ijobiy ionlar va erkin elektronlar konsentratsiyani davom ettiradi, yoy bo'shlig'i gazi yanada ionlanadi va yoyning o'zi barqaror bo'ladi.
Uning ta'siri ostida ish qismi va elektrodning metallari eriydi va suyuq holatda bo'lib, bir-biri bilan aralashadi.
Sovutgandan so'ng, bu joyda payvand choki hosil bo'ladi.

Kommutatsiya uskunasida elektr yoyini o'chirish

Elektr zanjirining elementlarini o'chirish juda ehtiyotkorlik bilan, kommutatsiya uskunasiga zarar bermasdan amalga oshirilishi kerak. Kontaktlarni ochishning o'zi etarli bo'lmaydi, ular orasida paydo bo'lgan yoyni to'g'ri o'chirish kerak.

Yoyni yoqish va o'chirish jarayonlari tarmoqdan foydalanishga qarab sezilarli darajada farq qiladi. Agar to'g'ridan-to'g'ri oqim bo'lmasa maxsus muammolar, keyin o'zgaruvchan oqim mavjudligida bir qator omillarni hisobga olish kerak. Avvalo, yoy oqimi har bir yarim davrda nol belgisidan o'tadi. Ayni paytda energiya chiqishi to'xtaydi, natijada kamon o'z-o'zidan o'chadi va yana yonadi. Amalda, oqim nol belgisini kesib o'tishdan oldin ham nolga yaqinlashadi. Bu oqimning pasayishi va yoyga beriladigan energiyaning pasayishi bilan bog'liq.

Shunga ko'ra, uning harorati pasayadi, bu termal ionlanishni to'xtatishga olib keladi. Yoy bo'shlig'ining o'zida kuchli deionizatsiya sodir bo'ladi. Agar siz hozirgi vaqtda kontaktlarni tezda ochsangiz va yo'naltirsangiz, unda buzilish sodir bo'lmasligi mumkin, kontaktlarning zanglashiga olib, yoy paydo bo'lmasdan o'chadi.

Amalda, shunga o'xshash narsalarni yarating ideal sharoitlar juda qiyin. Shu munosabat bilan, yoyning yo'q bo'lib ketishini tezlashtirish uchun maxsus chora-tadbirlar ishlab chiqilgan. Har xil texnik echimlar yoy bo'shlig'ini tezda sovutish va zaryadlangan zarrachalar sonini kamaytirish imkonini beradi. Natijada, bu bo'shliqning elektr quvvati asta-sekin o'sib boradi va bir vaqtning o'zida u bo'ylab tiklash kuchlanishining oshishi kuzatiladi.

Ikkala miqdor ham bir-biriga bog'liq va keyingi yarim tsiklda yoyning yonishiga ta'sir qiladi. Elektr quvvati tiklash kuchlanishidan oshsa, yoy endi yonmaydi. Aks holda, u doimiy ravishda yonib ketadi.

Arkni o'chirishning asosiy usullari

Ko'pincha yoyni kengaytirish usuli kontaktlarning ajralish jarayonida kontaktlarning zanglashiga olib kelganda, u cho'zilib ketganda qo'llaniladi (1-rasm). Sirtni oshirib, sovutish sharoitlari sezilarli darajada yaxshilanadi va yonishni qo'llab-quvvatlash uchun bu talab qilinadi yuqoriroq qiymat Kuchlanishi.

Boshqa holatda, umumiy elektr yoyi alohida qisqa yoylarga bo'linadi (2-rasm). Shu maqsadda maxsus metall panjara. Uning plitalarida elektromagnit maydon paydo bo'ladi, u ajratish uchun yoyni tortadi. Bu usul 1 kV dan kam kuchlanishli kommutatsiya uskunalarida keng qo'llaniladi. Oddiy misol - havo o'chirgichlari.

Kichik hajmlarda, ya'ni kamon kameralari ichida o'chirish juda samarali deb hisoblanadi. Ushbu qurilmalarda kamon milining yo'nalishi bilan o'qlar bo'ylab mos keladigan uzunlamasına tirqishlar mavjud. Sovuq yuzalar bilan aloqa qilish natijasida yoy intensiv soviy boshlaydi, zaryadlangan zarralarni atrof-muhitga faol ravishda chiqaradi.

Yuqori bosimdan foydalanish. Bunday holda, harorat o'zgarishsiz qoladi, bosim oshadi va ionlanish kamayadi. Bunday sharoitda yoy intensiv ravishda sovutiladi. Yuqori bosim hosil qilish uchun mahkam yopilgan kameralar qo'llaniladi. Usul, ayniqsa, sigortalar va boshqa uskunalar uchun samarali.

Arkni o'chirish, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan yog 'yordamida sodir bo'lishi mumkin. Ular ochilganda, yoy paydo bo'ladi, uning ta'siri ostida yog' faol ravishda bug'lana boshlaydi. U 70-80% vodorod va neft bug'idan iborat gaz pufakchasi yoki qobiq bilan qoplangan bo'lib chiqadi. To'g'ridan-to'g'ri bochka maydoniga kiradigan chiqarilgan gazlar ta'siri ostida pufak ichidagi sovuq va issiq gaz aralashib, yoy bo'shlig'ini intensiv ravishda sovutadi.

Boshqa o'chirish usullari

Elektr yoyini o'chirish uning qarshiligini oshirish orqali amalga oshirilishi mumkin. U asta-sekin o'sib boradi va oqim yonishni ushlab turish uchun etarli bo'lmagan qiymatga kamayadi. Ushbu usulning asosiy kamchiligi uzoq vaqt so'nish vaqti bo'lib, bu vaqt davomida yoyda katta miqdorda energiya tarqaladi.

Ark qarshiligini oshirishga turli yo'llar bilan erishiladi:

Yoyni uzaytirish, chunki uning qarshiligi to'g'ri chiziqda proportsional bog'liqlik uzunligi bilan. Buning uchun kontaktlar orasidagi bo'shliqni yuqoriga qarab o'zgartirishingiz kerak.
Ark joylashgan kontaktlar orasidagi muhitni sovutish. Ko'pincha, yoy bo'ylab yo'naltirilgan puflash ishlatiladi.
Kontaktlar ionlanish darajasi past bo'lgan gaz muhitiga yoki vakuum kamerasiga joylashtiriladi. Bu usul gaz va vakuumli o'chirgichlarda qo'llaniladi.
Yoyning kesimini tor teshikdan o'tkazish yoki aloqa maydonini kamaytirish orqali kamaytirish mumkin.

AC kuchlanish davrlarida yoyni o'chirish uchun nol oqim usuli qo'llaniladi. Bunday holda, joriy qiymat nolga tushguncha qarshilik past darajada qoladi. Natijada, o'chirish tabiiy ravishda sodir bo'ladi va kontaktlarda kuchlanish kuchayishi mumkin bo'lsa-da, ateşleme takrorlanmaydi. Nolga tushish har bir yarim davr oxirida sodir bo'ladi va kamon qisqa vaqt ichida o'chadi. Agar siz kontaktlar orasidagi bo'shliqning dielektrik kuchini oshirsangiz, kamon o'chgan holda qoladi.

Elektr yoyining oqibatlari

Arkning halokatli ta'siri nafaqat jihozlar, balki ishlaydigan odamlar uchun ham jiddiy xavf tug'diradi. Noqulay sharoitlarda siz jiddiy kuyishingiz mumkin. Ba'zida yoyning shikastlanishi o'limga olib keladi.

Qoida tariqasida, elektr yoyi oqim qismlari yoki o'tkazgichlar bilan tasodifiy aloqa qilish paytida paydo bo'ladi. Qisqa tutashuv oqimi ta'sirida simlar eriydi, havo ionlanadi va plazma kanalining shakllanishi uchun boshqa qulay sharoitlar yaratiladi.

Hozirgi vaqtda elektrotexnika sohasida elektr yoylaridan ishlab chiqilgan zamonaviy himoya vositalari yordamida sezilarli ijobiy natijalarga erishilmoqda.