Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Электрическая дуга представляет один из видов газового разряда. При нормальных условиях любой газ является непроводником тока, однако, если газ ионизирован, то присутствующие в нем свободные электроны и ионы делают его токопроводящим.

ПОИСК





Индукционный нагрев

из "Электротермия"

Электрическая дуга представляет один из видов газового разряда. При нормальных условиях любой газ является непроводником тока, однако, если газ ионизирован, то присутствующие в нем свободные электроны и ионы делают его токопроводящим. [c.54]
Либо — постоянные коэффициенты, характеризующие материал катода и состояние его поверхности. [c.54]
Как следует из уравнения (2-14), термоэлектронная эмиссия резко возрастает с повышением температуры. Кроме того, происходит также автоэлектронная или электростатическая эмиссия, обусловленная наличием большой напряженности электрического поля у поверхности катода, под влиянием которой электроны также вырываются с катода. [c.55]
Эти виды эмиссии играют главную роль в электрической дуге. Высокая температура катодного пятна поддерживается благодаря тому, что на катод попадают положительные ионы, которые передают ему свою кинетическую энергию. [c.55]
Ионизация в междуэлектродном пространстве при дуговом разряде поддерживается независимо от воздействия каких-либо внешних факторов, поэтому электрическая дуга в электротермических устройствах относится к категории самостоятельных разрядов. [c.55]
Электрическая дуга возникает как при постоянном, так и при переменном токе. Поскольку в последнем случае процессы в дуге усложняются, то целесообразно вначале рассмотреть дугу постоянного тока. [c.56]
Температура катодного пятна приближается, по-видимому, к температуре кипения материала катода. Плотность тока в катодном пятне при угольных электродах достигает 2700—2900 а см . Температура анодного кратера несколько выше, чем катодного пятна так, для угольных электродов при атмосферном давлении она составляет около 4200° К, для стальных — около 2600° К. [c.57]
Температура анодного пятна поддерживается непрерывно попадающим на него потоком электронов. Поскольку площадь анодного пятна больше, чем катодного, плотность тока в нем меньшая и при угольном аноде составляет около 300 а см , а факел дуги несколько расширяется к аноду в виде конуса. [c.57]
Температура столба (факела) дуги 5000—8000° К, а при некоторых условиях и выше. [c.57]
Наряду с ионизацией в столбе дуги происходят процессы, снижающие его электропроводность, а именно происходит рекомбинация ионов при столкновении частиц с противоположными зарядами и диффузия ионов в окружающее пространство под влиянием разности температур и давлений. Оба эти процесса зависят от условий охлаждения. При большем охлаждении как рекомбинация, так и диффузия ионов возрастают. [c.57]
Для устойчивого горения дуги необходимо, чтобы количество возникающих в столбе дуги зарядов компенсировало потерю их вследствие рекомбинации и диффузии. [c.57]
Площадь столба дуги при прочих равных условиях пропорциональна току, поэтому плотность тока в столбе остается практически постоянной. С увеличением тока в дуге условия горения ее улучшаются, так как при этом интенсивность ионизации возрастает в большей степени, чем процессы рекомбинации и диффузии зарядов. [c.57]
Этим объясняется, в частности, то, что в холодной печи дуга горит менее устойчиво. [c.57]
Характер зависимости напряжения на дуге от тока при постоянной длине дуги, или, так называемая, статическая вольт-амперная характеристика дуги, показана на рис. 21. [c.57]
Падающий характер вольт-ампер ной характеристики указывает на то, что при постоянстве длины дуги и постоянном напряжении источника питания для устойчивого горения и ограничения тока в дуге необходимо последовательно с ней включить некоторое сопротивление г. Рассмотрим условия устойчивого горения дуги. [c.58]
Промежуточные значения тока в цепи не могут быть стабильными, так как при них нарушается электрическое равновесие и появляется некоторая разность напряжений АС/ (разность ординат между АКЛ и СДКЕ), под влиянием которой ток в цепи, а следовательно, и в дуге будет возрастать до значения /д . Токи в цепи меньше, чем /д2, и больше, чем /д1. быть не могут, так как при этих условиях становится невозможным электрическое равновесие по уравнению (2-15). [c.59]
Напряжение по длине дуги распределяется неравномерно, в силу специфики тех энергетических процессов, которые происходят на отдельных ее участках. В связи с этим различают области катодного и анодного падения напряжения (около катода и анода) и падения напряжения в столбе дуги. Характер распределения напряжения в дуге показан на рис. 23. [c.60]
В области катодного падения напряжения эмитируемые катодом электроны приобретают скорости, необходимые для ионизации молекул вещества, заполняющего между-электродное пространство. [c.60]
Эта ионизация кладет начало образованию плазмы в столбе дуги. Предполагается, что эмитируемые катодом электроны производят ионизацию при первом же столкновении с нейтральными атомами и молекулами, поэтому протяженность области катодного падения напряжения примерно равна длине свободного пробега электрона и составляет 10 —см, а напряженность поля у катода достигает примерно 10 в/см. [c.60]
Падение напряжения в столбе дуги пропорционально длине столба, что указывает на отсутствие в нем сконцентрированных объемных зарядов и равномерное распределение электронов и ионов. Столб дуги непрерывно теряет заряженные частицы как вследствие рекомбинации, так и диффузии в окружающую среду. При стационарном процессе эта убыль восполняется процессами ионизации. [c.61]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте