Электрические характеристики дугового разряда

Электрические характеристики дугового разряда [c.34]

Характеристики дугового разряда. Электрические, а следовательно, спектральные и аналитические характеристики дугового разряда в основном определяются силой и плотностью тока и напряжением на электродах. [c.74]

Возникновение дугового разряда при изменении силы тока в разрядном промежутке при низком давлении (133,3 Па) отмечено точкой на статической вольт-амперной характеристике (рис. 4.1). Распределение электрического потенциала между электродами при горении дуги неравномерно (рис. 4.2), поэтому в пространстве катод I - анод 2 выделяют три характерных области анодного падения напряжения I, столба II и катодного падения III (рис. 4.2). Дуга отличается малым 80 [c.80]

Поскольку плазма не находится в равновесии, ее характеристики отвечают лишь определенным стационарным процессам. Непрерывно происходит ионизация и нейтрализация зарядов, выделение энергии внутри плазмы и охлаждение вследствие взаимодействия с окружающей средой. При этом наиболее трудно происходит обмен энергией между ионами и электронами, что обусловлено большим различием в их массах. Поэтому отсутствует термическое равновесие между ионами и электронами, а также и нейтральными частицами (молекулами). Энергию от электрических источников (например, дуг) непосредственно получают электроны. Вследствие этого 7 а>7 и>7 м, где Тэ, Ти, 7 м — температуры электронов ионов и молекул (или атомов). В газоразрядных трубках Гэ имеет порядок 10 С, а Та и Ты лишь (1—2)-10 °С. В дуговом разряде, где плотность газа выше и число столкновений больше, величины Та, Тя и Та сближаются. При этом Т и Тм достигают около 6000° С. [c.357]

Одновременно с увеличением плотности тока уменьшается разность потенциалов между электродами. В развившейся дуге эта разность потенциалов обычно составляет всего лишь несколько десятков вольт (для поддержания тлеющего разряда необходима разность потенциалов в несколько сотен и тысяч вольт). Большая плотность тока и низкое напряжение — основные характеристики электрической дуги постоянного тока. Дуги могут гореть как при низких, так и при высоких давлениях. Примером дуг низкого давления может служить ртутная дуга, горящая в атмосфере ртутных паров примером дуги, горящей при атмосферном давлении,— обычная угольная дуга или дуга с металлическими электродами. Применяются также дуги, горящие при давлениях, значительно превышающих атмосферное. Благодаря низкому напряжению электроны в дуговом разряде имеют сравнительно малые скорости. Поэтому в спектре дуги преобладает излучение нейтральных атомов и молекул. В связи с этим спектры, испускаемые нейтральными частицами, обычно называют дуговыми спектрами в отличие от искровых спектров, преобладающих в излучении электрических искр и испускаемых ионами. [c.353]

С электрической точки зрения и по спектральным характеристикам искровой разряд резко отличается от дугового. Отличается также и механизм поступления вещества электродов в искру. Искра горит в атмосфере воздуха, материал электродов в проведении тока не участвует. Первая стадия пробоя длится 10 — 10- сек и ее излучение состоит из линий атмосферы, так как материал электродов за это время не успевает испариться. [c.40]

Характеристика трех главных типов самостоятельного разряда (темный, тлеющий и дуговой разряды) определяется соотношением напряженности электрического поля и силы протекающего тока. На рис. 1 У-2 приведена зависимость потенциалов горения V всех этих разрядов от силы тока /. [c.123]

Основные безразмерные числа, полученные из уравнений (2.5.1 ) — (2.5.6 ), пока не могут быть использованы в качестве обобщенных аргументов, поскольку в них входят ряд масштабных значений ро, /о, о, Ёо), которые во многих случаях заранее не известны. Их необходимо выразить через известные величины, но так как для разных типов дуг задаются различные условия, то способ выражения определяющих величин зависит от вида дугового разряда. Кроме того, для обобщения характеристик плазмотронов, работающих на разных газах, необходимо найти определяющие значения физических свойств Но ро Оо Хо. Мы сначала рассмотрим преобразование основных безразмерных чисел для некоторых наиболее типичных электрических дуг (см. рис. 1) [2, 3]. [c.160]

МВт. Хотя, согласно [6], плазмотрон с двусторонним истечением плазмы (рис. 1.6, г) и перспективен в отношении ресурса работы электродов, но с технологической точки зрения он, по-видимому, менее удобен, чем плазмотроны с односторонним истечением, поскольку изменения условий истечения на одном из его выходов должны сильно сказываться на режиме работы технологической схемы, использующей второй выход. Существенным недостатком плазмотронов с самоустанавливающейся длиной дуги является наличие падающей вольт-амперной характеристики, что предъявляет особые требования к источнику питания [6]. От этого недостатка свободны плазмотроны с фиксированной длиной дуги, схемы которых приведены на рис. 1.7. Наличие у таких плазмотронов восходящей вольт-амперной характеристики обеспечивает устойчивое горение дуги без балластного сопротивления и позволяет получить максимально возможный электрический КПД. Вольт-амперные характеристики плазмотронов с самоустанавливающейся и фиксированной длинами дуг приведены на рис. 1.8. Мы не останавливаемся здесь на плазмотронах, работающих по коаксиальной схеме и с магнитной стабилизацией дугового разряда, достаточно подробно описанных в [5] в настоящее время они находят весьма ограниченное применение в плазмохимической технологии. [c.10]

Не касаясь применения инертных газов в натриевых и цезиевых лампах, упомянем о газовых лампах высокого и сверхвысокого давлений, в которых используется излучение дугового разряда в тяжелых инертных газах (Аг, Кг, Хе) при больших плотностях тока и давлениях от одной до нескольких десятков атмосфер. Разряд в этом случае характеризуется непрерывным спектром излучения, что обеспечивает хорошую цветопередачу освещаемых объектов. В отличие от ламп с парами металла (Hg, На) в газовых лампах электрические и световые характеристики в широких пределах не зависят от температуры колбы. [c.29]

Электрические свойства покрытий в полной мере определяются электрической прочностью (пробивным напряжением), поверхностным сопротивлением, диэлектрическими потерями (потерями, вызываемыми внутренней ионизацией или короной), дугостойкостью и объемным удельным сопротивлением. Следует, однако, отметить, что покрытия подземных металлических трубопроводов можно достаточно полно характеризовать по удельному сопротивлению это практически всегда и выполняется. Это объясняется небольшими электрическими нагрузками, воспринимаемыми изоляцией трубопроводов. Даже в самом неблагоприятном случае при воздействии на изолированный трубопровод весьма интенсивного поля блуждаю-ш,их токов разность потенциалов труба — земля не превосходит нескольких десятков вольт. Поэтому вопрос о высокой электрической прочности не имеет существенного значения для подземных трубопроводов. Диэлектрические потери в изолирующем покрытии, оцениваемые тангенсом угла потерь, представляют собой отношение активной составляющей напряжения к реактивной. Этот показатель имеет важное значение при выборе материала для покрытий при работе последних на высоких частотах. Для таких условий нужны материалы с малыми диэлектрическими потерями. Очевидно, что нет никакого смысла применять и этот параметр для характеристики покрытий трубопроводов, ибо последние в худшем случае могут оказаться лишь в поле блуждающих токов частотой 50 гц. Не имеет также смысла по тем же причинам говорить о дуговой стойкости, т. е. способности материала противостоять разряду вольтовой дуги. [c.53]

Генерация незатухающих колебаний при помощи электрической дуги. Благодаря тому, что дуга имеет падающую характеристику, она может быть использована в качестве генератора незатухающих колебаний. Схема такого дугового генератора представлена на рисунке 238. Условия генерации колебаний в такой схеме выведены в главе XII при рассмотрении внешних условий устойчивости разряда и даются неравенством [c.530]

Например, процессы испарения и возбуждения могут быть про ведены не только в пламенах различных типов (светильный газ— воздух ацетилен — воздух ацетилен — кислород), но и в много численных электрических источниках света — дуговых (4000— 7000 °К) или искровых (5000—10 000°К). Электрические разряды е нужными характеристиками можно получить с помощью генераторов. [c.390]

Большинство силиконов обладает также высокими диэлектрическими характеристиками. Электрическая прочность затвердевших силиконовых смол при сечении 25 мк равняется 60 000— 80 ООО в. При дуговом искровом разряде силиконы не обугливаются. [c.302]

На рис. 1 представлена характеристика ионного тока в течение единичного электрического пробоя. Как видно, вакуумный искровой разряд завершается за 10 сек. и, что более важно, за этот отрезок времени он пробегает различные энергетические состояния от высоковольтной 1), через промежуточную ( ),к завершающей низковольтной стадии пробоя 3). Таким образом, суммарный ионный ток также слагается из трех составляющих, каждая из которых отличается условиями образования. Большая часть регистрируемых ионов образуется в низкоэнергетической дуговой стадии разряда, поскольку время существования ее на два порядка больше времени существования двух других стадий. [c.45]

Электрической искрой называют также форму прохождения электрического тока через газ при высокочастотном разряде конденсатора через короткий разрядный промежуток и контур, содержащий самоиндукцию. В этом случае в течение значительной доли полупериода высокочастотного тока разряд представляет собой дуговой разряд переменного режима. Параметры этого разряда, в частности ход его динамической вольтамперной характеристики, существенны при генерации затухающих электрических колебаний при помощи разряда конденсатора, как это показал в 1916 году русский физик Д. А. Рожанский. [c.348]

В заключение отметим, что только что изложенная теория позволяет решать, по крайней мере в первом приближении, вопросы не только о внешних условиях устойчивости режима разряда, но и об условиях возникновения стационарных электрических колебаний в цепи, содержащей газоразрядный промежуток. С другой стороны, эта теория представляет собой лишь первый, далеко неполный подход к решению поставленных задач. В частности, если динамическая характеристика разряда сильно отличается от статической, то необходимо было бы пользоваться первой, а это невозможно, так как ход динамической характеристики зависит от скорости изменения 1 я I/ во времени (пример — дуговой разряд на переменном токе). В этих случаях для приближённого решения вопроса приходится пользоваться некоторой средней характеристикой, выбранной в соответствии с условиями опыта. С таким примером мы встретимся в главе о дуговом разряде при помощи схемы рисунка 173, пользуясь электрической дугой между угольными электродами при атмосферном давлении, можно генерировать электрические колебания только не слишком большой частоты, так как при очень больших частотах средняя характеристика дуги перестаёт быть падающей и II становится > 0. [c.408]

Дж. Дж. Томсон показал, что в этом случае в течение значительной доли полупериода высокочастотного тока разряд представляет собой дуговой разряд переменного режима [1929, 1930]. Параметры этого разряда, в частности ход его динамической вольтамперной характеристики, являются существенными при генерации затухающих электрических колебаний при помощи разряда конденсатора, как это показал в 1916 году русский физик Д. А. Рожанский [1931]. [c.545]

Зондовые измерения распределения потенциала по радиусу дуговой камеры и анализ экспериментальных данных [32] по вольт-амиерным характеристикам несамостоятельного разряда показывают, что столб дуп1 окружен относительно холодным электропроводным газом, потенциал которого приблизительно равен потенциалу дуги в данном сечении. В дальнейшем столб дуги и указанный газ для краткости будем называть столбом электропроводного газа. Здесь рассматривается устойчивость столба электропроводного газа в сильном радиальном электрическом поле, выводятся формулы для расчета минимальной скорости вращения среды, необходимой для стабилизации (гидродинамические неустойчивости, не связанные с электрическим полем, не рассматриваются и не учитываются). Эта задача имеет много общего с исследованием неустойчивости поверхности раздела тяжелой электропроводной и рас-ьоложенной над ней более легкой неэлектропроводной жидкостей в сильном электрическом поле плоского электрода [29]. [c.199]

Для практических применений дугового разряда, так же как и тлеющего, наибольшее значение имеет положительный столб, составляющий главную по протяженности часть разряда. При пониженном давлении (миллиметры и десятые миллиметра ртутного столба) положительный столб дуги может не отличаться от столба тлеющего разряда составляющая его плазма также может быть неизотермичной. Однако при увеличивающейся силе и плотности тока возрастает концентрация электронов и вследствие этого появляется возможность ступенчатой ионизации. Поэтому компенсация потерь заряженных частиц в плазме может в этих условиях осуществляться более медленными электронами, иначе при более низкой электронной температуре. Иными словами, для поддержания стационарного состояния плазмы теперь необходимы ускоряющие электроны поля меньшей напряженности, т. е. более низкие градиенты потенциала. Это понижение и ведет к падающей вольт-амперной характеристике дуги (см. рис. 16), т. е. к уменьшению напряжения при увеличении силы тока. С другой стороны, при увеличении силы тока и повышении давления одновременно с понижением температуры электронов происходит повышение температуры газа, что связано с увеличением числа столкновений между электронами и молекулами газа и, следовательно, с все возрастающей отдачей энергии, набираемой электронами в электрическом поле плазмы, [c.47]

Для электропитания МЭРН обычно применяют вьшрямители с напряжением холостого хода от 3 до 7 кВ. Для предотвращения дугового разряда при запуске используют ограничители тока короткого замыкания. К разрядному блоку должна подводиться оптимальная электрическая мощность, отвечающая мгновенному значению откачиваемого газового потока. При большей мощности начинается избыточный разогрев электродов, приводящий к росту термодесорбдаонных потоков при недостаточной мощности падает производительность насоса. Поэтому разрядная система и блок питания в интервале давлений 10—10 Па должны иметь строго согласованные электрические характеристики (рис. 5.9). Этому требованию вполне удовлетворяет трансформаторный вьтрямитель, ток короткого замыкания которого подбирается числом витков в обмотке и магнитным шунтом (рис. 5.10). [c.196]

Воздействие электрического разряда на химпчес] ие вещества зависит от характера разряда, который определяется в первую очередь разностью потенциалов, давлением в зоне разряда и плотпослыо тока. Различают три основных типа электрического разряда тихий, тлев)щий и дуговой. Па рис. 44 схематически показаны области существовании этих основных типов разряда. При изменении этих параметров один тип разряда переходит в другой. Характеристика разрядов различного типа приведена в [66, 29]. [c.178]

Основными типами разрядов постоянного тока являются следующие темный, или таунсендовский, тлеющий и дуговой (рис. 1.1). Таунсендовский разряд несамоподдерживающийся, и для его существования кроме приложения электрического поля необходим внешний источник электронов. С увеличением разности потенциалов между электродами происходит переход от темного разряда к тлеющему, разряд становится самоподдерживающимся и характеризуется тем, что разность потенциалов между электродами практически не зависит от величины тока. При достижении более высоких значений силы тока происходит второй переход — вместо тлеющего разряда возникает дуговой. Условия экспериментов, описываемые пересечением кривой нагрузочной характеристики источника питания с кривой вольт-амперной характеристики разряда, определяют конкретный тип разряда. [c.12]