Область катодного падения

Также установлено, что большая часть напряжения на дуге приходится на область катодного падения. Величина катодного падения напряжения составляет [c.192]

Таким образом, механизм дуги можно представить себе следующим. Из катода в результате высокой степени его разогрева (термоэлектронная эмиссия) или наличия около его поверхности больших напряженностей электрического поля (10 —10 в см — автоэлектронная эмиссия) вырывается поток электронов. Первый случай имеет место для материалов катода с высокой температурой плавления и испарения металла (уголь, графит, вольфрам, молибден), благодаря чему температура на их поверхности может достигать в катодных пятнах значений 2 500—3 000° С и выше, когда начинается заметная термоэлектронная эмиссия. Второй случай соответствует материалам с низкой температурой кипения и испарения (ртуть, титан, медь). В области катодного падения поток электронов разгоняется настолько, что за ее пределами происходит интенсивная ионизация частиц газа в дуговом промежутке, причем здесь, по-видимому, весьма существенна роль ступенчатой ионизации. Образовавшиеся положительные ионы под действием поля направляются к катоду и разогревают его вторичные и первичные электроны направляются через столб дуги в направлении анода. На их пути происходят новые соударения (главным образом термическая ионизация) и образование новых заряженных частиц, что компенсирует их исчезновение в более холодных частях столба путем рекомбинации и диффузии. При попадании на анод отрицательные частицы нейтрализуются, выбивая из него некоторое количество положительных ионов, устремляющихся через столб дуги к катоду. Плазма столба в целом нейтральна, т. е. концентрация положительных и отрицательных частиц одинакова, но из-за того, что подвижность электронов по [c.29]

Оценка возможных видов ионизации и деионизации в разрядном промежутке приводит к выводу, что в теплоизолированной дуге в основном происходят термическая ионизация за счет высокой температуры среды н ионизация соударением за счет передачи энергии нейтральным или возбужденным атомам ускоренными в области катодного падения электронами. Деионизация столба происходит за счет рекомбинации заряженных частиц и в меньшей мере за счет диффузии их за пределы столба. Долю ионного тока в рассматриваемом типе дуги можно оценить величиной до 20% электронного тока. Материала для составления баланса элементарных частиц в столбе пока еще мало, однако очевидно, что в установившемся режиме факторы, способствующие ионизации, находятся в динамическом равновесии с факторами, определяющими деионизацию, а плазма дуги квазинейтральна. [c.123]

Строение разрядного промежутка сложно. К катоду прилегает область катодного падения напряжения, протяженность которой примерно равна длине свободного пробега электронов (около 10 см). В этой области происходит резкий рост потенциала (рис. 1-4). Затем начинается столб дуги, потенциал в котором повышается пропорционально расстоянию от катода. Наконец, около анода имеет место новый скачок потенциала — анодное падение напряжения. [c.28]

Характер влияния магнитного ноля зависит от его направленности [3]. При продольном магнитном поле (направление магнитного поля параллельно направлению электрического) заряженные частицы при движении вдоль электрического поля не подвергаются действию магнитного поля. Такое поле сильно действует на положительный столб происходит уменьшение свободных пробегов электронов в радиальном направлении, что действует как увеличение плотности (давления) газа. В области катодного падения потенциала вследствие больших ускоряющих электрических полей влияние продольного магнитного поля сравнительно мало. При поперечном магнитном ноле (направление магнитного поля перпендикулярно направлению электрического) его влияние на область [c.255]

Температура положительного свечения (или средняя температура в области слоистого разряда) обычно составляет несколько сотен градусов Цельсия [169]. В области катодного падения потенциала (вблизи катода) температура выше, чем в положительном столбе. [c.351]

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]

Рис. 510.17. Схема тлеющего разряда и рас-пределение в нем потенциала 1 — катодное свечение 2 — область катодного падения 3 — отрицательное свечение тлеющего разряда 4 — темное фарадеево пространство 5 — положительный столб 6 — область анодного падения.

Напомним, что дуговой разряд при достаточной длине межэлектродного промежутка состоит из трех различных областей катодного падения, анодного падения и столба разряда 838]. Области катодного и анодного падения находятся вблизи соответствующих электродов, протяженность их составляет доли миллиметра. Прикатодная область более узкая. В этой области образуется большая часть электронов и концентрируется основная масса положительных ионов, переносящих электрический заряд к катоду. Для прикатодной области характерны более высокие, чем в столбе разряда, значения температуры и концентрации электронов и их большие осевые градиенты. В приэлектродных областях дугового разряда отмечаются нарушения термодинамического равновесия. - [c.120]

ОБЛАСТЬ КАТОДНОГО ПАДЕНИЯ 231 [c.231]

Область катодного падения [c.231]

ОБЛАСТЬ КАТОДНОГО ПАДЕНИЯ 233 [c.233]

ОБЛАСТЬ КАТОДНОГО ПАДЕНИЯ 235 [c.235]

ОБЛАСТЬ КАТОДНОГО ПАДЕНИЯ [c.237]

Выдвигались предположения о том, что локальные поля, обусловленные шероховатостями поверхности, могут быть на самом деле намного больше, или что эмиссионные константы, используемые в расчетах, относятся к чистым металлам, в то время как поверхность катодов в разряде может быть покрыта какими-либо слоями, увеличивающими эмиссию. Однако в настоящее время нет убедительных доказательств за или против теории автоэлектронной эмиссии. Другое предположение заключается в том, что термическая ионизация раскаленных газов над катодным пятном создает нужные плотности заряженных частиц. Катод притягивает положительные ионы, которые обусловливают ток в области катодного падения. Механизм электронной эмиссии с катода до сих пор неясен. [c.288]

Рис. 105. Распределение потенциала в тлеющем разряде (схематически) 1—область катодного падения, 2—тлеющее свечение, 3—тёмное фарадеево пространство, 4—область положительного столба, 6—область анодного падения.

Непосредственно к катодному пятну прилегает часть разряда, называемая отрицательной или катодной кистью или отрицательным пламенем. Длина катодной кисти в дуге при низком давлении определяется тем расстоянием, на которое залетают быстрые первичные электроны, получившие свои скорости в области катодного падения потенциала. [c.326]

Теории катодного падения потенциала нельзя применить к области анодного падения потенциала, так как элементарные процессы в областях катодного и анодного падения потенциала отличаются, несмотря на то, что в обоих случаях происходит обмен электричества между термической плазмой столба и низкотемпературными электродами. Основным явлением в прикатодной области, как отмечалось выше, является образование носителей электричества, так как в области катодного падения потенциала образуется 99% электронов и ионов, определяющих ток электрической дуги. В области анодного падения потенциала образуется всего лишь 1% носителей заряда в виде электронов, движущихся к аноду, и ионов, движущихся к столбу, в то время, как 99% электронов, попадающих на поверхность анода, поступает из столба дуги. Единой теории анодного падения потенциала для всех типов дуг пока нет. В настоящее время существует две теории анодного падения потенциала теория анодного падения с ионизацией полем [94, 97] и теория анодного падения с термической ионизацией. [c.12]

Существенное значение приписывается процессам на катоде. По теории Таунсенда-Роговского самостоятельный разряд пе может развиваться и поддерживаться без процессов на катоде, за исключением случая высокочастотных разрядов. Для того чтобы длительно существовала плазма Ленгмюра, необходимо наличие области катодного падения тлеющего разряда или необходимо наличие в разрядной трубке катода, из которого происходит обильное выделение электронов путём термоэлектронной или автоэлектронной эмиссии. [c.394]

Такое поведение катодного падения вполне понятно, так как условие стационарности разряда для области катодного падения имеет такой же вид, как и условие зажигания разряда [c.461]

Распределение поля у катода. Излучение катодных частей тлеющего разряда. Механические силы на катоде. Из ряда работ по изучению распределения поля в области катодного падения следует, что напряжённость поля имеет наибольшее значение вблизи катода и уменьшается в сторону тлеющего свечения в области последнего напряжённость поля имеет минимум. При этих исследованиях используются простые зонды, наблюдения отклонения пучков катодных лучей в поле разряда, а также измерения эффекта Штарка (расщепление спектральных линий в электрическом поле). К сожалению, последний метод, не искажающий разряда введением посторонних тел или пучка электронов, применим лишь при сильных полях и, следовательно, лишь в случае аномального катодного падения. Приводим на рисунке 202 кривую распределения напряжённости поля, снятую этим последним способом, и вытекающую отсюда кривую распределения пространственных зарядов [1423, 1512]. [c.463]

Установлено, что в плавящей дуге механизм эмиссии зависит от те.лшературы плавления расходуемого электрода (катода). С этой точки зрения металлы, переплавляемые в ВДП, можно разделить на имеющие температуру плавления до 1 700° С (Ре, К, Ве) и имеющие более высокую температуру плавления (Nb, Мо, Та, У, Не). У первых электронный ток в области катодного падения практически полностью обусловлен механизмом автоэлектронной эмиссии. Поэтому здесь наблюдаются четко выраженные катодные пятна. В частности, на стали плотность тока в катодных пятнах достигает 4,5—5 ка/см , а температура в пятнах (2,7-4-3) X Х10 °С. Установлено, что с увеличением тока растет и илощадь катодных пятен, что приводит к выводу о постоянстве для каждого металла в данных условиях величины плотности тока, в катодном пятне. [c.192]

Из того, что температура и плотность тока эмиссии в катодных пятнах цостоянны и не зависят от тока печи, следует вывод, что и напряженность электрического поля в области катодного падения Е также постоянна для данного металла. Тогда электронный ток дуги в области катодного падения /в должен быть пропорциональным току дуги /д. [c.192]

Ускоряясь, электроцы получают способность возбуждать молекулы-газа при стблкновении с последними. В результате возникает свечение, имеющее форму тонкой пленки (катодное свечение), отделенной от катода темным слоем (астоново темное пространство) и переходящей в слабо светящийся слой (темное катодное пространство). Астоново темное простран- ство, катодное свечение и темное катодное пространство занимают область, катодного падения потенциала, обычно составляющего 300 в см [1537]. К этой области примыкает область отрицательного, или тлеющего свечения, имеющего большую яркость. Предполагается, что в этой области происходит рекомбинация положительных. ионов и электронов, а также возбуждение молекул газа, что и обусловливает большую яркость отрицательного свечения. Заметим, что в спектре последнего преобладают полосы, принадлежащие ионизованным молекулам (например, полосы N2 С0+, Оа и т. д.), что свидетельствует о большой энергии бомбардирующих электронов. [c.350]

Длина столба положительного свечения, в отличие от протяженности области катодного падения потенциала, отрицательного свечения и темного фарадеева пространства, зависящей от давления газа в разрядной трубке, определяется исключительно длиной трубки.. Раздвигая электроды можно пол учить столб положительного свечения любой длины. В положительном свечении, простирающемся практически до самого анода, градиент потенциала имеет постоянное значение, обычно составляющее несколько вольт на 1 мм или несколько вольт на 1 см. В спектре положительного свечейия преобладают полосы нейтральных молекул. См. также [175, стр. 441]. [c.351]

Заметим, что вблизи катода, т. е. в области катодного падения потенциала, химические реакции протекают быстрее, чем в положительном столбе, что обусловлено большими скоростями электронов и более высокой температурой в этой области тлеющего разряда. Однако вследствие малых размеров области катодного падения и практически неограни- [c.352]

Наибольший выход озона был получен при синтезе озона в тлеющем разряде [550]. В этом случав максимальный выход составляет 150 гЫвт-ч, т. е. величину, только в 3 раза меньшую теоретического выхода. Выход в 150 гЫвт-ч удается получить лишь при низких давлениях и при условии охлаждения разрядной трубки жидким воздухом на холодных стенках озон вымораживается, а низкое давление способствует быстрой диффузии его к стенкам. Таким путем сводится к минимуму обратная реакция разложения озона, чему и нужно приписать наблюдающийся в указанных условиях большой выход озона этот выход получается исключительно в положительном столбе тлеющего разряда. В области катодного падения потенциала, в частности в области отрицательного свечения, озон не образуется, причем специальными опытами было показано, что причина этого заключается в быстром разложении озона. [c.355]

Заметим, что вблизи катода, т. е. в области катодного падения потенциала, химические реакции протекают быстрее, чем в положительном столбе, что обусловлено большими скоростями электронов и более высокой температурой в этой области тлеющего разряда. Однако вследствие малых размеров области катодного падения и практически неограниченной протяженности положительного столба суммарная скорость реакции, протекающей в столбе, может зиачительно превысить скорость реакции вблизи катода. Поэтому проведение реакции преимущественно в положительном столбе практически более целесообразно. [c.443]

По сравнению с областью катодного падения напряжения область анодного падения напряжения имеет большую протяженность, а величина анодного падения напряжения примерно такая же, как у катода, поэтому напряженность электрического поля у анода значительно меньше. Поверхность анода бомбардируется электронами, это поддерживает высокую температуру анодного пятна и компенси- [c.61]

При тлеюш ем разряде значительная часть обш его напряжения, подведенного к электродам, приходится на малый промежуток, непосредственно примыкающий к катоду (так называемая область катодного падения потенциала). Положительные ионы, направляющиеся к катоду, приобретают в этой области энергию, достаточную, чтобы выбить из катода необходимое количество первичных электронов. [c.99]

Так как на границе области катодного падения продольный градиент потенциала в разряде мал или даже имеет обратное направление, то количество иоложите.льных ионов, проникающих в область катодного падения из частей разряда, лежащих дальше от катода, ничтожно мало. Поэтому область разряда от катода до границы катодного падения можно рассматривать как [c.269]

Электроны, ускоренные в области катодного падения потенциала до энергий 50—90 эВ, быстро термолизуются в соответствии с распределением Максвелла и увеличивают ионизацию плазмы. [c.39]

Рис. 199. Распределение потенциала в тлеющем разряде (схематически). / — область катодного паденил 2 — тлеющее свечение 3 — тёмное фарадеево пространство -область положительного столба 5 — область анодного паден 1Я.

Так как на границе области катодного падения продольный градиент потенциала в разряде чрезвычайно мал или даже имеет обратное направление вследствие диффузии электронов, то количество положительных ионов, проникающих в область катодного падения нз частей разряда, лежащих дальше от катода, ничтожно мало или равно нулю. Поэтому область разряда от катода до границы катодного падения с очень большой степенью точности можно рассматривать как изолированную и применять к ней условие стационарности разряда в форме (580). Применение условия стационарности (580) и апроксимация коэффициента а формулой — [c.473]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология