Пинч-эффект

При прохождении через плазму электрический ток создает сильное магнитное поле, которое сжимает поток электронов и ионов в плазменный шнур. Этим достигается тепловая изоляция плазмы от стенок сосуда. С увеличением силы тока электромагнитное сжатие плазмы проявляется сильнее. В этом заключается сущность так называемого пинч-эффекта. Как показали исследования, пинч-эффект и силы, создаваемые внешними магнитными полями, меняющимися по определенному закону, можно с успехом использовать для удержания плазмы в магнитной бутылке , где происходит реакция синтеза. [c.13]

Кроме того, при увеличении силы тока во вторичной цепи в открытом канале возникает эффект сжатия металла (пинч-эффект), который может привести к разрыву вторичной цепи, прежде всего в местах с меньшим сечением. [c.218]

Рис. 3-21. Зажигатель Рис. 3-22. Зажигатель ртутного венти-ртутного вентиля. ля, основанный на пинч-эффекте.

Заряженная аэрозоль, отделившись от струи, интенсивно распадается вследствие взаимного отталкивания частиц [27]. oy [2] также провел анализ снарядного режима течения взвесей по существу для тех же условий, что и в рассмотренной выше задаче. В данном случае мы имеем дело также и с магнитным полем, так как направленный перенос твердых частиц приводит к появлению тока . В итоге возникает так называемый пинч-эффект , обычно наблюдаемый в потоке плазмы. Поскольку скорость характерных взвесей существенно меньше скорости света, легко показать [2], что указанный пинч-эффект пренебрежимо мал по сравнению с силой взаимного отталкивания частиц, обусловленной наличием пространственного заряда. При снарядном течении вектор электромагнитного потока Пойнтинга (Е X Н) не равен нулю фактически вектор Пойнтинга обращается в нуль только в случае расширения сферического облака заряженных частиц [2]. Однако это обстоятельство также мало сказывается на течении взвесей. [c.297]

Для дуговых плазмотронов характерна высокая пространственно-временная стабильность плазменной струи и ее физических параметров (распределения температуры, электронной концентрации и др.). Диаметр плазменного шнура ограничен струей холодного газа и пинч-эффектом, вследствие чего увеличение силы тока не приводит к значимому расширению поперечного сечения шнура это создает возможность эффективно регулировать температуру плазмы путем вариации силы тока. При изменении силы тока от единиц до десятков [c.367]

Другой источник возбуждения в спектрометрии, которому в настоящее время уделяют большое внимание, — плазматрон — устроен следующим образом. В закрытой камере, на одном конце которой находится анод, а на другом — катод с небольшим отверстием (полярность электродов иногда бывает обратной), создается плазменная струя, поддерживаемая дугой постоянного тока. В камеру в направлении, параллельном стенкам, вводится газообразный аргон он движется, образуя завихрения, и истекает через отверстие в электроде. Когда в камере зажигается дуга, ее внешние слои охлаждаются потоком аргона, что вызывает термический пинч-эффект , т. е. самопроизвольное стягивание плазменного шнура. В результате этого увеличивается плотность тока, и температура дуги возрастает. Увеличение давления в разряде приводит к выталкиванию горячей плазмы через отверстие в электроде, и она появляется во внешней области горелки в виде струи, похожей на пламя. При более высокой силе тока дуга испытывает также магнитный пинч-эффект , связанный с магнитным полем, индуцированным самой плазмой. [c.94]

Рще лучшие результаты получены при определении элементов с низкой и средней энергией ионизации (менее 9 эВ) при воздействии на дуговой разряд однородного магнитного поля (О/уШ). В работе [225] приведены результаты исследования этого эффекта. Работа выполнена с вертикальной дугой постоянного тока силой 10 А нижний электрод с шейкой, диаметр кратера 4,4 мм, глубина 2 мм верхний электрод заточен на конус аналитический промежуток 3 мм. Напряженность магнитного поля 8, 16 и 24 кА/ м, Угольный пороиюк содержал металлы в виде оксидов магния — 0,00003% алюминия, железа, индия, марганца, хрома, олова, сурьмы, свинца, ванадия— 0,001% цинка—0,01%. При наложении ОМП любой напряженности возрастает эффект прикатодного усиления атомных и особенно ионных линий. Так, при наложении ОМП оптимальной напряженности (8 кА/м) атомные линии Мп 279,4 нм М 285,2 нм Сг 301,7 нм и Ре 302,0 нм усиливаются у катода соответственно в 2,5 3,4 4,2 и 3,2 раза, а ионные линии Мп 294,9 нм Mg 279,6 нм Сг 283,5 нм и Ре 259,8 нм — соответственно в 5,7 4,1 5,3 и 5,2 раза. При наложении ОМП усиление линий начинается уже вблизи анода и достигает максимума в прикатодном участке. Авторы объясняют такое усиление линий эффектом магнитодинамического сжатия плазмы у катода ( пинч-эффект ), благодаря чему происходит увеличение количества частиц элементов в плазме вдоль всего разрядного промежутка по направлению от аиода к катоду. [c.122]

Рис. 1-17. Схема замещения (а) насоса, основанного на пинч-эффекте, и часть немагнитной пластины (б).

Явление пинч-эффекта [33, 34] наблюдали не только в монофракционном твердом материале, но и в [c.109]

Плазматроны. В последние годы для получения дуговой плазмы широкое применение нашли плазматроны [10.20, 10.21]. Принцип их действия следующий. Плазма, образованная дуговым разрядом постоянного или переменного тока, струей газа — носителя разряда выдувается на значительное расстояние от межэлектродного промежутка. Механизм действия плазматрона ясен из рис. 10.13, б. В камере зажигается дуга между тугоплавкими электродами при силе тока 20—30 а. Для ряда целей сейчас делают плазматроны на токи в сотни ампер. Анод имеет отверстие, через которое выдувается инертный газ, подаваемый под давлением 1,5—2 ат в направлении касательных к стенкам камеры. Образующиеся в камере вихревые потоки газа охлаждают плазму снаружи, благодаря чему разрядный шнур сжимается и плотность тока в нем увеличивается. Дополнительное сжатие происходит в результате сил магнитного давления (пинч-эффект). Сжатая таким образом плазма вместе с газом выбрасывается через отверстие анода и светится в виде устойчивой струи длиной 10—15 мм. [c.268]

Представляет собой максимально возможное полное давление в дуге и, следовательно, верхний предел кинетической энергии потока. Давление в дуге возникает под действием электромагнитных сил (сил Лоренца). Радиальное сжатие (пинч-эффект) обратно пропорционально сечению, через которое течет ток. Следовательно, оно постепенно убывает по направлению от катода к аноду. Таким о бразом, действие электромагнитных сил является максимальным вблизи катода и пренебрежимо мало около анода Щ. 1Ь]. Поэтому область, расположенная перед катодом, действует подобно электромагнитному насосу. Этот насос забирает газ из окружающего пространства и выбрасывает его в направлении анода в виде свободной струи. Эта струя смешивается с окружающим газом, и в результате образуется постепенно расширяющийся потОк. Качественная схема такого потока показана на рис. 2. [c.112]

Значительного увеличения температуры в столбе электрической дуги можно достигнуть путем увеличения частоты столкновения частиц в плазме. Для этого можно использовать тепловые и магнитно-гидродинамические эффекты. Сущность теплового эффекта сжатия [5] электрической дуги (пинч-эффект первого рода) состоит в ограничении объема плазмы электрической дуги путем охлаждения наружных слоев плазмы. Охлаждение внешней области плазмы снижает ионизацию в этой области и ток электрического разряда стремится сконцентрироваться в более горячей центральной части электрической дуги. 5то приводит к увеличению плотности тока в стриммере электрической дуги, а следовательно, и к увеличению температуры. При дальнейшем увеличении плотности тока в электрической дуге первостепенное значение приобретает эффект магнитного сжатия столба разряда (пинч-эффект второго рода) 182]. [c.10]

В первичных реле постоянного и переменного тока, рассчитанных на большие токи в контролируемой цепи, удобен насос, основанный на эффекте сужения (пинч-эффекте). Суть эффекта заключается в том, что при протекании тока / по проводнику отдельные его. нити испытывают электродинамические усилия в направлении центра проводника [Л. 1-17]. В круглом проводнике индукция в любой точке направлена по касательной, а сила —по радиусу. При изменении сечения проводника линии тока искривляются и возникает направленная в сторону большего сечения продольная составляющая силы [c.8]

На рис. 1-3 показан простейший насос, основанный на пинч-эффекте. Между шинами 2, подводящими ток к насосу, зажато кольцо I из изоляционного материала. Через шины выведены трубки 3 и 4. Пространство внутри кольца и трубок заполнено электропроводящей жидкостью. Ток проходит по пути шина — жидкость, в кольце — шина. Возникает направленная к центру сила, которая выдавливает жидкость из трубки 3 в трубку 4. В большинстве аппаратов для получения, практически приемлемого давления необходим ток порядка нескольких тысяч ампер. При этом диаметр жидкого проводника определяется допустимой плотностью тока в нем. Увеличение давления при относительно малых токах можно осуществить посредством использования ферромагнитного материала и последовательного включения каналов [Л. 1-18]. Такой насос (рис. 1-4) состоит из ферромагнитного цилиндра / с пазом по образующей, в который вставлена биметаллическая пластина, собранная из двух частей немагнитной 2 и ферромагнитной 3, изготовленных в виде гребней с вырезами. Обе части плотно пришлифованы друг к другу и образуют спиральный канал. Биметаллическая пластина вставлена в паз цилиндр 1 таким образом, что ее зубцы направлены к оси стержня. Все наружные щели заварены или заклеены, а начало и конец спирального канала соединены с входным и выходным штуцерами. Следовательно, насос представляет собой металлический стержень, внутри которого имеется канал, заполненный электропроводящей жидкостью. Насос подключается таким образом, что [c.8]

Рис. 1-3. Одноступенчатый МГД-насос, основанный на пинч-эффекте.

Насос, основанный, на пинч-эффекте (рис. 1-3), может быть использован в токовом реле [Л. 1-22] и преобразователе постоянного тока в пульсирующий ток [Л. 1-23]. Основной элемент преобразователя — капиллярная трубка, заполненная ртутью. Трубка включена в цепь постоянного тока. При протекании тока за счет пинч-эффекта и джоулева тепла в трубке образуется газовый пузырь, который размыкает цепь. Затем пары жидкости конденсируются, контакт в капилляре восстанавливается и процесс повторяется с частотой, которая [c.11]

Расчет давления, развиваемого насосом, основанным на пинч-эффекте (см. рис. 1-4), затруднен из-за нелинейности характеристики намагничивания материала цилиндра и трудности определения плотности тока в жидкости (например, ртути). Можно приближенно считать, что параллельно включены цилиндр с пазом 1, ферромагнитная 3 и немагнитная 2 пластины с каналами, заполненными ртутью. Если ртутью смачиваются только внутренние поверхности зубцов немагнитной пластины, то цилиндр и обе пластины электрически соединены между собой только по концам насоса, а ртуть в пазах ферромагнитной пластины ток не проводит (ферромагнитная пластина может быть покрыта тонким слоем изоляции). Тогда в статическом режиме справедлива схема замещения, представленная на рис. 1-17, а. Здесь / — общий ток в насосе /ф , /ф2, /р. н—соответственно ток в ферромагнитном цилиндре, ферромагнитной и немагнитной пластинах / — омическое сопротивление участков немагнитной пластины длиной / (часть пластины на рис. 1-17,6) и шириной Гз—г4 —то же длиной —2 а и шириной Гз / р —сопротивление ртути Rэ.и — переходное сопротивление на границе жидкость — твер-36 [c.36]

Один из экспериментальных образцов реле с насосом на пинч-эффекте представлял собой 11-ступенчатый ферромагнитный цилиндр диаметром 3 см. Толщина немагнитной медной пластины 0,15 см жидкость — ртуть. [c.40]

На рис. 3-22 — зажигатель металлического ртутного выпрямителя, основанный на пинч-эффекте [Л. 3-17]. В дно чаши катода 1 вмонтирована трубка 3, которая охватывает магнитопровод трансформатора 4. Ртуть катода образует в трубке короткозамкнутый виток вторич- [c.100]

Приведенные на рис. 4-13 и 4-14 графики построены на основе экспериментов при токах до 30 мА в коммутируемой цепи. Следовательно, влияние пинч-эффекта и нагрева жидкостного контакта на устойчивость мостика не учитывали. При значительных плотностях тока это влияние может быть весьма существенным. Например, согласно (1-14) при плотности тока в контактном электроде /=3 А/мм к=0,5 мм и Го = 0,35 мм сжимающая сила составляет 25-10- Н, а сила тяжести — около 180-10 Н. Очевидно, что при больших плотностях тока влиянием сжимающего эффекта пренебрегать нельзя. Влияние нагрева мостика на срабатывание рассматривалось в [Л. 4-5]. [c.122]

При охлаждении периферии дуги степень ионизации в периферийной зоне уменьшается, в результате чего ток разряда ко-нцентрируется в более горячей центральной зоне дуги, нагревая ее до еще более высокой температуры. Высокая температура в этой зоне возникает вследствие возрастания в ней плотности плазмы, приводящей к увеличению числа столкновений электронов с ионами и нейтральными молекулами. Это явление называют термическим пинч-эффектом . Оно представляет весьма большой интерес, так как возникает кажущийся парадокс при охлаждении периферийной зоны центральная зона дуги нагревается до более высоких температур. [c.325]

Помимо термического пинч-эффекта, возникает и магнитный пинч-эффект , еще больше повышающий температуру дуги. Под действием наведенного магнитного поля параллельные потоки взаимно притягиваются. Термический пиич-эффект увеличивает плотность противоположно направленных потоков электронов и ионов, что пр иводит к увеличению интенсивности магнитного поля, индуцируемого этими потоками. Это в свою очередь вызывает еще большее сжатие и повышение плотности дуги в результате подводимая мощность концентрируется в дуге весьма малого диаметра и, таким образом, образуется чрезвычайно горячая плазма. Термический и магнитный пинч-эффекты ограничивают диаметр шнура или столба разряда, отрывая его от стенок, что создает возможность продолжительной непрерывной работы горячей струи плазмы без опасности плавления стенок камеры. [c.325]

Математический анализ магнитного пинч-эффекта показывает [7, 64], что по оси шнура плазмы образуется высокопроводящая среда. Принцип работы плазменного генератора был открыт Фарадеем, который показал, что две параллельные проволоки, по которым течет ток, движущийся в одном и том же направлении, взаимно притягиваются. Очень интересные фотоснимки пргач-эффектов опубликованы в статье, посвященной плазменной струе [18]. Опубликована превосходная библиография по физике плазмы и родственным явлениям [56]. [c.325]

Этот так называемый пинч-эффект объясняется на основе критерия максимальных удлинений. Разрушение однонаправленного стеклопластика в трансверсальной плоскости при двухосном сжатии происходит из-за разрыва (вырыва) волокон и [c.85]

Если жидкость распыляют в камеру под давлением в потоке инертного газа и выдувают через небольшое отверстие в катоде дуги постоянного тока, то в спектре разряда и в самом разряде происходят большие изменения. Температура разряда повышается от 6000 до 10 000°. Помимо обычных атомных линий, характерных для дуги, в плазматроне возбуждается спектр ионов, который, как можно было предвидеть, является преобладающим. Температура нлазматрона (или плазменной дуги, как его часто называют) зависит от силы тока, геометрии установки, характера газа или смеси газов и скорости потока. По мере увеличения скорости потока через выходное отверстие электропроводность струи возрастает, что в свою очередь приводит к повышению плотности тока и к увеличению температуры в середине струи разряда. Этот так называемый термический пинч-эффект сопровождается электрическим пинч-эффектом, еще более увеличивающим температуру центральной части струи. Так же как в параллельных проводах, ток, текущий в том же направлении, что и газ, заставляет ионы взаимно притягиваться. Благодаря этому происходит дальнейшее повышение температуры магнитогидродинамическими силами (рис. 9). [c.159]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология