Elektrinis lankas - Tai elektros išleidimas dujose. Pati dujos yra izoliatorius, nėra dabartinių vežėjų. Kai dujose dujose yra didelis elektrinių dalelių skaičius - nemokami elektronai su neigiamu įkrovimo ženklu ir teigiamai ir neigiamai apmokestinami dujų jonai pradeda atlikti dabartinę.

Patekus ant elektrodo galo su pagrindiniu metalu, skiriamas didelis šilumos kiekis, dėl kurio yra pagreitinta laisvo elektronų judėjimas.

Kai elektrodas yra atskirtas nuo bazinės metalo interlectrode spraga, elektronai susiduria su neutraliais dujų atomais ir jonizuojančiais jomis, t.y. Dalintis jonų su skirtingais įkrovimo ženklais. Todėl dujos tampa elektriniu būdu. Elektronų emisijos (išėjimo) tipai nuo elektrodo pabaigos:

• termoelektroninė emisija;
• auto elektroninė emisija;
• fotoelektroninė emisija;
• elektronų emisija dėl didelių jonų srautų.

Laisvų elektronų susidarymo (jonizacijos) procesai ir jonų į elektros lanko neutralių dujų tūrį įtakoja stabilus lanko deginimas. Apsvarstykite jonizacijos tipus elektros iškrovimui.

Susidūrimo jonizacija. Elektronų judėjimas yra labai paspartintas pagal elektros lauko veikimą katodo regione. Jie susitinka dėl neutralių dujų atomų, nukentėjo juos ir trankyti elektronus. Šildymo jonizacija (šiluminė jonizacija). Jonų susidarymas dujų laikmenoje stebimas aukštesnėje kaip 1750 ° C temperatūroje. Šildymo jonizacija teka per neelastines dujų dalelių susidūrimus su didele marža kinetinės energijos. Švitinimo (fotoonizacijos) jonizacija. Šiuo atveju elektros lanko dujų jonizacija sukelia poveikį šviesos spinduliuotės energijos dujų skirtumui. Jonizacija pagal spinduliuotę atsiras, jei šviesos energijos energija viršys energijos, reikalingos dujų dalelėms jonizuoti.

Suvirinimo lanko savybės

Suvirinimo lanko uždegimas prasideda nuo suvirinto metalo elektrodo momento, t.y. Su trumpu jungimu.

Fig. 1 rodo procesų seką su suvirinimo lanku uždegimo.

Nuo elektrodo galo ir suvirinto metalo paviršiuje turi pažeidimus, kontaktas tarp jų su trumpu jungimu atsiranda pasirinktuose taškuose (1a pav.).

1 pav. Suvirinimo lanko uždegimo seka
A - trumpas jungimas; B - džemperių susidarymas nuo skysto metalo; į - lanko atsiradimas

Todėl dabartinis tankis kontaktų taškuose pasiekia dideles vertes, metalas yra nedelsiant ištirpęs, formuojant džemperį nuo skysto metalo tarp elektrodo ir suvirinto metalo (1B pav.).

Kai elektrodas yra pašalinamas iš metalo paviršiaus iki tam tikro ilgio, vadinamas lanko l ilgio, skystas megztinis yra ištemptas su skyriuje sumažėjimu, tada pasiekti metalo megztinį, virimo temperatūros garuoja ir džemperis metu pertraukos (1b pav.).

Suformuotas išleidimo tarpas, kuris yra užpildytas įkrautų metalinių garų dalelių, elektrodų ir dujų dangos. Taigi suvirinimo lanku atsiranda, kuris yra švytintis ramstis šildomos dujos, susidedančios iš elektronų, jonų ir neutralių atomų.

Ši dujų būklė vadinama plazma, kuri yra elektra neutrali, nes tai yra teigiamų ir neigiamų dalelių skaičius vienodai.

ARC stulpelio temperatūra yra didesnė už elektrodo ir produkto metalo virimo temperatūros temperatūrą, o elektrodo ir produkto galas yra atskirtas nuo tarpinių dujų sluoksnių, vadinamų athatterodais. lankas (2 pav.).

Fig. 2. suvirinimo lanko schema.
1 - elektrodai; 2 - katodo dėmės; 3 - katodo regionas; 4 - lanko postas; 5 - anodinis plotas; 6 - anodinė vieta; 7 - suvirinimo vonia; 8 - suvirintas elementas.

Katodų regione 3 iš katodo taško 2 yra elektronų emisija į lanką po 4, kur jie ionizuoja neutralius atomus.

Katodų regione didelė lanko įtampos dalis sutelkta į milimetro ilgį, kuris vadinamas katodo įtampos lašeliu ir pasiekia 10 ... 16 V.

Anodo regione 5 šalia anodo taško 6 yra aštrus lašas įtampoje ne laisvos erzos ilgio. Šis įtampos lašas vadinamas anodine įtampa, kurio vertė yra 6 ... 8 V. Šiame skyriuje, elektronai smarkiai padidina jų judėjimo greitį ir neutralizavo ant anodo vietoje. Anodas gauna energiją iš lanko į elektronų ir šilumos spinduliuotės srautą, todėl anodo regiono temperatūra yra virš katodinio regiono temperatūros, o antodoje išleidžiamas didelis šilumos kiekis.

Suvirinant tiesioginę tiesioginio poliškumo srovę, temperatūrą įvairiose suvirinimo lanko zonose:

• aRC kolonėlės viduryje - apie 6000 ° C;
• anodo regione - 2600 ° C temperatūroje;
• katodo regione - 2400 ° C;
• suvirinimo vonioje - 1700 ... 2000 ° C.

Su kintančiu srovės suvirinimu, ARC šilumos pasiskirstymu ir temperatūra katode ir anodo sritys yra maždaug tas pats (katodo plotas ant elektrodo).

ĮVADAS. \\ T

Electric lanko gesinimo būdai ... tema yra svarbi ir įdomi. Taigi, pradėkime. Mes užduodame klausimus: Kas yra elektrinis lankas? Kaip ją valdyti? Kokie procesai atsiranda švietimo srityje? Kas tai yra? Ir kas atrodo.

Kas yra elektrinis lankas?

Elektrinis lankas (Voltov ARC, lanko iškrovimas) - Fizinis reiškinys, vienas iš elektros iškrovos dujų tipų. Pirmą kartą 1802 m. Buvo aprašyta Rusijos mokslininkai V.V. Petrov.

Elektrinis lankas Tai yra ypatingas ketvirtosios medžiagos formos - plazmos formos atvejis - ir susideda iš jonizuotų, elektra su didesnių dujų. Laisvų elektros rinkliavų buvimas suteikia elektrinio lanko laidumą.

Švietimas ir lanko savybės

Didėjant įtampai tarp dviejų elektrodų į tam tikrą lygį tarp elektrodų, atsiranda elektrinis suskirstymas. Elektros suskirstymo įtampa priklauso nuo atstumo tarp elektrodų ir tt Dažnai, inicijuoti suskirstymą su esama įtampa, elektrodai, atnešti vienas į kitą. Per suskirstymą tarp elektrodų, dažniausiai atsiranda kibirkštinio išleidimo, impulsinis uždarymo elektros grandinė.

Elektrons kibirkščių išleido jonizuoja molekules į oro tarpą tarp elektrodų. Su pakankamu įtampos šaltinio galia, oro tarpas suformuotas pakankamas plazminis, kad šioje vietoje būtų žymiai sumažėjusi įtampa (arba oro intervalo atsparumas). Tokiu atveju kibirkštinio išleidimai paverčia lanku - plazminiu laidu tarp elektrodų, kuris yra plazmos tunelis. Šis lankas yra iš esmės dirigentas ir uždaro elektros grandinę tarp elektrodų, vidutinis srovė padidina dar daugiau šildymo lanko iki 5000-50000 K. Manoma, kad yra baigtas lanko metodas.

Elektrodų sąveika su lanku plazmoje veda į jų šildymą, dalinį lydymę, garinimą, oksidaciją ir kitų rūšių koroziją. Elektrinis suvirinimo lankas yra galingas elektros išlemimas, tekantis dujų aplinkoje. ARC išleidimą pasižymi dviem pagrindinėmis savybėmis: didelės šilumos kiekio skiria ir stiprus šviesos efektas. Paprasto suvirinimo lanko temperatūra yra apie 6000 ° C.

ARC šviesa yra ryški ir naudojama įvairiuose apšvietimo įtaisuose. ARC spinduliuoja daug matomų ir nematomų terminio (infraraudonųjų spindulių) ir cheminių (ultravioletinių) spindulių. Nematomos spinduliai sukelia akių uždegimą ir sudeginkite asmens odą, todėl suvirintojai ir kombinezonai taikomi apsaugoti nuo jų.

Arc naudojimas

Priklausomai nuo terpės, kurioje įvyksta lanko iškrovimas, šie suvirinimo lankai skiriasi:

1. Atidarykite lanką. Žibintai ore. ARC srities dujų ploto sudėties sudėtis yra suvirintų metalų garų, elektrodų ir elektrodo dangų medžiaga.

2. Uždarytas lankas. Žibintai po srauto sluoksniu. ARC zonos dujų aplinkos sudėties sudėtis yra bazinės metalo, elektrodo ir apsauginio srauto medžiagos pora.

3. ARC su apsauginėmis dujomis. Arc patiekiama. Įvairių dujų slėgis - helio, argono, anglies dioksido, vandenilio, šviesos dujų ir įvairių dujų mišinių. Dujų terpės sudėtis ARC zonoje yra apsauginių dujų atmosfera, elektrodo medžiagos pora ir metalas.

ARC galia gali būti naudojama nuo tiesioginių arba kintančių esamų šaltinių. Galios atveju tiesioginė srovė išsiskiria tiesia poliškumu lanku (minus maitinimo šaltinis ant elektrodo, plius - ant pagrindinio metalo) ir atvirkštinio poliškumo (minus ant pagrindinio metalo, plius ant elektrodo). Priklausomai nuo lanko elektrodų medžiagos, jis išsiskiria su lyderiu (metaliniu) ir neribotomis (anglies, volframo, keramikos ir kt.) Elektrodais.

Suvirinant lanką, gali būti tiesioginis veiksmas (pagrindinis metalas dalyvauja lanko elektros grandinėje) ir netiesioginiai veiksmai (pagrindinis metalas nedalyvauja lanko elektros grandinėje). Netiesioginės veiklos lankas taikomas palyginti mažai.

Dabartinis suvirinimo lanko tankis gali būti kitoks. Naudojami lankai su įprastu srovės tankiu - 10--20 a / mm2 (paprastas rankinis suvirinimas, suvirinimas kai kuriose apsauginėse dujose) ir didelės srovės tankis - 80--120 A / mm2 ir daugiau (automatinis, pusiau automatinis suvirinimas pagal srautą , Apsauginių dujų aplinkoje).

ARC iškrovimo įvykis yra įmanomas tik tada, kai dujų polius tarp elektrodo ir pagrindinio metalo bus jonizuotas, t. Y. turės jonų ir elektronų. Tai pasiekiama tuo, kad atitinkama energija pranešama dujų molekulei arba atomui, vadinamam jonizacijos energijai, dėl kurių elektronai išsiskiria nuo atomų ir molekulių. ARC iškrovimo terpę gali atstovauti elektros srovės dujų laidininkas, turintis apvalią cilindrinę formą. Yra trijų sričių lankas - katodo regionas, lanko ramstis, anodinis plotas.

Degimo į lanką ant elektrodo ir pagrindinio metalo, laikomasi aktyvios dėmės, kurios šildomos ant elektrodo paviršiaus ir metalo paviršiaus; Per šias vietas eina visą lanko srovę. Katode, dėmė vadinama katodu, ant anodo - anodų. Vidurinės lanko stulpelio vidurinės dalies skerspjūvis yra šiek tiek didesnis nei katodo ir anodų dėmių dydžiai. Jo dydis priklauso nuo aktyvių dėmių dydžio.

ARC įtampa skiriasi priklausomai nuo dabartinio tankio. Ši priklausomybė pavaizduota grafiškai vadinama statinė charakteristika lanko. Su mažomis reikšmėmis dabartinio tankio, statinė charakteristika turi kritimo pobūdį, tai yra, lanko įtampa mažėja, kai dabartinis padidėjimas. Taip yra dėl to, kad didėjant srovei, lankstinukų ir elektros laidumo skerspjūvio plotas padidėja, o dabartinis tankis ir potencialus gradientas lanko stulpelio sumažėjimas. ARC įtampos katodo ir anodinių lašų dydis nesikeičia nuo dabartinės vertės ir priklauso nuo elektrodo medžiagos, pagrindinio metalo, dujų aplinkos ir dujų slėgio lanko srityje.

Su suvirinimo lanku tradicinių režimų, naudojamų rankinio suvirinimo metu, lankų įtampa nepriklauso nuo dabartinės vertės, nes lanko kolonėlės skerspjūvio plotas padidėja proporcingai srovei ir elektros laidumą labai mažai skiriasi, o dabartinis tankis lanko stulpelyje beveik išlieka pastovus. Šiuo atveju katodo ir anodinių streso dydis išlieka nepakitusi. Didelio srovės tankio lanku, didėjant dabartinei jėgai, katodo vietoje ir lanko stulpelio skerspjūvio skiltyje negali padidėti, nors dabartinis tankis didėja proporcingai srovės stiprumui. Tokiu atveju lanko kolonėlės temperatūra ir elektros laidumas yra šiek tiek pakilęs.

Elektros lauko įtampa ir lanko stulpelio potencialus gradientas padidės su dabartine jėga. Katodos lašas įtampoje didėja, dėl kurių statinė charakteristika bus didėja, t. Y., ARC įtampa padidės lanko srovės padidėjimui. Didėjanti statinė charakteristika yra didelio tankio lanko bruožas įvairiose dujų laikmenose. Statinės charakteristikos yra susijusios su nustatyta stacionarios lanko būsena su nepakitumu.

Suvirinimo suvirinimo metu suvirinimo metu stabilus deginimo lanko procesas gali įvykti, kai įvykdomos konkrečios sąlygos. Keletas veiksnių turi įtakos deginančios lanko proceso stabilumui; Laisvės smūgio įtampa, esančio lanko galios šaltinio, srovės, poliškumo vertės, induktyvumo buvimo lanko grandinėje, konteinerio buvimas, dabartinio dažnio ir kt.

Prisidėti prie lanko stabilumo gerinimo. Padidėjusi srovė, tuščiosios eigos maitinimo įtampa, įjungiant indukciją į lanko grandinę, didinant dabartinį dažnį (su kintamajais srovėmis) ir kitomis sąlygomis. Stabilumas taip pat gali būti gerokai patobulintas taikant specialius elektrodo sluoksnius, srautus, apsaugines dujas ir keletą kitų technologinių veiksnių.

elektros lanko suvirinimas

1802 m. Rusijos fizikas Vasilijus Vladimirovičius Petrovas (1761-1834) nustatė, kad jei prijungiate du medžio anglies gabalus į didelės elektrinės baterijos polius ir, derinant anglis susisiekti, šiek tiek perkelkite juos, tada susidaro ryški liepsna tarp anglies galų ir patys galai yra greitai parduodami, skleidžiantys apakinančią šviesą (elektrinį lanką). Šis reiškinys po septynerių metų, nepriklausomai stebėjo Davy anglų kalbos chemiką, kuris pasiūlė garbei A. Volta skambinti šiai lankai "Volta".

Fig. 159 rodo paprasčiausią būdą gaminti elektrinį lanką. Reguliavimo trikojyje yra dvi anglies, kurios yra geresnės ne įprastinės anglies, ir specialiai pagaminti strypai, gaunami paspaudus grafito, suodžių ir rišiklių mišinį (lankes kampus). Dabartinis šaltinis gali būti apšvietimo tinklas. Į anglių prijungimo metu trumpą grandinę nepasirodė, atitinka lanką turėtų apimti mažmeninę prekybą.

Fig. 159. Elektrinių lankų gamybai: 1 ir 2 - anglies elektrodai

Paprastai apšvietimo tinklas maitinamas kintama kryptimi. VRC, tačiau yra stabili, jei pastovus kryptis yra perduodama per jį, kad vienas iš jo elektrodų yra visą laiką teigiamas (anode), ir kitas neigiamas (katodas). Nuotrauka riedėjimo elektrodų tokio lanko yra parodyta Fig. 160. Tarp elektrodų yra padalintas dujų postas, gerai laidus elektra. Į paprastus lankus šis ramstis žymiai mažesnis už šviesą, o ne karštus kampus, todėl nuotraukoje nėra matoma. Teigiamas anglis, turintis didesnę temperatūrą greičiau nei neigiama. Dėl stiprios anglies sublimacijos ant jo yra suformuota įdėklas - teigiamas krateris, kuris yra karščiausia elektrodų dalis. Oro kraterio temperatūra atmosferos slėgiui siekia 4000 ° C.

Fig. 160. Elektriniai lanko elektrodai (nuotrauka)

98.1. ARC lempose, specialieji reguliatoriai naudoja - valandų mechanizmus, pareikšti laikrodžius su abiem anglies su jų degimo. Tačiau teigiamos anglies storis visada yra didesnis nei neigiamas. Kodėl tai padaryti?

ARC gali sudeginti tarp metalo elektrodų (geležies, vario ir kt.). Tuo pačiu metu elektrodai lydosi ir greitai išgaruoja, už kuriuos sunaudojama daug šilumos. Todėl kroso elektrodo temperatūra paprastai yra mažesnė už anglį (2000-2500 ° C).

Įvertinti degančią lanką tarp anglies elektrodų suslėgto dujų (apie 20 ATM), buvo įmanoma atnešti teigiamą kraterio temperatūrą iki 5900 ° C, tai yra iki saulės paviršiaus temperatūros. Tuo pačiu metu buvo pastebėtas lydymo anglis. Dar didesnė temperatūra turi dujų ir garų polių, per kuriuos eina elektros iškrovimas. Šių dujų ir garų energingas bombardavimas su elektronais ir jonais, pritaikyti elektriniu lanko lauku, duoda dujų temperatūrą iki 6000-7000 ° C temperatūroje. Todėl, ARC kolonėlėje, beveik visos žinomos medžiagos yra lydytos ir Paminėtų porų, o daug cheminių reakcijų yra įmanoma, kuri neįmanoma eiti į žemesnę temperatūrą. Pavyzdžiui, tai nėra sunku, ištirpsta liepsnos lanku ugniai atspariuose porceliano lazdose.

Kad išlaikytumėte lanko iškrovimą, reikalinga maža įtampa: lankas yra gerai apšviestas į įtampą savo elektroduose 40-45 V. ARC srovė yra gana reikšminga. Taigi, pavyzdžiui, net mažame lanko, eksperimente parodyta Fig. 159, yra dabartinis maždaug 5 a, o dideliuose pramonėje naudojami lankai, srovė pasiekia šimtus amperų. Tai rodo, kad atsparumas lankams yra mažas; Todėl ir švytinčių dujų paklaida yra gerai vykdoma elektros srovė.

98.2. ARC lemputė reikalauja 300 A prie įtampos esant angliams 60 V. Koks šilumos kiekis yra paryškintas tokiu lanku už 1 min. Koks yra tokio lanko atsparumas?

Toks stiprus dujų jonizavimas yra įmanomas tik dėl to, kad lanko katodas skleidžia daug elektronų, kurie su jų pučia jonizuojančių dujų išleidimo patalpoje. Stiprus elektroninis išmetimas iš katodo yra užtikrinamas tuo, kad pati lanko katodas yra skiriamas labai aukštos temperatūros (nuo 2200 iki 3500 ° C, priklausomai nuo medžiagos). Kai, už lanko uždegimo, mes pirmą kartą atneša anglis į sąlytį, tada kontakto vietoje su labai dideliu pasipriešinimu, beveik visi Jowlezo yra pabrėžta šilumos perduodama per oro anglies (§ 59). Todėl anglies galai yra labai šildomi, ir tai yra pakankama, kad tarp jų tarp jų būtų apšviestas lankas. Ateityje lanko katodas yra išlaikytas pačioje pačios antrinėje būsenoje, einančioje per lanką. Pagrindinis vaidmuo tenka katodo bombardavimui, mažėjančioms teigiamoms jonų.

Voltamper būdingas lanko, t.y. priklausomybė nuo dabartinės galios lanko ir įtampos tarp jo elektrodų yra visiškai savotiškas. Iki šiol susitiko su dviem tokios priklausomybės foromis: metaluose ir elektrolituose, dabartinis padidėjimas proporcingai įtampai (OhmA įstatymui), su nepastebinčiu dujų laidumu, kai pirmiausia padidėja įtampa, Ir tada jis pasiekia prisotinimą ir nepriklauso nuo įtampos. ĮRENGINIO IŠLEIDIMO IŠLEIDIMO, SU AUKŠČIAUSIOS, AUKŠČIAUSIOS ĮSIPAREIGOJIMO ĮSIPAREIGOJIMAI. Sakoma, kad lankas turi mažėjančią Voltamper būdingą.

Taigi, atsižvelgiant į lanko iškrovimo atveju, dabartinių padidėjimas lemia atsparumo lanko atotrūkį ir jo įtampos sumažėjimas. Štai kodėl, norint nuolat sudeginti lanką, būtina nuosekliai įtraukti su mažmenine (159 pav.) Arba kita vadinamuoju atsparumu balasto.

Paskaita 5.

Elektrinis lankas

Elektrinio lanko atsiradimas ir fiziniai procesai. Elektros grandinės su didelėmis srovėmis ir įtampa yra lydi elektros iškrovimas tarp skirtingų kontaktų. Oro intervalas tarp kontaktų yra jonizuotas ir tampa laidžiu, lanku. Atjungimo procesas susideda iš dejonizuojant oro intervalą tarp kontaktų, t.y., nutraukiant elektros iškrovimo ir dielektrinių savybių atkūrimą. Specialiomis sąlygomis: mažos srovės ir įtampos, sukrėti kintamosios srovės grandinę esant dabartinio perėjimo metu per nulį metu, gali atsirasti be elektros iškrovimo. Šis išjungimas vadinamas awky spragu.

Įtampos lašo išleidimo tarpas nuo elektros iškrovimo dujų srovės yra parodyta Fig. vienas.

Elektriniai lankai lydi aukštą temperatūrą. Todėl lankas yra reiškinys ne tik elektrinis, bet ir terminis. Normaliomis sąlygomis oras yra geras izoliatorius. Skirstymui 1 cm nuo oro tarpo reikia 30kv įtampos. Kad oro tarpas taptų dirigentu, būtina sukurti tam tikrą įkrautų dalelių koncentraciją joje: nemokami elektronai ir teigiami jonai. Atskyrimo nuo neutralios elektronų dalelių ir laisvo elektronų susidarymo procesas ir teigiamai įkrauta jonai yra vadinami jonizacija. Dujų jonizacija atsiranda pagal aukštos temperatūros ir elektrinio lauko veikimą. ARC procesams elektros prietaisuose, elektrodų (termoelektroninių ir autoelektroninių emisijų) procesai ir procesai lanko intervale (šiluminė ir mušamieji jonizacija) yra svarbiausi.

Termoelektroninis emisija Jis vadinamas elektronų emisija nuo valcavimo paviršiaus. Susisiekus kontaktus, pereinamasis kontaktinis atsparumas ir dabartinis kontaktinio puslapio tankis smarkiai padidėja. Platforma yra šildoma, ištirpsta ir susidaro kontaktiniai pakaitiniai iš išlydyto metalo. Patirtis su tolesniais neatitikimų kontaktų yra suskaidytas ir kontaktų metalas išgarinamas. Dėl neigiamo elektrodo, suformuota karšta vieta (katodo taškas), kuri tarnauja kaip lanko pagrindas ir elektronų spinduliuotės fokusavimas. Atidarant kontaktus termoelektroninis emisija yra elektros lanko priežastis. Termoelektronikos emisijos srovės tankis priklauso nuo elektrodo temperatūros ir medžiagos.

Auto-elektroninė emisija Tai vadinama elektronų skleidžiančių elektronų fenomenu nuo katodo esant stipriam elektriniam laukui. Atvirų kontaktų metu taikoma tinklo įtampa. Susisiekus su kontaktais, elektrinis lauko stiprumas tarp kontaktų didėja kaip judantys kontaktai. Kritiniu atstumu tarp kontaktų, lauko stiprumas pasiekia 1000 kV / mm. Šis elektrinis lauko stiprumas yra pakankamas, kad būtų galima nutraukti elektronus nuo šalto katodo. Auto-elektroninės emisijos srovė yra maža tik iki lanko iškrovimo pradžios.

Taigi, lanko išsiskyrimo dėl skirtingų kontaktų atsiradimas paaiškinamas dėl termoelektroninių ir automatinių emisijų buvimo. Elektros lanko atsiradimas, kai susisiekite su kontaktais, atsiranda dėl automatinio elektroninio emisijos.

Šoko jonizacija Jis vadinamas laisvo elektronų ir teigiamų jonų atsiradimu elektronų susidūrimo su neutraliu dalelėmis. Nemokamas elektronas sunaikina neutralią dalelę. Rezultatas - tai naujas nemokamas elektronas ir teigiamas jonas. Naujasis elektronas, savo ruožtu, jonizuoja šią dalelę. Taigi, kad elektronas gali jonizuoti dujų dalelę, ji turi judėti tam tikru greičiu. Elektronų greitis priklauso nuo galimybių, esančių laisvo paleidimo ilgio. Todėl paprastai nurodoma ne elektronų judėjimo greitis, tačiau minimalus galimas skirtumas laisvo kelio ilgio, kad elektronas įgyja reikiamą greitį. Šis galimas skirtumas vadinamas jonizacijos potencialu. Dujų mišinys jonizacijos potencialą lemia mažiausia nuo jonizacijos potencialo, įtrauktų į dujų mišinį, ir yra šiek tiek priklauso nuo komponentų koncentracijos. Dujų jonizacijos potencialas yra 13 ÷ 16V (azoto, deguonies, vandenilio), metalinio garų, maždaug du kartus mažesnis: 7.7V vario garams.

Šiluminė jonizacija Tai atsiranda pagal aukštos temperatūros įtaką. ARC Barrel temperatūra pasiekia 4000 ÷ 7000 k, o kartais 15 000 K. Tokia temperatūra, judančių dujų dalelių skaičius ir greitis smarkiai padidėja. Susidūrimu, atomai ir molekulės yra sunaikintos, formuojant įkrautus daleles. Pagrindinė šiluminio jonizacijos charakteristika yra jonizacijos laipsnis, kuris yra jonizuotų atomų skaičiaus santykis su bendru atomų skaičiumi lanko intervale. Išlaikyti lanko iškrovimo, kuris kilo su pakankamu numeriu nemokamų mokesčių yra užtikrinamas terminio jonizacijos.

Tuo pačiu metu su jonizacijos procesais lanko vyksta atgal procesai deonizacija - įkrautų dalelių susijungimas ir neutralių molekulių susidarymas. Atsižvelgiant į lanko atsiradimo, jonizacijos procesai vyrauja, nuolat degančiame lanko, jonizacijos ir dejonizacijos procesai yra vienodai intensyvūs, su dejonizacijos į lanko procesus išeina.

Deonizacija atsiranda daugiausia dėl rekombinacijos ir difuzijos. Rekombinacija. \\ T Procesas vadinamas, kuriame skirtingai įkrautos dalelės, liečiasi, sudaro neutralias daleles. Difuzija Įkrautos dalelės yra įkrautų dalelių pašalinimo procesas nuo lanko atotrūkio į aplinkinę erdvę, kuri sumažina lanko laidumą. Difuzija yra dėl tiek elektrinių ir šiluminių veiksnių. Mokesčių tankis lanko statinėje padidėja nuo periferijos į centrą. Atsižvelgiant į tai, sukuriamas elektrinis laukas, priverčia jonus judėti nuo centro į periferiją ir palikti lanko plotą. Ta pačia kryptimi, taip pat galioja lanko temperatūros ir aplinkinės erdvės temperatūros skirtumas. Stabilizuojant ir laisvai deginant lanką difuzija atlieka nereikšmingą vaidmenį. ARC, suslėgto oro, taip pat sparčiai judančiame atvirame lanko, dejonizacija dėl difuzijos gali būti arti rekombinacijos. Arc deginant siaurą atotrūkį arba uždaroje kameroje, dejonizacija atsiranda dėl rekombinacijos.

Elektrinių lankų įtampos lašas

Įtampos lašas palei stacionarią lanką yra netolygiai paskirstyta. Įtampos lašų pokyčiai U. d. ir išilginės įtampos gradientas (įtampos sumažėjimas vienam lanko ilgiui) E. d. Palei lanką parodyta Fig. 2.

Iššūkių savybių U. d. ir. \\ T E. d. Athekcrate regionuose jis smarkiai skiriasi nuo kitų lanko poilsio savybių. Elektroduose, katode ir prodianuose, 10 -3 mm įsakymo metu yra aštrus įtampos lašas, vadinamas "Caddling" U. iki ir prodiana U. bet . Į sukurta Regionas yra suformuotas elektronų trūkumu dėl didelio judumo. Šioje srityje susidaro tūrio teigiamas mokestis, kuris sukelia potencialų skirtumą U. iki , apie 10 ÷ 20v. Lauko stiprumas ceremonijoje pasiekia 10 5 V / cm ir suteikia elektronų produkciją iš katodo dėl automatinio elektroninio emisijos. Be to, katodo įtampa užtikrina reikalingos energijos išleidimą, kad išgydytų katodą ir užtikrintų termoelektroninį emisiją.

Fig. 2. Įtampa įtampa stacionarus DC Arc.

Į pritarimas Regionas yra suformuotas neigiamu tūrio mokesčiu, kuris sukelia potencialų skirtumą U. bet . Elektrografijos vadovas anode, pagreitinti ir išmušti antrinius elektronus nuo anodo, kuris yra šalia anodo.

Bendra neaktyvių ir keturių streso lašų vertė vadinama "Athelective" įtampos lašas:
ir yra 20-30V.

Likusioje lankelyje, vadinama lanku, įtampos lašas U. d. Tiesiogiai proporcingas lanko ilgiui:

,

kur E. Art. - išilginės įtampos gradientas lanko barelį, l. Art. - lanko statinės ilgis.

Gradientas yra pastovus čia palei barelį. Tai priklauso nuo daugelio veiksnių ir gali labai skirtis, pasiekiant 100 ÷ 200 V / cm.

Taigi, įtampos lašas ant lanko atotrūkio:

Elektros DC lanko stabilumas

Į extingukelektrinį DC lanko, būtina sukurti sąlygas, kuriomis dejonizacijos procesai viršija jonizacijos procesus visomis dabartinėmis vertėmis.

Grandinei (3 pav.), Su atsparumu R., indukcinis L., lanko atotrūkis su įtampos lašu U. d. , DC šaltinio įtampa U., pereinant nuo ( ) "Kirchhoff" lygtis yra teisinga: , (1) kur - Keičiant srovę, nukrito įtampa indukcijoje. Su stabiliu degančiu lanku (stacionarija būsena ) Išraiška (1) yra: . (2) Norėdami išgauti lanką, būtina, kad jis visą laiką sumažėtų. Tai reiškia kad :

Veikiant elektros grandinę, elektros iškrovimas atsiranda elektrinis lankas.Dėl elektrinio lanko atsiradimo, pakanka, kad kontaktų įtampa yra didesnė už 10 V, esant maždaug 0,1A ir daugiau grandinėje. Su dideliais įtempiais ir srovėmis lanko viduje temperatūra gali pasiekti 3 - 15 tūkstančių ° C, dėl kurių kontaktai ir dabartinės nešiojimo dalys yra montuojamos.

110 kV įtampos ir virš lanko ilgio gali pasiekti kelių metrų. Todėl elektros lankas, ypač galingi galios grandinėse, ant įtampos virš 1 kV yra didesnis pavojus, nors didelių pasekmių gali būti įtampos nustatymų žemiau 1 kV. Kaip rezultatas, elektros lanko turi būti kiek įmanoma riboti ir greitai grąžinti į įtampos grandines tiek virš ir žemiau 1 kV.

Elektrinio lanko formavimo procesas gali būti supaprastintas taip. Susisiekus su kontaktais, kontaktinis slėgis ir atitinkamas kontaktinis paviršius mažėja, padidėja (dabartinis tankis ir temperatūra - vietinė (atskirose kontaktinės srities srityse) perkaitimas, kuris dar labiau prisideda prie termoelektroninio emisijos, kai judėjimo elektronų greitis padidėja pagal aukšta temperatūra ir jie pabėgo paviršiaus paviršius.

Kontaktų metu yra grandinės pertrauka, įtampa greitai atkurta kontaktinėje spragoje. Kadangi tarp kontaktų yra mažai atstumas, yra didelės įtampos, kurių įtaka elektronai yra sulaužyti nuo elektrodo paviršiaus. Jie pagreitina elektriniame lauke ir kai jie pasiekia neutralų atomą, suteikia jai kinetinę energiją. Jei ši energija yra pakankamai, kad būtų nuplėšta bent vieną elektroną nuo neutralaus atomo korpuso, atsiranda jonizacijos procesas.

Formuoti nemokami elektronai ir jonai sudaro lanko statinės plazmą, ty jonizuotą kanalą, kuriame užtikrinamas lankų nudegimų ir nuolatinis dalelių judėjimas. Tuo pačiu metu, neigiamai įkrautos dalelės, pirmiausia elektronai, judėti viena kryptimi (į anodą), o dujų atomai ir molekulės, neturinčios vieno ar daugiau elektronų, yra teigiamai įkrautos dalelės priešinga kryptimi (katodui) . Plazminio laidumas yra netoli metalų laidumo.

Be statinės, lanko eina aukštos srovės ir aukštos temperatūros yra sukurta. Ši lanko barelio temperatūra sukelia termoionizaciją - jonų susidarymo procesą dėl molekulių ir atomų poveikio dideliam kinetiniam energijai dideliam jų judėjimo greičiui (molekulės ir terpės atomai, kai lankas degina, dezintegruotis elektronai ir teigiamai apmokyti jonai). Intensyvi termoionizacija palaiko didelį plazminį laidumą. Todėl įtampos lašas į lanko ilgio yra mažas.

Elektriniuose lankuose, du procesai nuolat teka: Be jonizacijos, atomų dejonizacija ir molekulės. Pastaruoju metu atsiranda daugiausia difuzijos, ty įkrautų dalelių perdavimas į aplinką ir elektronų bei teigiamų įkrovimo jonų rekombinaciją, kuri yra susijungusi neutraliose dalelėse, kurių energijos poveikis išleidžiamas jų skilimui. Šiuo atveju šilumos kriauklė atsiranda aplinkoje.

Taigi, gali būti išskiriami trys nagrinėjamo proceso etapai: lanko uždegimas, kai dėl poveikio jonizacija ir elektronų emisija nuo katodo, prasideda lankų iškrovimas ir jonizacijos intensyvumas yra didesnis už dejonizaciją, tvarų deginimą ARC, palaikomas termoionizacija lanko statiniu, kai jonizacijos ir dejonizacijos intensyvumas yra tas pats, lanko gyventojų, kai dejonizacijos intensyvumas yra didesnis už jonizaciją.

ARC derliaus nuėmimo metodai įjungiant elektros aparatūrą

Norint išjungti elektros grandinės elementus ir neįtraukti perjungimo įrenginio pažeidimų, būtina ne tik atidaryti savo kontaktus, bet ir atleisti lankes tarp jų. ARC derliaus nuėmimo procesai, taip pat deginimas, su kintamuoju ir pastoviu srovėmis yra skirtingi. Tai lemia tai, kad pirmuoju atveju, dabartinis lanko kiekvienas pusės laikotarpis eina per nulį. Per šias akimirkas, energijos išleidimas į lanko sustoja ir lanko kiekvieną kartą spontaniškai išeina, ir tada vėl užsidega.

Beveik srovė lanko tampa beveik nuliui šiek tiek anksčiau nei perėjimas per nulį, nes kai dabartinis sumažėjimas, energija, kurią sukelia lanko mažėja, sumažėja, ARC temperatūra yra sumažinta ir termokomizacija nustoja galioti. Tuo pačiu metu dejonizacijos procesas yra intensyviai vykdomas lanko atotrūkyje. Jei šiuo metu suskaidyti ir greitai veisti kontaktus, tada vėlesnis elektros suskirstymas negali atsitikti, o grandinė bus išjungta be lanko. Tačiau labai sunku tai padaryti labai sunku, todėl priima specialias priemones pagreitinto lanko derliaus nuėmimo, teikiant aušinimo lanko erdvę ir sumažinti įkrautų dalelių skaičių.

Kaip dejonizacijos rezultatas, elektros stiprumas atotrūkis palaipsniui didėja ir tuo pačiu metu regeneravimo įtampa auga ant jo. Nuo šių vertybių santykio ir priklauso nuo to, ar lanko laikotarpis apsisuks kitą pusę ar ne. Jei atotrūkio elektrinis stiprumas padidėja greičiau ir pasirodo didesnis už regeneruojančią įtampą, lankas nebebus apšviestas, priešingu atveju bus užtikrintas tvarus lanko deginimas. Pirmoji būklė ir nustato lanko derliaus nuėmimo užduotį.

Perjungimo aparatai naudoja įvairius lanko derliaus nuėmimo būdus.

ARC plėtinys

Kai susisiekite su kontaktais į elektros grandinės išjungimo procesą, arc pasirodė ištemptas. Tuo pačiu metu pagerinamos lanko aušinimo sąlygos, nes jos paviršius didėja ir daugiau įtampos reikia deginti.

Ilgų lankų dalijimas dėl kelių trumpų lankų

Jei kontaktų atidarymo metu susidaręs lankas yra padalintas į trumpus lankus, pavyzdžiui, sugriežtinkite jį į metalinį groteles, jis išeis. VRC paprastai yra sugriežtintas į metalo grotelės pagal elektromagnetinio lauko įtaką, vežami grotelės plokštelėse su sūkurių srovėmis. Šis lanko derliaus nuėmimo metodas yra plačiai naudojamas perjungimo įtaisuose iki įtampos žemiau 1 kV, ypač automatiniuose oro jungikliuose.

Aušinimo lankas siaurose lizduose

Supaprastinta lanko derliaus nuėmimas. Todėl plačiai naudojamos plati ląstelės su išilginiais plyšiais (tokio plyšio ašis sutampa su ARC statinės ašimi). Toks atotrūkis paprastai susidaro fotoaparatams nuo izoliacinių lanko atsparių medžiagų. Dėl lanko kontakto su šaltais paviršiais, intensyvus aušinimas įvyksta, įkrautų dalelių difuzija į aplinką ir, atitinkamai, greitai dejonizacija.

Be lizdų su plokščia lygiagrečiomis sienomis, įtrūkimai taip pat naudojami su briaunomis, iškyšiais, plėtiniais (kišenėmis). Visa tai sukelia lanko statinės deformaciją ir prisideda prie sąlyčio su šaltiniu kameros sienomis.

ARC brėžinys į siaurą plyšį paprastai atsiranda pagal magnetinio lauko veikimą, kuris sąveikauja su lanku, kuris gali būti laikomas laidu su dabartiniu.

Išoriniai lankai dažniausiai pasitaiko ritės sąskaita, įskaitant nuosekliai su kontaktais, tarp kurių atsiranda lanko. ARC derliaus nuėmimas siaurose lizduose naudojami visų įtampų įrenginyje.

Aukšto slėgio lankai

Pastovios temperatūros, dujų jonizacijos laipsnis sumažėja su didėjančiu spaudimu, o šiluminis laidumas dujų didėja. Visi kiti dalykai yra vienodos sąlygos, tai lemia sustiprintą lanko aušinimą. ARC derliaus nuėmimas su aukšto slėgio, kurį sukuria pats lankas sandariai uždarose fotoaparatai, yra plačiai naudojamas saugikliuose ir keletas kitų įrenginių.

ARC derliaus nuėmimas aliejuje

Jei dedamas į aliejų, jų atidarymo lankas atsiranda intensyvus aliejaus garavimas. Kaip rezultatas, dujų burbulas (apvalkalas) yra suformuotas aplink lanką, susidedantis daugiausia vandenilio (70 ... 80%), taip pat vandens garų. Išleistos dujos dideliu greičiu įsiskverbia tiesiai į lanko statinės zoną, sukelia šalto ir karšto dujų maišymą burbule, suteikia intensyvų aušinimą ir atitinkamai dejonizuojant lanko atotrūkį. Be to, dejonizuojanti gebėjimą dujų padidina slėgį, sukurtą per sparčiai skilimo aliejaus.

Iš varginančio lanko proceso intensyvumas aliejuje yra didesnis, arčiau lanko su aliejumi ir aliejumi yra juda greičiau atsižvelgiant į lanko. Atsižvelgiant į tai, lanko atotrūkis apsiriboja uždara izoliacine įtaisu - splogging rūmai. Šiose kamerose yra glaudesnis alyvos prisilietimas su lanku, ir su izoliacinėmis plokštėmis ir išmetamųjų angų pagalba, susidaro darbiniai kanalai, pagal kuriuos nafta ir dujos juda, teikia intensyvią pūtimą (purvą) lanką.

Smuldo kameros Pagal veikimo principą jie yra suskirstyti į tris pagrindines grupes: su automatiniu pjovimu, kai aukštas slėgis ir dujų greitis lanko srityje yra sukurta dėl energijos, išleistos į lanką, su priverstiniu aliejumi pučia su specialiais siurbimo hidrauliniais mechanizmais , su magnetine dujomis aliejuje, kai lankas pagal magnetinio lauko veiksmą perkeliamas į siaurą laiko tarpsnius.

Efektyviausia ir paprasta dumopy kameros su automatiniu stalu. Priklausomai nuo kanalų ir išmetimo angų vietos, kameros išskiriamos, kai intensyvus dujų srauto mišinio pūtimas ir aliejus yra pateikiamas palei lanką (išilginį purvą) arba per lanką (skersinis dydis). ARC derliaus nuėmimo metodų svarstymas yra plačiai naudojamas įtampos jungikliuose, viršijančiuose 1 kV.

Kiti lankų derliaus nuėmimo metodai, esantys virš 1 kV įtampos įrenginių

Be pirmiau minėtų ARC derliaus nuėmimo metodų, jis taip pat naudojamas: suslėgtas oras, kurio srautas yra palei ar per lanką, užtikrinant intensyvų aušinimą (vietoj oro, naudojamos kitos dujos, dažnai gaunamos iš kietų dujų Generacinė medžiaga - pluoštai, Viniplast ir tt - už jų skilimo labiausiai deginant lanko), kuri turi didesnę elektros stiprybę nei oras ir vandenilis, kaip rezultatas, dėl kurio lanko deginimas šiose dujose, net ir esant atmosferos slėgiui , greitai užgesinti, labai išsivysčiusios dujos (vakuumas), kai atidaromi kontaktai, kuriuose lankas nėra, jis vėl užsidega (išeina) po pirmojo srovės perėjimo per nulį.