Перейти к содержанию

Главное меню:

Территория электротехнической информации WEBSOR

Найти

Дуговой разряд

Основы > Электрические процессы в вакууме и газах

ДУГОВОЙ РАЗРЯД

Понятие дугового разряда охватывает несколько видов разряда, внешним признаком которых является низкое (порядка ионизационного потенциала) катодное падение потенциала.
В зависимости от давления газа в разрядном промежутке различают дугу при пониженном давлении и дугу при высоком и сверхвысоком давлениях. Они различаются главным образом физическими процессами в столбе разряда (плазма).
По виду эмиссии электронов из катода различают:
а) дугу с независимым накалом катода (несамостоятельный дуговой разряд);
б) термоэлектронную дугу;
в) дугу с холодным катодом (электростатическая эмиссия).

а)
Дуга с независимым накалом катода имеет место в ряде промышленных приборов (газотроны, тиратроны и др.). Для нее характерны два режима горения: когда анодный ток меньше тока термоэлектронной эмиссии катода и когда (за счет дополнительного вырывания электронов из катода электрическим полем). При нормальном режиме горения катодное падение потенциала имеет величину порядка ионизационного потенциала газа и практически не зависит от тока . При катодное падение потенциала растет с ростом тока.

б)
Термоэлектронная дуга имеет место при катодах из тугоплавких материалов. В результате разогрева катода ионной бомбардировкой на нем появляется раскаленное катодное пятно, являющееся источником электронов.
В табл. 3-18 приведены данные о процессах в катодном и анодном пятнах дуги.
Процессы в столбе термодуги аналогичны процессам в дугах другого вида и столбе тлеющего разряда. Они описаны в разделе.

в)
Дуга с холодным катодом возникает при использовании в качестве катода легкоплавких металлов. Наиболее распространенным случаем дуги этого вида является дуга с ртутным катодом, горящая в парах ртути. Эмиссия электронов из ртутного катода концентрируется в одном или нескольких (в зависимости от величины тока) катодных пятнах. Плотность тока в элементарном катодном пятне достигает . При токах более
2-3 А образуется групповое пятно с плотностью тока
. При токах более 30-50 А появляется несколько самостоятельных групповых пятен.
Выделение в катодном пятне энергии, приносимой из разряда ионами, приводит к интенсивному испарению ртути. В результате происходящего при этом повышения давления резко уменьшается длина свободного пробега электронов и ионное облако образуется на очень малых расстояниях от поверхности катода. Это обеспечивает при
напряженность поля у поверхности катода порядка , достаточную для электростатической эмиссии электронов.

Таблица 3-18

Истинные температуры Тк и Та в катодном и анодном пятнах дуги, плотности тока на катоде jк и аноде ja, катодные и анодные падения потенциала в дуге при р = 100 000 Па.

Электроды

Газ

С-С
С-С
Сuu
Fe-Fe
Ni-Ni
W-W
Al-Al
Al-Al
Zn-Zn

Воздух
Na
Воздух, N2
Воздух
>>
>>
>>
N2
Воздух

3500
3500
2200
2400
2400
3000
3400
2500
3000

4200
4000
2400
2600
2400
4200
3400
2500
3000

470
500
~1000 000
Большая
-
-
-
-
-

65
70
1000
-
-
-
-
-
-

9-11
-
8-9
8-12
-
-
-
-
-

11-12
-
2-6
2-6
-
-
-
-
-

 

Основы | Электромашины | Оборудование | Нормы | Подстанция | Электроснабжение | Освещение | Воздушная линия | Карта сайта


Назад к содержанию | Назад к главному меню