V závislosti na tlaku plynu, konfiguraci elektrod a parametrech vnějšího okruhu existují čtyři typy nezávislých výbojů:
- doutnavý výboj;
- jiskrový výboj;
- obloukový výboj;
- koronový výboj.
1. Doutnavý výboj dochází při nízkých tlacích. Lze jej pozorovat ve skleněné trubici s plochými kovovými elektrodami připájenými na koncích (obr. 8.5). V blízkosti katody se nachází tenká svítící vrstva tzv katodový světelný film 2.
Mezi katodou a filmem je Astonův temný prostor 1. Vpravo od svítící fólie je umístěna slabě svítící vrstva tzv katodový temný prostor 3. Tato vrstva přechází do světelné oblasti, která je tzv doutnající záře 4, doutnající prostor je ohraničen tmavou mezerou - Faradayův temný prostor 5. Vytvoří se všechny výše uvedené vrstvy katodová část doutnavý výboj. Zbytek trubice je naplněn žhavým plynem. Tato část se nazývá kladný sloupec 6.
S klesajícím tlakem se zvětšuje katodová část výboje a Faradayův temný prostor a kladný sloupec se zkracuje.
Měření ukázala, že téměř všechny potenciální kapky se vyskytují v prvních třech úsecích výboje (Astonův temný prostor, svítící film katody a tmavá skvrna katody). Tato část napětí aplikovaného na trubici se nazývá pokles potenciálu katody.
V oblasti doutnající záře se potenciál nemění - zde je intenzita pole nulová. Nakonec ve Faradayově temném prostoru a pozitivním sloupci potenciál pomalu narůstá.
Toto rozložení potenciálu je způsobeno tvorbou kladného prostorového náboje v temném prostoru katody v důsledku zvýšené koncentrace kladných iontů.
Kladné ionty, urychlené poklesem katodového potenciálu, bombardují katodu a vyrážejí z ní elektrony. V temném prostoru Astonu mají tyto elektrony, letící bez kolizí do oblasti katodového temného prostoru, vysokou energii, v důsledku čehož molekuly častěji ionizují než vzrušují. Tito. Intenzita plynové záře klesá, ale vzniká mnoho elektronů a kladných iontů. Výsledné ionty mají zpočátku velmi nízkou rychlost a proto se v temném prostoru katody vytváří kladný prostorový náboj, což vede k redistribuci potenciálu podél trubice a vzniku poklesu potenciálu katody.
Elektrony generované v temném prostoru katody pronikají do oblasti doutnající záře, která se vyznačuje vysokou koncentrací elektronů a kladných iontů a polárním prostorovým nábojem blízkým nule (plazma). Proto je zde intenzita pole velmi nízká. V oblasti doutnající záře probíhá intenzivní rekombinační proces doprovázený emisí energie uvolněné během tohoto procesu. Doutnající záře je tedy hlavně rekombinační záře.
Z oblasti doutnající záře do Faradayova temného prostoru pronikají elektrony a ionty díky difúzi. Pravděpodobnost rekombinace zde velmi klesá, protože koncentrace nabitých částic je nízká. Proto je ve Faradayově temném prostoru pole. Elektrony strhávané tímto polem akumulují energii a často nakonec vytvoří podmínky nutné pro existenci plazmatu. Kladný sloupec představuje plazma s plynovým výbojem. Funguje jako vodič spojující anodu s katodovými částmi výboje. Záře kladného sloupce je způsobena především přechody excitovaných molekul do základního stavu.
2. Jiskrový výboj se vyskytuje v plynech obvykle při tlacích řádově jako atmosférický tlak. Vyznačuje se přerušovanou formou. Vzhledově je jiskrový výboj shluk jasných klikatých větvících se tenkých proužků, které okamžitě proniknou do výbojové mezery, rychle zhasnou a neustále se navzájem nahrazují (obr. 8.6). Tyto proužky se nazývají jiskrové kanály.
 |
T plyn = 10 000 K ~ 40 cm já= 100 kA t= 10–4 s l~ 10 km |
Po „rozbití“ výbojové mezery jiskrovým kanálem se její odpor zmenší, kanálem projde krátkodobý impuls vysokého proudu, při kterém na výbojovou mezeru dopadne jen malé napětí. Pokud výkon zdroje není příliš vysoký, pak po tomto proudovém pulzu se vybíjení zastaví. Napětí mezi elektrodami se začíná zvyšovat na předchozí hodnotu a průnik plynu se opakuje s vytvořením nového jiskrového kanálu.
V přirozených podmínkách je pozorován jiskrový výboj ve formě blesku. Na obrázku 8.7 je příklad jiskrového výboje - blesk, trvání 0,2 ÷ 0,3 o síle proudu 10 4 - 10 5 A, délce 20 km (obr. 8.7).
3. Obloukový výboj . Jestliže se po přijetí jiskrového výboje z výkonného zdroje vzdálenost mezi elektrodami postupně zmenšuje, pak se výboj stane kontinuálním z přerušovaného a vznikne nová forma výboje plynu, tzv. obloukový výboj(obr. 8.8).
 |  |
|
| ~ 103 A | ||
| Rýže. 8.8 | ||
V tomto případě proud prudce vzroste, dosahuje desítek a stovek ampér, a napětí na výbojové mezeře klesne na několik desítek voltů. Podle V.F. Litkevich (1872 - 1951), obloukový výboj je udržován hlavně díky termionické emisi z povrchu katody. V praxi to znamená svařování, výkonné obloukové pece.
4. Koronový výboj (obr. 8.9).nastává v silném nerovnoměrném elektrickém poli při relativně vysokých tlacích plynu (řádově atmosférických). Takové pole lze získat mezi dvěma elektrodami, přičemž povrch jedné z nich má velké zakřivení (tenký drát, hrot).
 |
 |
Přítomnost druhé elektrody není nutná, ale její roli mohou hrát blízké, obklopující uzemněné kovové předměty. Když elektrické pole v blízkosti elektrody s velkým zakřivením dosáhne přibližně 3∙10 6 V/m, objeví se kolem ní záře, která vypadá jako skořápka nebo koruna, odkud pochází název náboje.
Za normálních podmínek jsou plyny dobrými elektrickými izolanty. Aplikací dostatečně silného elektrického pole však mohou být narušeny jejich izolační vlastnosti, což umožňuje procházet plynem značné proudy. Průchod proudu plynem se z historických důvodů nazýval elektrický „výboj“.
Jevy, které v tomto případě vznikají, závisí na druhu a tlaku plynu, na materiálu, ze kterého jsou elektrody vyrobeny, na geometrii elektrod a nádoby, která je obklopuje, a také na protékajícím proudu. Různé formy výboje dostaly zvláštní názvy jako: temný výboj, koróna, doutnavý výboj atd. Výkonné výboje však i za různých podmínek mají řadu společných znaků, které je umožňují sloučit pod jeden název – „oblouk vybít".
Termín „oblouk“ se vztahuje pouze na trvalé nebo kvazi-trvalé typy výboje. Oblouk je považován za konečnou formu výboje, který vzniká za jakýchkoli okolností, pokud plynem prochází dostatečně velký proud. Tento výboj lze získat různými způsoby.
Za prvé, oblouk může vzniknout v důsledku nepřetržitého nebo náhlého přechodu z nějakého stabilního nízkoenergetického (například doutnavého) výboje. Tato dráha iniciace oblouku je znázorněna na obrázku. Předpokládá se, že k tomu již došlo a že vybíjecí proud má malou konstantní hodnotu. Pokud se proud postupně zvyšuje, napětí mezi elektrodami se bude měnit podle křivky znázorněné na obrázku. Výboj bude procházet několika různými fázemi. V bodě E začne napětí prudce klesat na docela nízkou hodnotu a dojde k obloukovému výboji. Uvedená křivka je typická pro výboj hořící mezi elektrodami oddělenými od sebe několika centimetry v trubici o průměru několika centimetrů obsahující plyn o tlaku několika milimetrů rtuti. Číselné hodnoty proudu a napětí jsou uvedeny pouze jako řádové hodnoty. Napětí je funkcí proudu (nebo spíše proudové hustoty) a ne naopak, s výjimkou možného přerušení kontinuity označeného tečkovanou čarou FG, přechodu z velmi malých hodnot proudu v bodě F na velké hodnoty charakteristické pro obloukový výboj v bodě H nastávají hladce prostřednictvím řady stabilních stavů. Ale nemůže se to stát velmi rychle, pokud se na elektrody okamžitě přivede velké napětí při absenci sériově zapojeného odporu, který omezí rychlý nárůst proudu na hodnotu odpovídající bodu H. V tomto případě mezistupně nemají čas do dosažení rovnováhy a průběh křivky napětí má trochu jinou podobu.
Za druhé, oblouk se může vyvinout z nestabilního přechodného jiskrového výboje. V tomto případě lze oblouk získat například tehdy, dojde-li k výboji mezi elektrodami v plynu při tlaku řádu atmosférického tlaku pod vlivem napětí schopného způsobit porušení mezery a udržet proud na hodnota dostatečná k vypálení oblouku. Všechny mezistupně před výbojem oblouku jsou nestabilní, a pokud napětí nestačí k udržení proudu oblouku, výboj zhasne nebo se stane přerušovaným. Za těchto podmínek již napětí mezi elektrodami nebude pouze nebo dokonce převážně funkcí proudu, ale závisí také na čase. Proto je lepší znázornit průběh procesu pomocí křivky proudu a křivky napětí v závislosti na čase (obrázek). Z tohoto obrázku je zřejmé, že po dobu řádově 10^-8 sec dojde k prudkému poklesu napětí z hodnoty blízké průraznému napětí; poté je pozorován více či méně výrazný „krok“ (který někdy nemusí existovat). Po asi 10^-6 sekundách je napětí jen několik desítek voltů. Poté dochází k postupnému přibližování se ke stabilnímu stavu, ke kterému dochází až po ustavení tepelné rovnováhy pro elektrody a nádobu. Tento proces může trvat několik minut. Na obrázku bod A odpovídá začátku prudkého poklesu napětí. Mezi začátkem průrazu a okamžikem poklesu napětí v bodě A může uplynout poměrně dlouhá doba (doba vzniku). Nestabilní výboj vyskytující se v bodě A se nazývá jiskra.
Za třetí, oblouk lze získat oddálením dvou elektrod vedoucích proud, které byly původně v kontaktu. Tato metoda zapalování oblouku je v praxi široce používána, protože v tomto případě není potřeba průrazu plynu mezi elektrodami. Jinými slovy, není potřeba vysokonapěťový zdroj potřebný pro průraz plynu; k zajištění udržení již vzniklého obloukového výboje stačí výrazně nižší napětí. Výboj, ke kterému dochází tímto způsobem, se nazývá přerušování oblouku. Často nepříznivá je skutečnost, že se mezi pohyblivými kontakty může rozsvítit oblouk. Takové oblouky vznikají mezi spínacími kontakty. Mohou být obtížné uhasit a mít destruktivní účinek na spínač.
2.1.1. Vlastnosti obloukového výboje
U spínacích ES určených k uzavírání a otevírání okruhu proudem dochází při odpojení k výboji v plynu buď ve formě doutnavého výboje nebo ve formě oblouku. Doutnavý výboj nastává, když je spínaný proud nižší než 0,1 A a napětí na kontaktech dosáhne 250-300 V. K takovému výboji dochází buď na kontaktech nízkopříkonových relé, nebo jako přechodná fáze k výboji ve formě elektrického oblouku.
Pokud je proud v napěťovém obvodu vyšší než hodnoty = 0,03-0,9 A, pak dojde k obloukovému výboji. Základní vlastnosti obloukového výboje:
1. Obloukový výboj se vyskytuje pouze při vysokých proudech. Minimální proud oblouku pro různé materiály a pro kovy je to 0,5A.
2. Teplota střední části oblouku je velmi vysoká a v zařízeních může dosáhnout 6000-25000 K.
3. Proudová hustota na katodě je extrémně vysoká a dosahuje .
4. Úbytek napětí na katodě je pouze 10-20 V a je prakticky nezávislý na proudu.
V obloukovém výboji lze rozlišit tři charakteristické oblasti: blízkou katodu, oblast obloukového sloupce a blízkou anodu.
Elektrický svařovací oblouk
Elektrický svařovací oblouk je dlouhodobý elektrický výboj v plazmatu, který je směsí ionizovaných plynů a par složek ochranné atmosféry, plniva a obecného kovu.
Oblouk dostal svůj název podle charakteristického tvaru, který má při hoření mezi dvěma vodorovně umístěnými elektrodami; zahřáté plyny mají tendenci stoupat nahoru a tento elektrický výboj se ohýbá a má tvar oblouku nebo oblouku.
Z praktického hlediska lze oblouk považovat za vodič plynu, který přeměňuje elektrickou energii na energii tepelnou. Poskytuje vysokou intenzitu ohřevu a snadno se ovládá pomocí elektrických parametrů.
Společnou vlastností plynů je, že za normálních podmínek nejsou vodiči elektrického proudu. Za příznivých podmínek (vysoká teplota a přítomnost vnějšího elektrického pole vysoké intenzity) však mohou plyny ionizovat, tzn. jejich atomy nebo molekuly mohou uvolňovat nebo naopak u elektronegativních prvků elektrony zachytávat a přeměňovat se v kladné nebo záporné ionty. Díky těmto změnám se plyny přesouvají do čtvrtého skupenství hmoty zvaného plazma, která je elektricky vodivá.
Buzení svařovacího oblouku probíhá v několika fázích. Například při svařování MIG/MAG, kdy dojde ke kontaktu konce elektrody a svařovaného dílu, dochází ke kontaktu mezi mikrovýstupky jejich povrchů. Vysoká proudová hustota přispívá k rychlému roztavení těchto výčnělků a vytvoření vrstvy tekutého kovu, která se směrem k elektrodě neustále zvětšuje a nakonec praskne.
V okamžiku, kdy se propojka zlomí, dojde k rychlému odpaření kovu a výbojová mezera je vyplněna ionty a elektrony, které v tomto případě vznikají. Vzhledem k tomu, že na elektrodu a produkt je přivedeno napětí, začnou se elektrony a ionty pohybovat: elektrony a záporně nabité ionty na anodu a kladně nabité ionty na katodu, a tím je vybuzen svařovací oblouk. Po vybuzení oblouku se koncentrace volných elektronů a kladných iontů v obloukové mezeře dále zvyšuje, protože elektrony se na své cestě srážejí s atomy a molekulami a „vyrážejí“ z nich ještě více elektronů (současně atomy, které ztratili jeden nebo více elektronů, stávají se kladně nabitými ionty). Dochází k intenzivní ionizaci plynu v obloukové mezeře a oblouk získává charakter stabilního obloukového výboje.
Několik zlomků sekundy po vybuzení oblouku se na základním kovu začne tvořit svarová lázeň a na konci elektrody se začne tvořit kapka kovu. A asi po dalších 50 - 100 milisekundách se ustaví stabilní přenos kovu z konce elektrodového drátu do svarové lázně. Může být prováděn buď kapkami, které volně přelétají přes obloukovou mezeru, nebo kapkami, které nejprve vytvoří zkrat a poté stékají do svarové lázně.
Elektrické vlastnosti oblouku jsou určovány procesy probíhajícími v jeho třech charakteristických zónách - sloupci, a také v oblastech blízkých elektrodám oblouku (katoda a anoda), které jsou umístěny mezi sloupcem oblouku na jedné straně. a elektroda a produkt na druhé straně.
K udržení plazmy oblouku při svařování stavnou elektrodou stačí poskytnout proud 10 až 1000 ampér a přivést mezi elektrodu a výrobek elektrické napětí asi 15 až 40 voltů. V tomto případě pokles napětí na samotném sloupci oblouku nepřesáhne několik voltů. Zbývající napětí poklesne v oblasti katody a anody oblouku. Délka sloupku oblouku v průměru dosahuje 10 mm, což odpovídá přibližně 99 % délky oblouku. Síla elektrického pole ve sloupci oblouku tedy leží v rozsahu od 0,1 do 1,0 V/mm. Oblasti katody a anody se naopak vyznačují velmi krátkou délkou (asi 0,0001 mm pro oblast katody, což odpovídá střední volné dráze iontu, a 0,001 mm pro oblast anody, což odpovídá střední hodnotě volná dráha elektronu). V souladu s tím mají tyto oblasti velmi vysokou intenzitu elektrického pole (až 104 V/mm pro katodovou oblast a až 103 V/mm pro anodickou oblast).
Experimentálně bylo zjištěno, že v případě svařování stavnou elektrodou pokles napětí v oblasti katody převyšuje pokles napětí v oblasti anody: 12 - 20 V a 2 - 8 V, v tomto pořadí. Vzhledem k tomu, že uvolňování tepla na předmětech elektrického obvodu závisí na proudu a napětí, je zřejmé, že při svařování stavnou elektrodou se více tepla uvolňuje v oblasti, kde dochází k většímu poklesu napětí, tzn. v katodě. Proto se při svařování stavnou elektrodou využívá především obrácená polarita svařovacího proudu, kdy výrobek slouží jako katoda k zajištění hlubokého průniku základního kovu (v tomto případě je kladný pól zdroje připojen na elektroda). Přímá polarita se někdy používá při navařování (kdy je naopak žádoucí minimální průnik základního kovu).
Za podmínek svařování TIG (svařování netavitelnými elektrodami) je úbytek katodového napětí naopak výrazně nižší než anodový úbytek, a proto za těchto podmínek vzniká na anodě více tepla. Proto při svařování netavící se elektrodou, aby se zajistilo hluboké proniknutí základního kovu, je výrobek připojen ke kladné svorce zdroje energie (a stává se anodou) a elektroda je připojena k záporné svorce ( tím také chrání elektrodu před přehřátím).
V tomto případě, bez ohledu na typ elektrody (spotřební nebo nekonzumovatelné), se teplo generuje hlavně v aktivních oblastech oblouku (katoda a anoda), a nikoli ve sloupci oblouku. Tato vlastnost oblouku se používá k roztavení pouze těch oblastí základního kovu, na které je oblouk nasměrován.
Ty části elektrod, kterými prochází obloukový proud, se nazývají aktivní body (na kladné elektrodě - anodový bod a na záporné elektrodě - katodový bod). Katodová skvrna je zdrojem volných elektronů, které přispívají k ionizaci obloukové mezery. Ke katodě se přitom řítí proudy kladných iontů, které ji bombardují a přenášejí na ni svou kinetickou energii. Teplota na povrchu katody v oblasti aktivního bodu při svařování stavnou elektrodou dosahuje 2500 ... 3000 °C.
Oblouková struktura Lk - katodová oblast; La - anodová oblast (La = Lk = 10-5-10-3 cm); Lst - obloukový sloup; Ld - délka oblouku; Ld = Lk + La + Lst
Na anodovou skvrnu se řítí proudy elektronů a záporně nabitých iontů, které jí předávají svou kinetickou energii. Teplota na povrchu anody v oblasti aktivního bodu při svařování stavnou elektrodou dosahuje 2500 ... 4000 °C. Teplota sloupce oblouku při svařování stavnou elektrodou se pohybuje od 7 000 do 18 000 ° C (pro srovnání: teplota tavení oceli je přibližně 1 500 ° C).
Vliv na oblouk magnetických polí
Při svařování stejnosměrným proudem je často pozorován jev, jako je magnetický. Vyznačuje se následujícími vlastnostmi:
Sloupec svařovacího oblouku se prudce odchyluje od své normální polohy; - oblouk hoří nejistě a často se odlamuje; - mění se zvuk hoření oblouku - objevují se praskavé zvuky.
Magnetické otřesy narušují tvorbu švu a mohou přispívat ke vzniku takových defektů ve švu, jako je nedostatek průniku a nedostatek splynutí. Příčinou magnetického výbuchu je interakce magnetického pole svařovacího oblouku s jinými blízkými magnetickými poli nebo feromagnetickými hmotami.
Sloup svařovacího oblouku lze považovat za součást svařovacího obvodu ve formě ohebného vodiče, kolem kterého je magnetické pole.
V důsledku vzájemného působení magnetického pole oblouku a magnetického pole, které vzniká ve svařované části při průchodu proudu, dojde k vychýlení svařovacího oblouku ve směru opačném k místu připojení proudového vodiče.
Vliv feromagnetických hmot na vychylování oblouku je způsoben tím, že v důsledku velkého rozdílu v odporu proti průchodu magnetických siločar oblouku vzduchem a feromagnetickými materiály (železo a jeho slitiny) se magnetické pole ukazuje být více koncentrovaný na straně protilehlé k umístění hmoty, takže sloupec oblouku se posune k bočnímu feromagnetickému tělesu.
Magnetické pole svařovacího oblouku se zvyšuje s rostoucím svařovacím proudem. Proto se účinek magnetického otřesu častěji projevuje při svařování za vysokých podmínek.
Vliv magnetického otřesu na proces svařování můžete snížit:
Provádění svařování krátkým obloukem; - naklonění elektrody tak, aby její konec směřoval k působení magnetického rázu; - přiblížení přívodu proudu k oblouku.
Účinek magnetického rázu lze také snížit nahrazením stejnosměrného svařovacího proudu střídavým proudem, ve kterém se magnetický nápor objevuje mnohem méně. Je však třeba mít na paměti, že oblouk střídavého proudu je méně stabilní, protože v důsledku změny polarity zhasne a znovu se rozsvítí 100krát za sekundu. Aby střídavý oblouk hořel stabilně, je nutné použít stabilizátory oblouku (snadno ionizovatelné prvky), které se zavádějí např. do povlaku elektrody nebo do tavidla.
Na elektrodách v oblasti blízké anody a blízké katody dochází k prudkému poklesu napětí: katoda Uk a anodická Ua. Velikost tohoto poklesu napětí závisí na materiálu elektrody a plynu (15V – 30V). Ve zbytku oblouku, který se nazývá hlaveň, je pokles napětí přímo úměrný délce oblouku. Gradient je podél kmene přibližně konstantní a dosahuje od 100 do 200 V/cm. Konečné napětí oblouku
Uд=Uк+Uа+lд∙Jednotka
ARC DISCHARGE, nezávislý kvazistacionární elektrický výboj v plynu, hořící při téměř jakémkoli tlaku plynu přesahujícím 0,01-1 Pa (10-4-10-2 mm Hg), s konstantní nebo proměnlivou nízkou frekvencí (až 103 Hz) rozdíl potenciálů mezi elektrodami. Obloukový výboj se vyznačuje vysokou proudovou hustotou na katodě (102-108 A/cm 2) a nízkým poklesem katodového potenciálu, který nepřekračuje efektivní ionizační potenciál média ve výbojové mezeře. Poprvé byl obloukový výboj mezi dvěma uhlíkovými elektrodami ve vzduchu pozorován v roce 1802 V.V Petrovem a samostatně v roce 1808 G. Davy. Světelný proudový kanál tohoto výboje, když jsou elektrody vodorovně umístěny pod vlivem konvekčních toků, je obloukovitě ohnut, odtud názvy - obloukový výboj, elektrický oblouk.
U většiny obloukových výbojů při vysokých proudových hustotách se na katodě objeví malý, velmi jasný bod, který se pohybuje po celém povrchu katody. Teplota v místě může dosáhnout teploty varu (nebo sublimace) katodového materiálu. Termionická emise hraje významnou roli v mechanismu udržování proudu obloukového výboje. Nad katodovou skvrnou je vytvořena vrstva kladného prostorového náboje, která zajišťuje urychlení emitovaných elektronů na energie dostatečné pro nárazovou ionizaci atomů a molekul plynu. Protože je tato vrstva velmi tenká (menší než střední volná dráha elektronů), vytváří na povrchu katody vysokou intenzitu pole, zejména blízko mikronehomogenit, proto jsou emise pole i emise tepelného pole významné. Vysoká proudová hustota a „skákání“ bodu z bodu do bodu vytváří podmínky pro explozivní emisi elektronů.
Od zóny poklesu katodového potenciálu k anodě vede tzv. kladný sloupec. Na anodě se obvykle vytvoří světlá anodová skvrna, ve které je povrchová teplota téměř stejná jako na katodě. U některých typů obloukového výboje se při proudech desítek ampérů objevují na katodě a anodě hořáky v podobě plazmových paprsků vylétávajících vysokou rychlostí kolmo k povrchu elektrod. Při proudech 100-300 A se objevují další pochodně, které tvoří paprsek plazmových trysek. Zahřátým a ionizovaným plynem v koloně je plazma. Elektrická vodivost plazmatu může být velmi vysoká, ale obvykle je o několik řádů nižší než elektrická vodivost kovů.
Když je koncentrace nabitých částic větší než 10 18 cm -3, lze někdy stav plazmatu považovat za blízký rovnovážnému stavu. Při nižších hustotách, do 10 15 cm -3, může vzniknout stav lokální termodynamické rovnováhy (LTE), kdy v každém bodě plazmatu jsou všechna statistická rozdělení blízká rovnováze při jedné hodnotě teploty, která je v různých bodech různá. Jedinou výjimkou je v tomto případě záření plazmatu: je daleko od rovnováhy a je určeno složením plazmatu a rychlostmi radiačních procesů. Při omezených rozměrech sloupce obloukového výboje dochází i v hustém plazmatu na ose sloupce k narušení stavu LTE vlivem radiačních ztrát. To je vyjádřeno silnou odchylkou složení plazmy a populace excitovaných hladin od jejich rovnovážných hodnot. Kinetika plazmatu ve sloupci obloukového výboje při vysokých hustotách je určována především kolizními procesy a s klesající hustotou (pohybem od osy) hrají stále důležitější roli radiační procesy.
Průměr sloupce obloukového výboje je určen podmínkami bilance vytvořené a ztracené energie. S rostoucím proudem nebo tlakem se mění ztrátové mechanismy, a to v důsledku tepelné vodivosti plynu, ambipolární difúze, radiačních procesů atd. Při takových změnách může dojít k samostlačování (kontrakce) kolony (viz Stažený výboj).
V závislosti na podmínkách hoření obloukového výboje se jeho parametry pohybují v širokých mezích. Klasickým příkladem obloukového výboje je stejnosměrný výboj volně hořící ve vzduchu mezi uhlíkovými elektrodami. Jeho typické parametry jsou: proud od 1 A do stovek ampér, vzdálenost mezi elektrodami od milimetrů do několika centimetrů, teplota plazmatu cca 7000 K, teplota anodového bodu cca 3900 K.
Obloukový výboj se používá jako laboratorní zdroj světla a v technice (uhlíkové obloukové výbojky). Při spektrální analýze rud, minerálů, solí atd. se používá obloukový výboj s navrtanou uhlíkovou anodou a naplněnou zkoušenými látkami. Obloukový výboj se používá v plazmových hořákech, obloukových pecích pro tavení kovů, elektrickém svařování a v různých elektronických a osvětlovacích zařízeních. Ve vakuových vysokonapěťových vypínačích se používá tzv. vakuový oblouk, který se ve vakuu zapálí a hoří v kovových parách odpařených z katody.
Lit.: Kesaev I. G. Katodové procesy elektrického oblouku. M., 1968; Granovský V. L. Elektrický proud v plynu. M., 1971; Raiser Yu P. Fyzika plynového výboje. 2. vyd. M., 1992.
VÝBOJ OBLOUKOVÉHO VÝBĚRU
jeden z typů stacionárních elektrický výboj v plynu, vyznačující se vysokou proudovou hustotou a malým úbytkem napětí (srovnatelným s ionizačním potenciálem plynu). D. r. může být důsledkem el krátkodobá porucha výtlačné mezery. prudké zvýšení napětí mezi elektrodami. Pokud k poruše dojde při tlaku plynu blízkému atmosférickému, pak D. r. předcházelo jiskrový výboj. D. r. použito v obloukové pece, PROTI světelné zdroje s plynovou výbojkou, na obloukové svařování, PROTI plazmatrony atd.
Velký encyklopedický polytechnický slovník. 2004 .
Podívejte se, co je "ARC DISCHARGE" v jiných slovnících:
Nezávislý kvazistacionární elektrický výboj v plynu, hořící při téměř jakémkoli tlaku plynu přesahujícím 10 2 10 4 mm Hg. Art., s konstantním nebo proměnlivým nízkofrekvenčním (až 103 Hz) potenciálním rozdílem mezi elektrodami. D....... Fyzická encyklopedie
obloukový výboj- Nezávislý elektrický výboj, ve kterém je elektrické pole ve výbojové mezeře dáno především velikostí a umístěním prostorových nábojů v něm a který je charakterizován malým poklesem katodového potenciálu (řádově... ... . Technická příručka překladatele
obloukový výboj- obloukový výboj; průmysl obloukový výboj; voltaický oblouk Elektrický výboj, ve kterém je elektrické pole ve výbojové mezeře dáno především velikostí a umístěním prostorových nábojů v ní, vyznačující se malou katodou ... ... Polytechnický terminologický výkladový slovník
Elektrický výboj v plynech, vyznačující se vysokou hustotou proudu a malým poklesem potenciálu v blízkosti katody. Podporováno termionickou emisí nebo polní emisí z katody. Teplota plynu v kanálu výboje oblouku při... ... Velký encyklopedický slovník
VÝBOJ OBLOUKOVÉHO VÝBOJE- jeden z typů nezávislého elektrického výboje v plynu, vyznačující se vysokou proudovou hustotou. Ionizovaný plyn zahřátý na vysokou teplotu ve sloupci mezi elektrodami, na který je přivedeno elektrické napětí, je v... ... Velká polytechnická encyklopedie
Jeden z typů stacionárního elektrického výboje v plynech (viz Elektrický výboj v plynech). Poprvé byl pozorován mezi dvěma uhlíkovými elektrodami ve vzduchu v roce 1802 V. V. Petrovem a nezávisle v roce 1808 09 G. Davy. Svítící aktuální kanál...... Velká sovětská encyklopedie
obloukový výboj- lankinis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. obloukový výboj; elektrický oblouk v plynu vok. Bogenentladung, fr rus. obloukový výboj, m; obloukový výboj v plynu, m pranc. décharge d'arc, f; décharge en régime d'arc, f; décharge par arc, f … Fizikos terminų žodynas
Elektrický výboj v plynech, hoří téměř při jakémkoli tlaku plynu převyšujícím 10 2 10 3 mm Hg. Umění.; vyznačující se vysokou proudovou hustotou na katodě a malým poklesem potenciálu. Poprvé pozorován v roce 1802 V.V Petrovem ve vzduchu... ... encyklopedický slovník
Elektrický oblouk ve vzduchu Elektrický oblouk je fyzikální jev, jeden z typů elektrického výboje v plynu. Synonyma: Voltaický oblouk, Obloukový výboj. Poprvé byl popsán v roce 1802 ruským vědcem V.V. Elektrický oblouk je... ... Wikipedie
obloukový výboj- lankinis išlydis statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. obloukový výboj vok. Bogenentladung, f; Lichtbogenentladung, fr rus. obloukový výboj, m pranc. décharge d oblouk, f; décharge en arc, f … Automatikos terminų žodynas
obloukový výboj- lankinis išlydis statusas T sritis chemija apibrėžtis Savaiminio elektros išlydžio dujose rūšis. atitikmenys: angl. obloukový výboj rus. obloukový výboj... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
