A gáznyomástól, az elektródák konfigurációjától és a külső áramkör paramétereitől függően négyféle független kisülés létezik:
- izzó kisülés;
- szikrakisülés;
- ívkisülés;
- koronakisülés.
1. Izzó kisülés alacsony nyomáson fordul elő. Egy üvegcsőben figyelhető meg, melynek végeire lapos fémelektródák forrasztottak (8.5. ábra). A katód közelében van egy vékony világító réteg, ún katód világító film 2.
A katód és a film között van Aston sötét tere 1. A világító filmtől jobbra egy gyengén világító réteget helyezünk el, ún katód sötét tér 3. Ez a réteg egy világító területre kerül, amit ún parázsló izzás 4, a parázsló teret sötét rés határolja - Faraday sötét tér 5. A fenti rétegek mindegyike kialakul katód rész izzó kisülés. A cső többi része izzó gázzal van feltöltve. Ezt a részt ún pozitív oszlop 6.
A nyomás csökkenésével a kisülés katód része és a Faraday sötét tér növekszik, a pozitív oszlop pedig lerövidül.
A mérések azt mutatták, hogy a kisülés első három szakaszában (Aston sötét tere, katód világító film és katódsötét folt) szinte minden potenciális csepp előfordul. A csőre adott feszültségnek ezt a részét ún katód potenciál esés.
A parázsló izzás tartományában a potenciál nem változik - itt a térerősség nulla. Végül a Faraday sötét térben és a pozitív oszlopban a potenciál lassan növekszik.
Ezt a potenciáleloszlást az okozza, hogy a katódsötét térben pozitív tértöltés képződik, a pozitív ionok megnövekedett koncentrációja miatt.
A katódpotenciáleséssel felgyorsított pozitív ionok bombázzák a katódot, és kiütik belőle az elektronokat. Az Aston sötét térben ezek az elektronok, amelyek ütközés nélkül repülnek be a katód sötét tér tartományába, nagy energiájúak, aminek következtében gyakrabban ionizálják a molekulákat, mint gerjesztik. Azok. A gáz izzás intenzitása csökken, de sok elektron és pozitív ion képződik. A keletkező ionok kezdetben nagyon alacsony sebességgel rendelkeznek, ezért a katód sötét terében pozitív tértöltés jön létre, ami a cső mentén a potenciál újraeloszlásához és a katód potenciál csökkenéséhez vezet.
A katódsötét térben keletkező elektronok behatolnak a parázsló izzás tartományába, amelyet magas elektron- és pozitív ionkoncentráció, valamint nullához közeli poláris tértöltés (plazma) jellemez. Ezért a térerő itt nagyon alacsony. A parázsló izzás tartományában intenzív rekombinációs folyamat megy végbe, amely a folyamat során felszabaduló energia kibocsátásával jár együtt. Így a parázsló izzás főként rekombinációs izzás.
A parázsló izzás tartományából a Faraday-sötét térbe az elektronok és ionok a diffúzió következtében behatolnak. A rekombináció valószínűsége itt nagyon lecsökken, mert a töltött részecskék koncentrációja alacsony. Ezért van egy mező a Faraday sötét térben. Az e mező által magával ragadott elektronok energiát halmoznak fel, és gyakran végül megteremtik a plazma létezéséhez szükséges feltételeket. A pozitív oszlop a gázkisüléses plazmát jelenti. Vezetőként működik, amely összeköti az anódot a kisülés katód részeivel. A pozitív oszlop fényét főként a gerjesztett molekulák alapállapotba való átmenete okozza.
2. Szikrakisülés gázban általában a légköri nyomás nagyságrendjébe eső nyomáson fordul elő. Szakaszos forma jellemzi. Megjelenése szerint a szikrakisülés fényes cikk-cakk elágazó vékony csíkok halmaza, amelyek azonnal behatolnak a kisülési résbe, gyorsan kialszanak és folyamatosan helyettesítik egymást (8.6. ábra). Ezeket a csíkokat hívják szikracsatornák.
 |
T gáz = 10 000 K ~ 40 cm én= 100 kA t= 10 –4 s l~10 km |
Miután a kisülési rést a szikracsatorna „megtöri”, ellenállása kicsivé válik, a csatornán rövid ideig tartó nagy áramú impulzus halad át, amely alatt csak kis feszültség esik a kisülési résre. Ha a forrásteljesítmény nem túl magas, akkor ezen áramimpulzus után a kisülés leáll. Az elektródák közötti feszültség az előző értékre kezd növekedni, és a gázlebontás megismétlődik egy új szikracsatorna kialakulásával.
Természetes körülmények között villámlás formájában szikrakisülés figyelhető meg. A 8.7. ábra egy szikrakisülésre mutat példát - villámlás, időtartam 0,2 ÷ 0,3, áramerősség 10 4 - 10 5 A, hossza 20 km (8.7. ábra).
3. Ívkisülés . Ha egy erős forrásból származó szikrakisülés fogadása után az elektródák közötti távolság fokozatosan csökken, akkor a szakaszos kisülés folyamatossá válik, és a gázkisülés új formája, ún. ívkisülés(8.8. ábra).
 |  |
|
| ~ 10 3 A | ||
| Rizs. 8.8 | ||
Ebben az esetben az áramerősség meredeken növekszik, eléri a tíz és száz ampert, és a kisülési rés feszültsége több tíz voltra csökken. V.F. Litkevich (1872 - 1951) szerint az ívkisülés főként a katód felületéről érkező hőkibocsátásnak köszönhető. A gyakorlatban ez hegesztő, erős ívkemencéket jelent.
4. Korona kisülés (8.9. ábra).erős nem egyenletes elektromos térben, viszonylag nagy gáznyomáson (légköri nagyságrendben) lép fel. Ilyen mező két elektróda között érhető el, amelyek közül az egyik felülete nagy görbületű (vékony huzal, hegy).
 |
 |
A második elektróda jelenléte nem szükséges, de a szerepét a közeli, körülvevő földelt fémtárgyak betölthetik. Amikor egy nagy görbületű elektróda közelében az elektromos tér eléri a hozzávetőlegesen 3∙10 6 V/m értéket, körülötte héjhoz vagy koronához hasonló izzás jelenik meg, innen ered a töltés neve.
Normál körülmények között a gázok jó elektromos szigetelők. Megfelelően erős elektromos tér alkalmazásával azonban szigetelő tulajdonságaik megzavarhatók, így jelentős áramok vezethetők át a gázon. Az áram gázon való áthaladását történelmi okokból elektromos „kisülésnek” nevezték.
Az ebben az esetben fellépő jelenségek a gáz típusától és nyomásától, az elektródák készítésének anyagától, az elektródák és az őket körülvevő edény geometriájától, valamint az átfolyó áramtól függenek. A kisülések különféle formái különleges elnevezéseket kaptak, mint például: sötét kisülés, korona, világító kisülés stb. Az erős kisülések azonban még különböző körülmények között is számos közös jellemzővel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik, hogy egy név alatt egyesítsék őket - "ív" mentesítés”.
Az „ív” kifejezés csak a tartós vagy kvázi tartós kisülésekre vonatkozik. Az ívnek tekintjük a kisülés végső formáját, amely bármilyen körülmények között kialakul, ha kellően nagy áram halad át a gázon. Ezt a kisülést többféleképpen lehet elérni.
Először is, ív keletkezhet valamilyen stabil kis teljesítményű (például izzó) kisülésből való folyamatos vagy hirtelen átmenet eredményeként. Ez az ívindítási út az ábrán látható. Feltételezzük, hogy ez már megtörtént, és a kisülési áram kis állandó értéket mutat. Ha az áramerősséget fokozatosan növeljük, az elektródák közötti feszültség az ábrán látható görbe mentén változik. A kisülés több különböző szakaszon megy keresztül. Az E pontban a feszültség élesen csökkenni kezd egy meglehetősen alacsony értékre, és ívkisülés lép fel. A megadott görbe jellemző az egymástól több centiméterrel elválasztott elektródák között égő kisülésre, több centiméter átmérőjű, több higanymilliméter nyomású gázt tartalmazó csőben. Az áram és a feszültség számértékei csak a nagyságrendet jelzik. A feszültség az áram (vagy inkább az áramsűrűség) függvénye, és nem fordítva, kivéve az FG pontozott vonallal jelzett lehetséges folytonossági szakadást, az F pontban lévő nagyon kis áramértékek közötti átmenetet. az ívkisülésre jellemző nagy értékek a H pontban simán jönnek létre stabil állapotok sorozatán keresztül. De ez nem történhet meg túl gyorsan, ha sorosan kapcsolt ellenállás hiányában azonnal nagy feszültséget kapcsolunk az elektródákra, ami az áram gyors növekedését a H pontnak megfelelő értékre korlátozza. Ebben az esetben a köztes fokozatok nem rendelkeznek az egyensúly eléréséhez szükséges idő és a feszültséggörbe lefutása kissé eltérő formát mutat.
Másodszor, az ív instabil tranziens szikrakisülésből alakulhat ki. Ebben az esetben például ív keletkezik, ha egy gázban kisülés lép fel az elektródák között a légköri nyomás nagyságrendű nyomásán olyan feszültség hatására, amely képes a rés letörését okozni és az áramot egy az ív elégetéséhez elegendő érték. Az ívkisülés előtti minden közbenső szakasz instabil, és ha a feszültség nem elegendő az íváram fenntartásához, a kisülés kialszik vagy szakaszossá válik. Ilyen körülmények között az elektródák közötti feszültség már nem csak vagy akár főként az áram függvénye, hanem az idő függvénye is. Ezért célszerűbb a folyamat előrehaladását egy áramgörbe és egy időtől függő feszültséggörbe segítségével ábrázolni (ábra). Ebből az ábrából világos, hogy egy 10^-8 mp nagyságrendű időtartam alatt meredek feszültségesés következik be az áttörési feszültséghez közeli értékről; ezt követően egy többé-kevésbé hangsúlyos „lépés” figyelhető meg (ami néha nem is létezik). Körülbelül 10^-6 másodperc múlva a feszültség már csak néhány tíz volt. Ezután fokozatosan közelítünk a stabil állapothoz, amely csak azután következik be, hogy az elektródák és az edény termikus egyensúlya létrejött. Ez a folyamat több percig is eltarthat. Az ábrán az A pont a feszültség éles esésének kezdetének felel meg. A meghibásodás kezdete és az A pontban a feszültség csökkenésének pillanata között viszonylag hosszú idő (képződési idő) telhet el. Az A pontban fellépő instabil kisülést szikrának nevezzük.
Harmadszor, az ívet úgy lehet létrehozni, hogy két áramvezető elektródát távolítunk el egymástól, amelyek kezdetben érintkeztek. Ezt az ívgyújtási módszert széles körben alkalmazzák a gyakorlatban, mivel ebben az esetben nincs szükség gázlebontásra az elektródák között. Más szóval, nincs szükség a gázlebontáshoz szükséges nagyfeszültségű forrásra; lényegesen alacsonyabb feszültség elegendő a már kialakult ívkisülés fenntartásához. Az így fellépő kisülést ívtörésnek nevezzük. Az a tény, hogy a mozgó érintkezők között ív gyúlhat ki, gyakran kedvezőtlen. Ilyen ívek keletkeznek a kapcsoló érintkezői között. Nehezen olthatók el, és romboló hatást gyakorolhatnak a kapcsolóra.
2.1.1. Ívkisülési tulajdonságok
Az áramkör árammal történő zárására és nyitására tervezett EA-k kapcsolásánál, amikor le vannak kapcsolva, kisülés lép fel a gázban vagy izzító kisülés vagy ív formájában. Izzító kisülés akkor következik be, ha a kapcsolt áram 0,1 A alatt van, és az érintkezők feszültsége eléri a 250-300 V-ot. Az ilyen kisülés vagy a kis teljesítményű relék érintkezőin, vagy átmeneti fázisként a kisüléshez egy elektromos ívről.
Ha a feszültségkörben az áram nagyobb az értékeknél = 0,03-0,9 A, akkor ívkisülés lép fel. Az ívkisülés alapvető tulajdonságai:
1. Ívkisülés csak nagy áramerősségnél fordul elő. Minimális íváram különböző anyagokhoz fémeknél pedig 0,5A.
2. Az ív középső részének hőmérséklete nagyon magas, és a készülékekben elérheti a 6000-25000 K-t.
3. Az áramsűrűség a katódon rendkívül magas és eléri a -t.
4. A katódon a feszültségesés csak 10-20 V és gyakorlatilag független az áramerősségtől.
Az ívkisülésben három jellemző tartomány különböztethető meg: közeli katód, ívoszlop tartomány és anódközeli tartomány.
Elektromos hegesztőív
Elektromos hegesztőív egy hosszú távú elektromos kisülés a plazmában, amely ionizált gázok és a védőatmoszféra, a töltőanyag és a nem nemesfém összetevőinek gőzeinek keveréke.
Az ív arról a jellegzetes alakról kapta a nevét, amelyet két vízszintesen elhelyezkedő elektróda között éget; A felmelegített gázok hajlamosak felfelé emelkedni, és ez az elektromos kisülés meghajlik, és ív vagy ív alakját veszi fel.
Gyakorlati szempontból az ív olyan gázvezetőnek tekinthető, amely az elektromos energiát hőenergiává alakítja. Magas fűtési intenzitást biztosít, és könnyen szabályozható elektromos paraméterekkel.
A gázok közös jellemzője, hogy normál körülmények között nem vezetik az elektromos áramot. Kedvező körülmények között (magas hőmérséklet és külső nagy intenzitású elektromos tér jelenléte) azonban a gázok ionizálódhatnak, pl. atomjaik vagy molekuláik felszabadíthatnak, vagy éppen ellenkezőleg, befoghatnak elektronokat, pozitív vagy negatív ionokká alakulva. Ezeknek a változásoknak köszönhetően a gázok a plazmának nevezett negyedik halmazállapotba kerülnek, amely elektromosan vezetőképes.
A hegesztőív gerjesztése több szakaszban történik. Például MIG/MAG hegesztéskor, amikor az elektróda vége és a hegesztendő alkatrész érintkezik, érintkezés lép fel a felületük mikrokiemelkedései között. A nagy áramsűrűség hozzájárul ezeknek a kiemelkedéseknek a gyors megolvadásához és egy folyékony fémréteg kialakulásához, amely folyamatosan növekszik az elektróda felé, és végül megreped.
Abban a pillanatban, amikor a jumper megszakad, a fém gyors elpárolgása következik be, és a kisülési rés megtelik ionokkal és elektronokkal, amelyek ebben az esetben keletkeznek. Az elektródára és a termékre való feszültség hatására az elektronok és az ionok elkezdenek mozogni: az elektronok és a negatív töltésű ionok az anódra, a pozitív töltésű ionok pedig a katódra, és így hegesztési ív gerjesztődik. Az ív gerjesztése után a szabad elektronok és a pozitív ionok koncentrációja az ívrésben tovább növekszik, mivel az elektronok útjuk során atomokkal és molekulákkal ütköznek, és még több elektront „kiütnek” belőlük (ugyanakkor olyan atomok, amelyek elvesztettek egy vagy több elektront pozitív töltésű ionokká). Az ívrésben a gáz intenzív ionizációja következik be, és az ív stabil ívkisülés karakterét kapja.
A másodperc néhány töredékével az ív gerjesztése után egy hegesztési medence kezd kialakulni az alapfémen, és egy fémcsepp kezd kialakulni az elektróda végén. Körülbelül további 50-100 ezredmásodperc elteltével a fém stabil átvitele jön létre az elektródahuzal végéről a hegesztési medencébe. Ez történhet olyan cseppekkel, amelyek szabadon repülnek át az ívrésen, vagy olyan cseppekkel, amelyek először rövidzárlatot képeznek, majd befolynak a hegesztőmedencébe.
Az ív elektromos tulajdonságait a három jellemző zónájában - az oszlopban, valamint az ív közeli elektródáiban (katód és anód) lezajló folyamatok határozzák meg, amelyek egyrészt az ívoszlop között helyezkednek el. a másikon pedig az elektróda és a termék.
Az ívplazma fenntartásához fogyóelektródával történő hegesztéskor elegendő 10-1000 amper áramot biztosítani, és körülbelül 15-40 voltos elektromos feszültséget alkalmazni az elektróda és a termék között. Ebben az esetben magának az ívoszlopnak a feszültségesése nem haladja meg a több voltot. A fennmaradó feszültség leesik az ív katód- és anódterületén. Az ívoszlop hossza átlagosan eléri a 10 mm-t, ami az ívhossz körülbelül 99%-ának felel meg. Így az elektromos térerősség az ívoszlopban a 0,1-1,0 V/mm tartományba esik. Ezzel szemben a katód és az anód tartományokat nagyon rövid hosszúság jellemzi (körülbelül 0,0001 mm a katód tartományban, ami megfelel az ion átlagos szabad útjának, és 0,001 mm az anód tartományban, ami az átlagnak felel meg az elektron szabad útja). Ennek megfelelően ezek a tartományok nagyon nagy elektromos térerősséggel rendelkeznek (akár 104 V/mm a katód tartományban és akár 103 V/mm az anódos tartományban).
Kísérletileg megállapították, hogy fogyóelektródával történő hegesztés esetén a katód tartományban a feszültségesés meghaladja az anódtartomány feszültségesését: 12 - 20 V, illetve 2 - 8 V. Figyelembe véve, hogy az elektromos áramkör tárgyaira felszabaduló hő az áramerősségtől és a feszültségtől függ, világossá válik, hogy fogyóelektródával történő hegesztéskor több hő szabadul fel azon a területen, ahol több feszültség esik, pl. a katódban. Ezért fogyóelektródával történő hegesztéskor elsősorban a hegesztőáram fordított polaritását használják, amikor a termék katódként szolgál az alapfém mély behatolása érdekében (ebben az esetben az áramforrás pozitív pólusa csatlakozik az elektródát). A felületkezelés során néha közvetlen polaritást alkalmaznak (amikor az alapfém behatolása éppen ellenkezőleg kívánatos, hogy minimális legyen).
AWI hegesztési körülmények között (nem fogyóelektródos hegesztés) a katód feszültségesése ezzel szemben lényegesen kisebb, mint az anód feszültségesése, és ennek megfelelően ilyen körülmények között több hő keletkezik az anódon. Ezért, ha nem fogyó elektródával hegeszt, az alapfém mély behatolása érdekében a terméket az áramforrás pozitív kivezetéséhez kell csatlakoztatni (és az anód lesz), az elektródát pedig a negatív kivezetéshez ( így az elektródát is védve a túlmelegedéstől).
Ebben az esetben, függetlenül az elektróda típusától (fogyasztható vagy nem fogyasztható), hő elsősorban az ív aktív tartományaiban (katód és anód) keletkezik, és nem az ívoszlopban. Az ívnek ezt a tulajdonságát az alapfémnek csak azon területeinek olvasztására használják, amelyekre az ív irányul.
Az elektródák azon részeit, amelyeken az íváram áthalad, aktív foltoknak nevezzük (a pozitív elektródán - az anódfolt és a negatív elektródán - a katódpont). A katódfolt szabad elektronok forrása, amelyek hozzájárulnak az ívrés ionizációjához. Ugyanakkor a pozitív ionok áramlásai rohannak a katód felé, bombázzák azt, és átadják neki mozgási energiájukat. A fogyóelektródával végzett hegesztés során a katód felületének hőmérséklete az aktív pont területén eléri a 2500 ... 3000 °C-ot.
Ívszerkezet Lk - katód régió; La - anód tartomány (La = Lk = 10-5-10-3 cm); Lst - ívoszlop; Ld - ívhossz; Ld = Lk + La + Lst
Az elektronok és a negatív töltésű ionok áramlatai rohannak az anódpontra, amelyek mozgási energiájukat adják át oda. A fogyóelektródával végzett hegesztés során az anód felületének hőmérséklete az aktív pont területén eléri a 2500...4000°C-ot. Az ívoszlop hőmérséklete fogyóelektródával történő hegesztéskor 7 000 és 18 000 ° C között van (összehasonlításképpen: az acél olvadáspontja körülbelül 1500 ° C).
A mágneses mezők ívére gyakorolt hatás
Egyenárammal történő hegesztéskor gyakran megfigyelhető olyan jelenség, mint a mágneses. A következő tulajdonságok jellemzik:
A hegesztőív oszlop élesen eltér normál helyzetétől; - az ív bizonytalanul ég és gyakran leszakad; - megváltozik az ív égésének hangja - pattogó hangok jelennek meg.
A mágneses robbanás megzavarja a varrat kialakulását, és hozzájárulhat olyan hibák megjelenéséhez a varrásban, mint a behatolás hiánya és az összeolvadás hiánya. A mágneses robbanás oka a hegesztőív mágneses mezőjének kölcsönhatása más közeli mágneses mezőkkel vagy ferromágneses tömegekkel.
A hegesztőívoszlop a hegesztőáramkör részének tekinthető egy rugalmas vezető formájában, amely körül mágneses tér van.
Az ív mágneses tere és az áram áthaladása során a hegesztendő alkatrészben keletkező mágneses tér kölcsönhatása következtében a hegesztőív az áramvezető csatlakozási helyével ellentétes irányban eltérül.
A ferromágneses tömegek hatása az íveltérésre annak a ténynek köszönhető, hogy az ív mágneses erővonalainak levegőn és ferromágneses anyagokon (vas és ötvözetei) keresztül való áthaladásával szembeni ellenállás nagy különbsége miatt a mágneses mező kifejlődik. hogy jobban koncentrálódjon a tömeg helyével ellentétes oldalon, így az ívoszlop az oldalsó ferromágneses test felé tolódik el.
A hegesztőív mágneses tere a hegesztőáram növekedésével növekszik. Ezért a mágneses robbanás hatása gyakrabban nyilvánul meg magas körülmények között végzett hegesztéskor.
Csökkentheti a mágneses robbanás hatását a hegesztési folyamatra:
Rövid íves hegesztés végrehajtása; - megdönteni az elektródát úgy, hogy vége a mágneses robbanás hatása felé irányuljon; - az áramellátás közelítése az ívhez.
A mágneses robbanás hatása az egyenhegesztőáram váltakozó árammal való helyettesítésével is csökkenthető, amelyben a mágneses robbanás sokkal kevésbé jelenik meg. Emlékeztetni kell azonban arra, hogy a váltakozó áramú ív kevésbé stabil, mivel a polaritás változása miatt másodpercenként 100-szor kialszik és újra világít. Annak érdekében, hogy a váltakozó áramú ív stabilan égjen, ívstabilizátorokat (könnyen ionizálható elemeket) kell használni, amelyeket például az elektróda bevonatába vagy a fluxusba vezetnek be.
Az anódközeli és katódközeli tartományban lévő elektródáknál éles feszültségesés tapasztalható: Uk katód és Ua anódos. Ennek a feszültségesésnek a nagysága az elektródák anyagától és a gáztól függ (15V – 30V). Az ív többi részén, úgynevezett hordóban a feszültségesés egyenesen arányos az ív hosszával. A gradiens megközelítőleg állandó a törzs mentén, és eléri a 100-200 V/cm-t. Végső ívfeszültség
Uд=Uк+Uа+lд∙Ed
ARC DISCHARGE, független, kvázi-stacionárius elektromos kisülés gázban, amely szinte bármilyen 0,01-1 Pa-t (10-4-10-2 Hgmm) meghaladó gáznyomáson ég, állandó vagy változó alacsony frekvenciával (103 Hz-ig) az elektródák közötti potenciálkülönbség. Az ívkisülést nagy áramsűrűség a katódon (102-108 A/cm 2) és alacsony katódpotenciálesés jellemzi, amely nem haladja meg a kisülési résben lévő közeg effektív ionizációs potenciálját. Először 1802-ben figyelt meg ívkisülést a levegőben két szénelektróda között V. V. Petrov, és egymástól függetlenül 1808-ban G. Davy. Ennek a kisülésnek a fényáram-csatornája, amikor az elektródák vízszintesen vannak elhelyezve konvektív áramlások hatására, ív alakban hajlik, innen ered a nevek - ívkisülés, elektromos ív.
A legtöbb ívkisülésnél nagy áramsűrűség mellett egy kicsi, nagyon világos folt jelenik meg a katódon, amely a katód teljes felületén mozog. A folt hőmérséklete elérheti a katód anyagának forráspontját (vagy szublimációs) hőmérsékletét. A termikus emisszió jelentős szerepet játszik az ívkisülési áram fenntartásának mechanizmusában. A katódfolt felett pozitív tértöltésű réteg képződik, amely biztosítja a kibocsátott elektronok felgyorsulását olyan energiákra, amelyek elegendőek az atomok és gázmolekulák ütközési ionizációjához. Mivel ez a réteg nagyon vékony (kevesebb, mint az elektronátlagos szabad út), nagy térerősséget hoz létre a katód felületén, különösen a mikroinhomogenitások közelében, ezért mind a téremisszió, mind a hőtér emisszió jelentős. A nagy áramsűrűség és a pontról pontra „ugráló” foltok feltételeket teremtenek a robbanásszerű elektronkibocsátáshoz.
A katódpotenciálesés zónájától az anódig egy úgynevezett pozitív oszlop van. Az anódon általában fényes anódfolt képződik, melyben a felületi hőmérséklet közel megegyezik a katóddal. Az ívkisülés bizonyos típusainál több tíz amperes áramnál a fáklyák megjelennek a katódon és az anódon plazmasugarak formájában, amelyek nagy sebességgel, az elektródák felületére merőlegesen repülnek ki. 100-300 A áramerősségnél további fáklyák jelennek meg, amelyek plazmasugarat alkotnak. A fűtött és ionizált gáz az oszlopban plazma. A plazma elektromos vezetőképessége nagyon magas lehet, de általában több nagyságrenddel alacsonyabb, mint a fémek elektromos vezetőképessége.
Ha a töltött részecskék koncentrációja meghaladja a 10 18 cm -3-t, a plazma állapota esetenként egyensúlyközeli állapotnak tekinthető. Kisebb, 10 15 cm -3-ig terjedő sűrűségnél a lokális termodinamikai egyensúly (LTE) állapota léphet fel, amikor a plazma minden pontján minden statisztikai eloszlás közel áll az egyensúlyhoz egy hőmérsékleti értéknél, amely különböző pontokban eltérő. Az egyetlen kivétel ebben az esetben a plazmasugárzás: messze van az egyensúlytól, és a plazma összetétele és a sugárzási folyamatok sebessége határozza meg. Az ívkisülési oszlop korlátozott méretei mellett, még az oszlop tengelyén lévő sűrű plazmában is, az LTE állapot megszakad a sugárzási veszteségek miatt. Ez a plazma összetételének és a gerjesztett szintek populációinak az egyensúlyi értéktől való erős eltérésében fejeződik ki. A plazma kinetikáját egy ívkisülési oszlopban nagy sűrűségnél elsősorban az ütközési folyamatok határozzák meg, és a sűrűség csökkenésével (a tengelytől távolodva) egyre nagyobb szerepet kapnak a sugárzási folyamatok.
Az ívkisülési oszlop átmérőjét a keletkezett és elveszett energia egyensúlyának feltételei határozzák meg. Az áramerősség vagy a nyomás növekedésével a veszteségmechanizmusok megváltoznak, a gáz hővezető képessége, ambipoláris diffúzió, sugárzási folyamatok stb. következtében. Ilyen változások esetén az oszlop öntömörödése (összehúzódása) léphet fel (lásd Összehúzott kisülés).
Az ívkisülés égési körülményeitől függően paraméterei tág határok között változnak. Az ívkisülés klasszikus példája az egyenáramú kisülés, amely szabadon ég a levegőben a szénelektródák között. Jellemző paraméterei: áramerősség 1 A-tól több száz amperig, elektródák távolsága millimétertől több centiméterig, plazma hőmérséklet kb. 7000 K, anód ponthőmérséklet kb. 3900 K.
Az ívkisülést laboratóriumi fényforrásként és a technikában (szénívlámpák) használják. A vizsgált anyagokkal fúrt és feltöltött szénanóddal végzett ívkisülést ércek, ásványok, sók stb. Az ívkisülést plazmafáklyákban, fémolvasztó ívkemencékben, elektromos hegesztésben, valamint különféle elektronikai és világítóberendezésekben használják. Vákuumos nagyfeszültségű megszakítókban alkalmazzák az úgynevezett vákuumívet, amely vákuumban meggyullad, és a katódról elpárolgott fémgőzökben ég.
Lit.: Kesaev I. G. Az elektromos ív katódfolyamatai. M., 1968; Granovsky V. L. Elektromos áram a gázban. M., 1971; Raiser Yu P. A gázkisülés fizikája. 2. kiadás M., 1992.
ÍVKIÜLÉS
álló egyik fajtája elektromos kisülés gázban, nagy áramsűrűség és kis feszültségesés jellemzi (a gáz ionizációs potenciáljához hasonlítható). D. r. elektromosságból eredhet a kisülési rés rövid ideig tartó meghibásodása. az elektródák közötti feszültség éles növekedése. Ha a lebomlás atmoszférikushoz közeli gáznyomáson történik, akkor D. r. megelőzte szikrakisülés. D. r. használt ívkemencék, V gázkisüléses fényforrások, nál nél ívhegesztő, V plazmatronok stb.
Nagy enciklopédikus politechnikai szótár. 2004 .
Nézze meg, mi az "ARC DISCHARGE" más szótárakban:
Független kvázi-stacionárius elektromos kisülés gázban, amely szinte bármilyen 10 2 10 4 Hgmm-t meghaladó gáznyomáson ég. Art., állandó vagy változó alacsony frekvenciájú (103 Hz-ig) potenciálkülönbséggel az elektródák között. D......... Fizikai enciklopédia
ívkisülés- Független elektromos kisülés, amelyben a kisülési résben az elektromos teret főként a benne lévő tértöltések nagysága és elhelyezkedése határozza meg, és amelyet kis katódpotenciálesés jellemez (nagyságrendileg vagy kisebb... . Műszaki fordítói útmutató
ívkisülés- ívkisülés; ipar ív alakú kisülés; voltaikus ív Olyan elektromos kisülés, amelyben a kisülési résben lévő elektromos mezőt elsősorban a benne lévő tértöltések nagysága és elhelyezkedése határozza meg, amelyet egy kis katód jellemez ... ... Politechnikai terminológiai magyarázó szótár
Elektromos kisülés gázokban, amelyet nagy áramsűrűség és kis potenciálesés jellemez a katód közelében. A katód termikus emissziója vagy terepi emissziója támogatja. Gázhőmérséklet az ívkisülési csatornában ...... Nagy enciklopédikus szótár
ÍVKIÜLÉS- az egyik típusú független elektromos kisülés gázban, amelyet nagy áramsűrűség jellemez. Az elektródák közötti oszlopban magas hőmérsékletre melegített ionizált gáz, amelyre elektromos feszültséget kapcsolunk, a... ... Nagy Politechnikai Enciklopédia
Az álló elektromos kisülések egyik típusa gázokban (lásd Elektromos kisülés gázokban). Először figyelte meg két szénelektróda között levegőben 1802-ben V. V. Petrov, egymástól függetlenül 1808 09-ben G. Davy. Izzó aktuális csatorna...... Nagy szovjet enciklopédia
ívkisülés- lankinis išlydis statusas T terület fizika atitikmenys: engl. ívkisülés; elektromos ív gázban vok. Bogenentladung, f rus. ívkisülés, m; ívkisülés gázban, m pranc. décharge d'arc, f; décharge en régime d'arc, f; décharge par arc, f … Fizikos terminų žodynas
Elektromos kisülés gázokban, szinte bármilyen 10 2 10 3 Hgmm-t meghaladó gáznyomáson ég. Művészet.; nagy áramsűrűség a katódon és kis potenciálesés. Először 1802-ben figyelte meg V. V. Petrov a levegőben. enciklopédikus szótár
Elektromos ív a levegőben Az elektromos ív fizikai jelenség, a gáz elektromos kisülésének egyik fajtája. Szinonimák: Voltaic ív, Ívkisülés. Először 1802-ben írta le az orosz tudós V. V. Az elektromos ív... ... Wikipédia
ívkisülés- lankinis išlydis statusas T terület automatika atitikmenys: engl. ívkisülés vok. Bogenentladung, f; Lichtbogenentladung, f rus. ívkisülés, m pranc. decharge d ív, f; décharge en arc, f … Automatikos terminų žodynas
ívkisülés- lankinis išlydis statusas T sritis chemija apibrėžtis Savaiminio elektros išlydžio dujose rūšis. atitikmenys: engl. ívkisülés rus. ívkisülés... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
