Priklausomai nuo dujų slėgio, elektrodo konfigūracijos ir išorinių grandinės parametrų, yra keturi nepriklausomų iškrovų tipai:
- švytėjimo iškrova;
- kibirkšties iškrova;
- lankinis išlydis;
- korona iškrova.
1. Švytėjimo iškrova atsiranda esant žemam slėgiui. Jį galima stebėti stikliniame vamzdyje, kurio galuose prilituoti plokšti metaliniai elektrodai (8.5 pav.). Netoli katodo yra plonas šviečiantis sluoksnis, vadinamas katodo šviesos plėvelė 2.
Tarp katodo ir plėvelės yra Tamsioji Aston erdvė 1. Šviečiančios plėvelės dešinėje dedamas silpnai šviečiantis sluoksnis, vadinamas katodo tamsi erdvė 3. Šis sluoksnis patenka į šviečiančią sritį, kuri vadinama smirdantis švytėjimas 4, rusenanti erdvė ribojama tamsiu tarpu - Faradėjaus tamsi erdvė 5. Susidaro visi aukščiau išvardinti sluoksniai katodo dalisšvytėjimo iškrova. Likusi vamzdžio dalis užpildyta žėrinčiomis dujomis. Ši dalis vadinama teigiamas stulpelis 6.
Mažėjant slėgiui, katodinė iškrovos dalis ir Faradėjaus tamsioji erdvė didėja, o teigiama stulpelis trumpėja.
Matavimai parodė, kad beveik visi galimi kritimai atsiranda pirmose trijose iškrovos dalyse (Aston tamsioje erdvėje, katodo šviečiančioje plėvelėje ir katodo tamsioje vietoje). Ši vamzdžiui tiekiama įtampos dalis vadinama katodo potencialo kritimas.
Rūkančio švytėjimo srityje potencialas nesikeičia – čia lauko stiprumas lygus nuliui. Galiausiai Faradėjaus tamsiojoje erdvėje ir teigiamoje stulpelyje potencialas lėtai didėja.
Tokį potencialų pasiskirstymą lemia teigiamo erdvės krūvio susidarymas katodo tamsiojoje erdvėje, dėl padidėjusios teigiamų jonų koncentracijos.
Teigiami jonai, pagreitinti dėl katodo potencialo kritimo, bombarduoja katodą ir išmuša iš jo elektronus. Aston tamsiojoje erdvėje šie elektronai, be susidūrimų įskridę į katodo tamsiosios erdvės sritį, turi didelę energiją, dėl to jie dažniau jonizuoja molekules nei jas sužadina. Tie. Dujų švytėjimo intensyvumas mažėja, tačiau susidaro daug elektronų ir teigiamų jonų. Gauti jonai iš pradžių turi labai mažą greitį, todėl katodo tamsioje erdvėje susidaro teigiamas erdvės krūvis, dėl kurio potencialas perskirstomas išilgai vamzdžio ir katodo potencialo kritimas.
Katodinėje tamsioje erdvėje susidarę elektronai prasiskverbia į smirdančio švytėjimo sritį, kuri pasižymi didele elektronų ir teigiamų jonų koncentracija bei nuliui artimu poliarinės erdvės krūviu (plazma). Todėl lauko stiprumas čia yra labai mažas. Rūkančio švytėjimo srityje vyksta intensyvus rekombinacijos procesas, lydimas šio proceso metu išsiskiriančios energijos išmetimo. Taigi, rūkstantis švytėjimas daugiausia yra rekombinuotas švytėjimas.
Iš rusenančio švytėjimo srities į Faradėjaus tamsiąją erdvę elektronai ir jonai prasiskverbia dėl difuzijos. Rekombinacijos tikimybė čia labai sumažėja, nes įkrautų dalelių koncentracija maža. Todėl Faradėjaus tamsiojoje erdvėje yra laukas. Šio lauko pritraukti elektronai kaupia energiją ir dažnai ilgainiui sukuria sąlygas, būtinas plazmai egzistuoti. Teigiamas stulpelis rodo dujų išlydžio plazmą. Jis veikia kaip laidininkas, jungiantis anodą su išlydžio katodinėmis dalimis. Teigiamo stulpelio švytėjimą daugiausia sukelia sužadintų molekulių perėjimai į pagrindinę būseną.
2. Kibirkšties iškrova atsiranda dujose, kurių slėgis yra panašus į atmosferos slėgį. Jai būdinga pertraukiama forma. Išvaizda kibirkštinis išlydis yra ryškių zigzago šakojančių plonų juostelių krūva, kuri akimirksniu prasiskverbia pro iškrovos tarpą, greitai užgęsta ir nuolat keičia viena kitą (8.6 pav.). Šios juostelės vadinamos kibirkšties kanalai.
 |
T dujos = 10 000 K ~ 40 cm aš= 100 kA t= 10 –4 s l~10 km |
Kibirkšties kanalui „pramušus“ iškrovos tarpą, jo varža tampa maža, per kanalą praeina trumpalaikis didelės srovės impulsas, kurio metu į iškrovos tarpą patenka tik nedidelė įtampa. Jei šaltinio galia nėra labai didelė, tada po šio srovės impulso iškrova sustoja. Įtampa tarp elektrodų pradeda didėti iki ankstesnės vertės, o dujų skilimas kartojamas susidarant naujam kibirkšties kanalui.
Natūraliomis sąlygomis kibirkšties iškrova stebima žaibo pavidalu. 8.7 paveiksle pateiktas kibirkštinio išlydžio pavyzdys - žaibas, trukmė 0,2 ÷ 0,3, kai srovės stipris 10 4 - 10 5 A, ilgis 20 km (8.7 pav.).
3. Lanko iškrova . Jei, gavus kibirkštinį išlydį iš galingo šaltinio, atstumas tarp elektrodų palaipsniui mažėja, tada iškrova tampa nenutrūkstama nuo pertrūkių ir atsiranda nauja dujų išlydžio forma, vadinama lanko išlydis(8.8 pav.).
 |  |
|
| ~ 10 3 A | ||
| Ryžiai. 8.8 | ||
Tokiu atveju srovė smarkiai padidėja, pasiekdama dešimtis ir šimtus amperų, o įtampa per iškrovos tarpą nukrenta iki kelių dešimčių voltų. Pasak V.F. Litkevič (1872 - 1951), lanko išlydis palaikomas daugiausia dėl katodo paviršiaus terminės emisijos. Praktiškai tai reiškia suvirinimą, galingas lankines krosnis.
4. Korona iškrova (8.9 pav.).atsiranda stipriame netolygiame elektriniame lauke esant santykinai dideliam dujų slėgiui (atmosferos eilės). Tokį lauką galima gauti tarp dviejų elektrodų, kurių vieno paviršius turi didelį kreivumą (plona viela, antgalis).
 |
 |
Antrojo elektrodo buvimas nebūtinas, tačiau jo vaidmenį gali atlikti netoliese esantys, aplinkiniai įžeminti metaliniai objektai. Kai elektrinis laukas prie didelio kreivumo elektrodo pasiekia apytiksliai 3∙10 6 V/m, aplink jį atsiranda švytėjimas, panašus į apvalkalą ar karūnėlę, iš kur kilo krūvio pavadinimas.
Įprastomis sąlygomis dujos yra geri elektros izoliatoriai. Tačiau pritaikius pakankamai stiprų elektrinį lauką, gali sutrikti jų izoliacinės savybės, todėl per dujas galima praleisti reikšmingas sroves. Srovės pratekėjimas per dujas dėl istorinių priežasčių buvo vadinamas elektros iškrova.
Tokiu atveju atsirandantys reiškiniai priklauso nuo dujų rūšies ir slėgio, nuo medžiagos, iš kurios pagaminti elektrodai, nuo elektrodų ir juos supančio indo geometrijos, taip pat nuo tekančios srovės. Įvairios iškrovos formos gavo specialius pavadinimus, pvz.: tamsios iškrovos, vainikinės, švytinčios iškrovos ir kt. Galingos iškrovos, net ir skirtingomis sąlygomis, turi nemažai bendrų bruožų, leidžiančių jas sujungti į vieną pavadinimą – „lankas“. iškrovimas“.
Terminas „lankas“ taikomas tik ilgalaikiams arba beveik nuolatiniams iškrovimams. Lankas laikomas galutine iškrovos forma, kuri atsiranda bet kokiomis aplinkybėmis, jei per dujas teka pakankamai didelė srovė. Šią iškrovą galima gauti įvairiais būdais.
Pirma, lankas gali atsirasti dėl nuolatinio ar staigaus perėjimo nuo stabilaus mažos galios (pavyzdžiui, švytėjimo) iškrovos. Šis lanko pradžios kelias parodytas paveikslėlyje. Daroma prielaida, kad tai jau įvyko ir kad iškrovos srovė turi mažą pastovią vertę. Jei srovė palaipsniui didinama, įtampa tarp elektrodų pasikeis pagal kreivę, parodytą paveikslėlyje. Išmetimas praeis keliais skirtingais etapais. Taške E įtampa pradeda smarkiai kristi iki gana žemos vertės ir atsiranda lankinis išlydis. Pateikta kreivė būdinga išlydžiui, degančiam tarp elektrodų, atskirtų vienas nuo kito keliais centimetrais, kelių centimetrų skersmens vamzdyje, kuriame yra kelių milimetrų gyvsidabrio slėgio dujų. Srovės ir įtampos skaitinės vertės pateikiamos tik siekiant nurodyti dydį. Įtampa yra srovės (tiksliau, srovės tankio) funkcija, o ne atvirkščiai, išskyrus galimą tęstinumo pertrauką, nurodytą punktyrine linija FG, perėjimą nuo labai mažų srovės verčių taške F į didelės vertės, būdingos lanko iškrovai taške H, sklandžiai vyksta per keletą stabilių būsenų. Bet tai negali įvykti labai greitai, jei ant elektrodų iš karto paduodama didelė įtampa, kai nėra nuosekliai sujungtos varžos, kuri apriboja greitą srovės padidėjimą iki vertės, atitinkančios tašką H. Šiuo atveju tarpiniai etapai neturi laikas pasiekti pusiausvyrą, o įtampos kreivės eiga yra šiek tiek kitokia.
Antra, lankas gali išsivystyti dėl nestabilios trumpalaikės kibirkšties iškrovos. Tokiu atveju lankas gali būti gautas, pavyzdžiui, jei tarp elektrodų atsiranda iškrova dujose esant maždaug atmosferos slėgio slėgiui, veikiant įtampai, galinčiai suskaidyti tarpą ir palaikyti srovę vertė, kurios pakanka lankui sudeginti. Visi tarpiniai etapai iki lankinio išlydžio yra nestabilūs, o jei įtampos nepakanka lanko srovei palaikyti, iškrova užgęsta arba tampa pertraukiama. Esant tokioms sąlygoms, įtampa tarp elektrodų nebebus vien tik ar net daugiausia nuo srovės, bet priklauso ir nuo laiko. Todėl proceso eigą geriau pavaizduoti naudojant srovės kreivę ir įtampos kreivę, priklausančią nuo laiko (pav.). Iš šio paveikslo aišku, kad per 10^-8 sek. laikotarpį smarkiai nukrenta įtampa nuo vertės, artimos gedimo įtampai; po to pastebimas daugiau ar mažiau ryškus „žingsnis“ (kurio kartais gali ir nebūti). Po maždaug 10^-6 sekundžių įtampa yra tik kelios dešimtys voltų. Tada palaipsniui artėjama prie stabilios būsenos, kuri atsiranda tik tada, kai nustatoma elektrodų ir indo šiluminė pusiausvyra. Šis procesas gali užtrukti kelias minutes. Paveiksle taškas A atitinka staigaus įtampos kritimo pradžią. Nuo gedimo pradžios iki to momento, kai taške A nukrenta įtampa, gali praeiti gana ilgas laiko tarpas (susidarymo laikas). Nestabili iškrova, atsirandanti taške A, vadinama kibirkštimi.
Trečia, lanką galima gauti atskiriant du srovę nešančius elektrodus, kurie iš pradžių kontaktavo. Šis lanko uždegimo būdas yra plačiai naudojamas praktikoje, nes šiuo atveju nereikia dujų skirstymo tarp elektrodų. Kitaip tariant, nereikia aukštos įtampos šaltinio, reikalingo dujų gedimui; jau nustatyto lankinio išlydžio palaikymui pakanka žymiai mažesnės įtampos. Tokiu būdu atsirandanti iškrova vadinama lanko laužymu. Tai, kad tarp judančių kontaktų gali užsidegti lankas, dažnai yra nepalanki. Tokie lankai atsiranda tarp jungiklio kontaktų. Juos gali būti sunku užgesinti ir jie gali neigiamai paveikti jungiklį.
2.1.1. Lanko iškrovos savybės
Perjungiant EA, skirtą uždaryti ir atidaryti grandinę su srove, kai atjungta, dujose atsiranda iškrova švytėjimo išlydžio arba lanko pavidalu. Švytėjimo iškrova atsiranda, kai įjungiama srovė yra mažesnė nei 0,1 A, o įtampa prie kontaktų siekia 250-300 V. Toks iškrovimas įvyksta arba ant mažos galios relių kontaktų, arba kaip perėjimo fazė į iškrovą. elektros lanko.
Jei srovė įtampos grandinėje yra didesnė už vertes = 0,03-0,9 A, tada atsiranda lankinis išlydis. Pagrindinės lankinio išlydžio savybės:
1. Lankinė iškrova atsiranda tik esant didelėms srovėms. Minimali lanko srovė įvairioms medžiagoms o metalams tai 0,5A.
2. Centrinės lanko dalies temperatūra yra labai aukšta ir įrenginiuose gali siekti 6000-25000 K.
3. Srovės tankis prie katodo yra itin didelis ir siekia .
4. Įtampos kritimas prie katodo yra tik 10-20 V ir praktiškai nepriklauso nuo srovės.
Lankinio išlydžio atveju galima išskirti tris būdingas sritis: beveik katodo, lanko kolonėlės sritį ir beveik anodo sritį.
Elektrinis suvirinimo lankas
Elektrinis suvirinimo lankas yra ilgalaikė elektros iškrova plazmoje, kuri yra apsauginės atmosferos komponentų, užpildo ir netauriųjų metalų jonizuotų dujų ir garų mišinys.
Lankas gavo savo pavadinimą dėl būdingos formos, kurią ji įgauna degant tarp dviejų horizontaliai išdėstytų elektrodų; įkaitusios dujos linkusios kilti aukštyn ir ši elektros iškrova sulinksta, įgaudama arkos arba lanko formą.
Praktiniu požiūriu lankas gali būti laikomas dujų laidininku, kuris elektros energiją paverčia šilumine energija. Jis užtikrina aukštą šildymo intensyvumą ir yra lengvai valdomas naudojant elektrinius parametrus.
Bendra dujų savybė yra ta, kad normaliomis sąlygomis jos nėra elektros srovės laidininkai. Tačiau esant palankioms sąlygoms (aukštai temperatūrai ir esant išoriniam didelio intensyvumo elektriniam laukui), dujos gali jonizuotis, t.y. jų atomai ar molekulės gali išlaisvinti arba, priešingai, elektronneigiamiems elementams, sugauti elektronus, atitinkamai virsdami teigiamais arba neigiamais jonais. Dėl šių pokyčių dujos pereina į ketvirtąją materijos būseną, vadinamą plazma, kuri yra elektrai laidži.
Suvirinimo lanko sužadinimas vyksta keliais etapais. Pavyzdžiui, suvirinant MIG/MAG, kai elektrodo galas ir virinama dalis susiliečia, atsiranda kontaktas tarp jų paviršių mikro išsikišimų. Didelis srovės tankis prisideda prie greito šių iškyšų tirpimo ir skysto metalo sluoksnio susidarymo, kuris nuolat didėja link elektrodo ir ilgainiui plyšta.
Šiuo metu trumpiklis nutrūksta, greitai išgaruoja metalas, o iškrovos tarpas užpildomas šiuo atveju atsirandančiais jonais ir elektronais. Dėl to, kad elektrodui ir gaminiui suteikiama įtampa, pradeda judėti elektronai ir jonai: elektronai ir neigiamo krūvio jonai į anodą, o teigiamai įkrauti jonai į katodą ir taip sužadinamas suvirinimo lankas. Sužadinus lanką, laisvųjų elektronų ir teigiamų jonų koncentracija lanko tarpelyje toliau didėja, nes elektronai savo kelyje susiduria su atomais ir molekulėmis ir „išmuša“ iš jų dar daugiau elektronų (tuo pačiu metu praradę vieną ar daugiau elektronų tapo teigiamai įkrautais jonais). Lanko tarpelyje vyksta intensyvi dujų jonizacija ir lankas įgauna stabilaus lankinio išlydžio pobūdį.
Praėjus kelioms sekundės dalims po lanko sužadinimo, ant netauriojo metalo pradeda formuotis suvirinimo baseinas, o elektrodo gale pradeda formuotis metalo lašas. Ir po dar maždaug 50 - 100 milisekundžių nustatomas stabilus metalo perkėlimas iš elektrodo vielos galo į suvirinimo baseiną. Tai gali būti atliekama lašais, kurie laisvai skraido per lanko tarpą, arba lašais, kurie pirmiausia sudaro trumpąjį jungimą ir tada patenka į suvirinimo baseiną.
Lanko elektrines savybes lemia procesai, vykstantys trijose jam būdingose zonose – stulpelyje, taip pat artielektrodinėse lanko srityse (katodo ir anodo), esančiose tarp lanko stulpelio vienoje pusėje ir elektrodas ir gaminys kitoje.
Norint išlaikyti lanko plazmą suvirinant sunaudojamuoju elektrodu, pakanka užtikrinti 10–1000 amperų srovę ir tarp elektrodo ir gaminio prijungti maždaug 15–40 voltų elektros įtampą. Tokiu atveju įtampos kritimas pačiame lanko stulpelyje neviršys kelių voltų. Likusi įtampa krenta lanko katodo ir anodo srityse. Lanko stulpelio ilgis vidutiniškai siekia 10 mm, o tai atitinka maždaug 99% lanko ilgio. Taigi elektrinio lauko stipris lanko stulpelyje yra nuo 0,1 iki 1,0 V/mm. Katodo ir anodo sritys, priešingai, pasižymi labai trumpu ilgiu (apie 0,0001 mm katodo srityje, kuri atitinka vidutinį laisvą jono kelią, ir 0,001 mm anodinei sričiai, kuri atitinka vidurkį laisvas elektrono kelias). Atitinkamai, šios sritys turi labai didelį elektrinio lauko stiprumą (iki 104 V/mm katodo srityje ir iki 103 V/mm anodinėje srityje).
Eksperimentiškai nustatyta, kad suvirinant sunaudojamuoju elektrodu, įtampos kritimas katodo srityje viršija įtampos kritimą anodo srityje: atitinkamai 12 - 20 V ir 2 - 8 V. Atsižvelgiant į tai, kad šilumos išsiskyrimas ant elektros grandinės objektų priklauso nuo srovės ir įtampos, tampa aišku, kad suvirinant sunaudojamuoju elektrodu daugiau šilumos išsiskiria toje vietoje, kur nukrenta daugiau įtampos, t.y. katode. Todėl, suvirinant sunaudojamuoju elektrodu, daugiausia naudojamas atvirkštinis suvirinimo srovės poliškumas, kai gaminys yra katodas, užtikrinantis gilų netauriojo metalo įsiskverbimą (šiuo atveju teigiamas maitinimo šaltinio polius yra prijungtas prie elektrodas). Tiesioginis poliškumas kartais naudojamas atliekant paviršių dengimą (kai, atvirkščiai, pageidautina, kad netauriojo metalo prasiskverbimas būtų minimalus).
TIG suvirinimo sąlygomis (nenaudojamo elektrodo suvirinimas) katodo įtampos kritimas, priešingai, yra žymiai mažesnis nei anodo įtampos kritimas ir atitinkamai tokiomis sąlygomis prie anodo susidaro daugiau šilumos. Todėl, suvirinant su nevartotu elektrodu, siekiant užtikrinti gilų netauriojo metalo įsiskverbimą, gaminys prijungiamas prie teigiamo maitinimo šaltinio gnybto (ir jis tampa anodu), o elektrodas prijungiamas prie neigiamo gnybto ( taip ir apsaugodamas elektrodą nuo perkaitimo).
Šiuo atveju, neatsižvelgiant į elektrodo tipą (sunaudojamasis ar nevartojamas), šiluma daugiausia generuojama aktyviosiose lanko srityse (katodas ir anodas), o ne lanko stulpelyje. Ši lanko savybė naudojama išlydyti tik tas netauriojo metalo vietas, į kurias nukreiptas lankas.
Tos elektrodų dalys, per kurias praeina lanko srovė, vadinamos aktyviosiomis dėmėmis (ant teigiamo elektrodo - anodo taškas, o ant neigiamo elektrodo - katodo taškas). Katodo taškas yra laisvųjų elektronų, prisidedančių prie lanko tarpo jonizacijos, šaltinis. Tuo pačiu metu teigiamų jonų srautai veržiasi link katodo, bombarduodami jį ir perduodami jam savo kinetinę energiją. Temperatūra katodo paviršiuje aktyviosios vietos srityje suvirinant sunaudojamuoju elektrodu siekia 2500...3000 °C.
Lanko struktūra Lk - katodo sritis; La - anodo sritis (La = Lk = 10 -5 -10 -3 cm); Lst - lanko stulpelis; Ld - lanko ilgis; Ld = Lk + La + Lst
Į anodo vietą veržiasi elektronų ir neigiamo krūvio jonų srautai, kurie perduoda jai savo kinetinę energiją. Temperatūra ant anodo paviršiaus aktyviosios vietos srityje suvirinant sunaudojamuoju elektrodu siekia 2500...4000°C. Lanko kolonėlės temperatūra suvirinant sunaudojamuoju elektrodu svyruoja nuo 7000 iki 18000 °C (palyginimui: plieno lydymosi temperatūra yra maždaug 1500 °C).
Įtaka magnetinių laukų lankui
Suvirinant nuolatine srove, dažnai pastebimas toks reiškinys kaip magnetinis. Jis pasižymi šiomis savybėmis:
Suvirinimo lanko kolonėlė smarkiai nukrypsta nuo įprastos padėties; - lankas dega netvirtai ir dažnai nutrūksta; - pasikeičia lanko degimo garsas - atsiranda spragsėjimo garsai.
Magnetinis sprogimas sutrikdo siūlės susidarymą ir gali prisidėti prie tokių siūlės defektų atsiradimo kaip prasiskverbimo ir susiliejimo trūkumas. Magnetinio sprogimo priežastis yra suvirinimo lanko magnetinio lauko sąveika su kitais šalia esančiais magnetiniais laukais arba feromagnetinėmis masėmis.
Suvirinimo lanko kolonėlė gali būti laikoma suvirinimo grandinės dalimi lankstaus laidininko, aplink kurį yra magnetinis laukas, forma.
Sąveikos lanko magnetinis laukas ir magnetinis laukas, atsirandantis virinamoje dalyje, praeinant srovei, suvirinimo lankas nukrypsta priešinga kryptimi nei srovės laidininko prijungimo vieta.
Feromagnetinių masių įtaka lanko deformacijai atsiranda dėl to, kad dėl didelio atsparumo lanko magnetinio lauko linijų praėjimui per orą ir per feromagnetines medžiagas (geležies ir jos lydinius) skirtumo magnetinis laukas atsiranda. labiau susikoncentruoti toje pusėje, kuri yra priešinga masės vietai, todėl lanko stulpelis pasislenka į šoninį feromagnetinį kūną.
Suvirinimo lanko magnetinis laukas didėja didėjant suvirinimo srovei. Todėl magnetinio sprogimo poveikis dažniau pasireiškia suvirinant aukštomis sąlygomis.
Galite sumažinti magnetinio sprogimo įtaką suvirinimo procesui:
Trumpojo lankinio suvirinimo atlikimas; - elektrodo pakreipimas taip, kad jo galas būtų nukreiptas į magnetinio sprogimo veikimą; - srovės tiekimo priartinimas prie lanko.
Magnetinio sprogimo poveikį taip pat galima sumažinti pakeičiant tiesioginę suvirinimo srovę kintamąja srove, kurioje magnetinis sprogimas atrodo daug mažesnis. Tačiau reikia atsiminti, kad kintamosios srovės lankas yra mažiau stabilus, nes dėl poliškumo pasikeitimo jis užgęsta ir vėl užsidega 100 kartų per sekundę. Kad kintamosios srovės lankas degtų stabiliai, reikia naudoti lanko stabilizatorius (lengvai jonizuojamus elementus), kurie įvedami, pavyzdžiui, į elektrodo dangą arba į srautą.
Prie elektrodų artimojo anodo ir artimo katodo srityse smarkiai sumažėja įtampa: katodo Uk ir anodinio Ua. Šio įtampos kritimo dydis priklauso nuo elektrodų medžiagų ir dujų (15V – 30V). Likusioje lanko dalyje, vadinamoje statine, įtampos kritimas yra tiesiogiai proporcingas lanko ilgiui. Gradientas yra maždaug pastovus palei kamieną ir siekia nuo 100 iki 200 V/cm. Galutinė lanko įtampa
Uд=Uк+Uа+lд∙Red
ARC DISCHARGE, nepriklausomas kvazistacionarus elektros išlydis dujose, degantis esant beveik bet kokiam dujų slėgiui, viršijančiam 0,01-1 Pa (10-4-10-2 mm Hg), pastoviu arba kintamu žemu dažniu (iki 103 Hz) potencialų skirtumai tarp elektrodų. Lankiniam išlydžiui būdingas didelis srovės tankis katode (102-108 A/cm 2) ir mažas katodo potencialo kritimas, neviršijantis terpės efektyvaus jonizacijos potencialo išlydžio tarpelyje. Pirmą kartą lankinį išlydį tarp dviejų anglies elektrodų ore pastebėjo V. V. Petrovas, o nepriklausomai 1808 m. – G. Davy. Šio išlydžio šviesos srovės kanalas, kai elektrodai yra horizontaliai, veikiami konvekcinių srautų, yra išlenktas lanko forma, todėl ir pavadinimai - lanko išlydis, elektros lankas.
Daugumai lankinių išlydžių esant dideliam srovės tankiui, prie katodo atsiranda maža, labai ryški dėmė, judanti per visą katodo paviršių. Temperatūra vietoje gali pasiekti katodo medžiagos virimo (arba sublimacijos) temperatūrą. Šiluminė emisija vaidina svarbų vaidmenį lanko iškrovos srovės palaikymo mechanizme. Virš katodo dėmės susidaro teigiamo erdvės krūvio sluoksnis, užtikrinantis skleidžiamų elektronų pagreitį iki energijos, kurios pakanka atomų ir dujų molekulių smūginei jonizacijai. Kadangi šis sluoksnis yra labai plonas (mažesnis už elektronų vidutinį laisvąjį kelią), jis sukuria didelį lauko stiprumą katodo paviršiuje, ypač arti mikronehomogeniškumo, todėl tiek lauko emisija, tiek šiluminio lauko emisija yra reikšminga. Didelis srovės tankis ir taško „šokinėjimas“ iš taško į tašką sukuria sąlygas sprogstamai elektronų emisijai.
Nuo katodo potencialo kritimo zonos iki anodo yra vadinamasis teigiamas stulpelis. Ant anodo dažniausiai susidaro šviesi anodo dėmė, kurioje paviršiaus temperatūra beveik tokia pati kaip katode. Kai kurių tipų lankinio išlydžio atveju, esant dešimčių amperų srovėms, prie katodo ir anodo atsiranda degikliai plazmos purkštukų pavidalu, išskrendančių dideliu greičiu statmenai elektrodų paviršiui. Esant 100-300 A srovei, atsiranda papildomi degikliai, suformuojantys plazmos čiurkšlių spindulį. Įkaitintos ir jonizuotos dujos kolonėlėje yra plazma. Plazmos elektrinis laidumas gali būti labai didelis, tačiau dažniausiai jis yra keliomis eilėmis mažesnis už metalų elektrinį laidumą.
Kai įkrautų dalelių koncentracija yra didesnė nei 10 18 cm -3, plazmos būsena kartais gali būti laikoma artima pusiausvyrai. Esant mažesniam tankiui, iki 10 15 cm -3, gali susidaryti vietinės termodinaminės pusiausvyros (LTE) būsena, kai kiekviename plazmos taške visi statistiniai skirstiniai yra artimi pusiausvyrai esant vienai temperatūros vertei, kuri skirtinguose taškuose yra skirtinga. Vienintelė išimtis šiuo atveju yra plazmos spinduliuotė: ji toli gražu nėra pusiausvyra ir priklauso nuo plazmos sudėties bei radiacijos procesų greičio. Esant ribotiems lankinio išlydžio kolonėlės matmenims, net esant tankiai plazmai ant kolonėlės ašies, LTE būsena sutrinka dėl radiacijos nuostolių. Tai išreiškiama dideliu plazmos sudėties ir sužadinto lygių populiacijų nuokrypiu nuo jų pusiausvyros verčių. Plazmos kinetiką lankinio išlydžio kolonėlėje esant dideliam tankiui daugiausia lemia susidūrimo procesai, o tankiui mažėjant (tolstant nuo ašies) vis svarbesnį vaidmenį atlieka radiacijos procesai.
Lankinio išlydžio kolonėlės skersmenį lemia generuojamos ir prarastos energijos balanso sąlygos. Didėjant srovei ar slėgiui, kinta nuostolių mechanizmai, dėl dujų šilumos laidumo, ambipolinės difuzijos, radiacijos procesų ir pan. Tokiems pokyčiams gali įvykti kolonėlės savaiminis susispaudimas (susitraukimas) (žr. Susitraukęs iškrovimas).
Priklausomai nuo lankinio išlydžio degimo sąlygų, jo parametrai skiriasi plačiomis ribomis. Klasikinis lankinio išlydžio pavyzdys yra nuolatinės srovės išlydis, laisvai degantis ore tarp anglies elektrodų. Jo tipiniai parametrai yra: srovė nuo 1 A iki šimtų amperų, atstumas tarp elektrodų nuo milimetrų iki kelių centimetrų, plazmos temperatūra apie 7000 K, anodo taško temperatūra apie 3900 K.
Lanko išlydis naudojamas kaip laboratorinis šviesos šaltinis ir technologijose (anglies lanko lempos). Lankinė iškrova su anglies anodu, išgręžtu ir užpildytu tiriamosiomis medžiagomis, naudojama spektrinei rūdų, mineralų, druskų ir kt. Lankinis išlydis naudojamas plazminiuose degikliuose, lankinėse metalų lydymo krosnyse, suvirinant elektriniu būdu, įvairiuose elektroniniuose ir apšvietimo įrenginiuose. Vakuuminiuose aukštos įtampos automatiniuose jungikliuose naudojamas vadinamasis vakuuminis lankas, kuris užsidega vakuume ir dega iš katodo išgaravusiais metalo garais.
Lit.: Kesajevas I. G. Elektros lanko katodiniai procesai. M., 1968; Granovskis V. L. Elektros srovė dujose. M., 1971; Raiser Yu P. Dujų išlydžio fizika. 2-asis leidimas M., 1992 m.
LANKO IŠLAIDYMAS
vienas iš stacionarių tipų elektros iškrova dujose, būdingas didelis srovės tankis ir nedidelis įtampos kritimas (palyginamas su dujų jonizacijos potencialu). D. r. gali atsirasti dėl elektros trumpam sugenda išleidimo tarpas. staigus įtampos padidėjimas tarp elektrodų. Jei gedimas įvyksta esant artimam atmosferiniam dujų slėgiui, tai D. r. prieš tai kibirkštinio išlydžio. D. r. naudojamas lankinės krosnys, V dujų išlydžio šviesos šaltiniai, adresu lankinio suvirinimo, V plazmatronai ir tt
Didysis enciklopedinis politechnikos žodynas. 2004 .
Pažiūrėkite, kas yra "ARC DISCHARGE" kituose žodynuose:
Nepriklausomas beveik stacionarus elektros išlydis dujose, degantis esant beveik bet kokiam dujų slėgiui, viršijančiam 10 2 10 4 mm Hg. Art., su pastoviu arba kintamu žemo dažnio (iki 103 Hz) potencialų skirtumu tarp elektrodų. D...... Fizinė enciklopedija
lanko išlydis- Nepriklausomas elektros išlydis, kuriame elektrinį lauką išlydžio tarpelyje daugiausia lemia erdvės krūvių dydis ir vieta joje ir kuriai būdingas nedidelis katodo potencialo kritimas (maždaug... .. . Techninis vertėjo vadovas
lanko išlydis- lankinis išlydis; industrija lankinis išlydis; voltinis lankas Elektrinis išlydis, kurio elektrinį lauką iškrovos tarpelyje daugiausia lemia erdvės krūvių dydis ir vieta jame, kuriam būdingas mažas katodas ... ... Politechnikos terminų aiškinamasis žodynas
Elektros iškrova dujose, kuriai būdingas didelis srovės tankis ir nedidelis potencialo kritimas šalia katodo. Palaikoma termone arba lauko spinduliuote iš katodo. Dujų temperatūra lankinio išleidimo kanale esant... ... Didysis enciklopedinis žodynas
LANKO IŠLAIDYMAS- vienas iš nepriklausomų elektros iškrovų dujose tipų, pasižymintis dideliu srovės tankiu. Jonizuotos dujos, įkaitintos iki aukštos temperatūros kolonėlėje tarp elektrodų, kurioms tiekiama elektros įtampa, yra... ... Didžioji politechnikos enciklopedija
Vienas iš stacionarių elektros iškrovų dujose tipų (žr. Elektrinės iškrovos dujose). Pirmą kartą tarp dviejų anglies elektrodų ore jį pastebėjo V. V. Petrovas 1802 m., o nepriklausomai 1808 09 G. Davy. Švytintis dabartinis kanalas...... Didžioji sovietinė enciklopedija
lanko išlydis- lankinis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. lankinis išlydis; elektros lankas dujų vok. Bogenentladung, f rus. lankinis išlydis, m; lankinis išlydis dujose, m pranc. decharge d'arc, f; décharge en régime d'arc, f; décharge par arc, f … Fizikos terminų žodynas
Elektros iškrova dujose, deginant beveik bet kokiam dujų slėgiui, viršijančiam 10 2 10 3 mm Hg. Art.; pasižymi dideliu srovės tankiu katode ir nedideliu potencialo kritimu. V. V. Petrovas pirmą kartą pastebėjo ore 1802 m. enciklopedinis žodynas
Elektros lankas ore Elektros lankas yra fizikinis reiškinys, vienas iš elektros iškrovos dujose rūšių. Sinonimai: voltinis lankas, lankinis išlydis. Pirmą kartą jį aprašė 1802 metais rusų mokslininkas V. V. Elektros lankas yra... ... Vikipedija
lanko išlydis- lankinis išlydis statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. lankinis išlydis vok. Bogenentladung, f; Lichtbogenentladung, f rus. lankinis išlydis, m pranc. iškrovimas d lankas, f; décharge en arc, f … Automatikos terminalų žodynas
lanko išlydis- lankinis išlydis statusas T sritis chemija apibrėžtis Savaiminio elektros išlydžio dujose rūšis. atitikmenys: angl. lankinis išlydis rus. lanko išlydis... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
