Beroende på gastrycket, elektrodkonfigurationen och externa kretsparametrar finns det fyra typer av oberoende urladdningar:
- glöd urladdning;
- gnistanladdning;
- ljusbågsurladdning;
- coronaurladdning.
1. Glöd urladdning sker vid låga tryck. Det kan observeras i ett glasrör med platta metallelektroder lödda i ändarna (fig. 8.5). Nära katoden finns ett tunt ljusskikt som kallas katodljusfilm 2.
Mellan katoden och filmen finns det Astons mörka utrymme 1. Till höger om den lysande filmen placeras ett svagt lysande skikt som kallas katod mörkt utrymme 3. Detta lager går in i ett ljusområde, som kallas pyrande glöd 4, det pyrande utrymmet kantas av en mörk lucka - Faraday mörkt utrymme 5. Alla ovanstående lager bildas katoddel glöd urladdning. Resten av röret är fyllt med glödande gas. Denna del kallas positiv kolumn 6.
När trycket minskar ökar katoddelen av urladdningen och Faradays mörka utrymme, och den positiva kolonnen förkortas.
Mätningar visade att nästan alla potentiella fall inträffar i de första tre sektionerna av urladdningen (Astons mörka utrymme, katodljusfilm och katodmörka fläck). Denna del av spänningen som appliceras på röret kallas katodpotentialfall.
I området för den pyrande glöden förändras inte potentialen - här är fältstyrkan noll. Slutligen, i Faradays mörka rymd och positiva kolumn ökar potentialen långsamt.
Denna potentialfördelning orsakas av bildandet av en positiv rymdladdning i katodens mörka utrymme, på grund av den ökade koncentrationen av positiva joner.
Positiva joner, accelererade av katodpotentialfallet, bombarderar katoden och slår ut elektroner ur den. I det mörka utrymmet i Aston har dessa elektroner, som flyger utan kollisioner in i katodens mörka utrymme, hög energi, vilket gör att de oftare joniserar molekyler än exciterar dem. De där. Intensiteten på gasglöden minskar, men många elektroner och positiva joner bildas. De resulterande jonerna har initialt en mycket låg hastighet och därför skapas en positiv rymdladdning i katodens mörka utrymme, vilket leder till en omfördelning av potential längs röret och uppkomsten av ett katodpotentialfall.
Elektroner som genereras i katodens mörka rymd tränger in i området med glödande glöd, vilket kännetecknas av en hög koncentration av elektroner och positiva joner och en polär rymdladdning nära noll (plasma). Därför är fältstyrkan här mycket låg. I området för den glödande glöden äger en intensiv rekombinationsprocess rum, åtföljd av utsläpp av energi som frigörs under denna process. Således är den pyrande glöden huvudsakligen en rekombinationsglöd.
Från området med glödande glöd in i Faradays mörka rymd tränger elektroner och joner in på grund av diffusion. Sannolikheten för rekombination sjunker kraftigt här, eftersom koncentrationen av laddade partiklar är låg. Därför finns det ett fält i Faradays mörka rymd. Elektronerna som dras med av detta fält ackumulerar energi och skapar ofta så småningom de förutsättningar som är nödvändiga för existensen av ett plasma. Den positiva kolonnen representerar gasurladdningsplasma. Den fungerar som en ledare som förbinder anoden med urladdningens katoddelar. Glödet från den positiva kolonnen orsakas huvudsakligen av övergångar av exciterade molekyler till grundtillståndet.
2. Gnistutsläpp förekommer i gas vanligtvis vid tryck i storleksordningen atmosfärstryck. Det kännetecknas av en intermittent form. Till utseendet är en gnistanladdning ett gäng ljusa sicksackförgrenade tunna ränder som omedelbart penetrerar urladdningsgapet, snabbt släcks och ständigt ersätter varandra (Fig. 8.6). Dessa remsor kallas gnistkanaler.
 |
T gas = 10 000 K ~40 cm jag= 100 kA t= 10 –4 s l~ 10 km |
Efter att urladdningsgapet "bryts" av gnistkanalen blir dess motstånd litet, en kortvarig puls av hög ström passerar genom kanalen, under vilken endast en liten spänning faller på urladdningsgapet. Om källeffekten inte är särskilt hög, stannar urladdningen efter denna strömpuls. Spänningen mellan elektroderna börjar öka till sitt tidigare värde, och gasnedbrytningen upprepas med bildandet av en ny gnistkanal.
Under naturliga förhållanden observeras en gnisturladdning i form av blixtnedslag. Figur 8.7 visar ett exempel på en gnisturladdning - blixtnedslag, varaktighet 0,2 ÷ 0,3 med en strömstyrka på 10 4 - 10 5 A, längd 20 km (Fig. 8.7).
3. Bågarladdning . Om, efter att ha mottagit en gnisturladdning från en kraftfull källa, avståndet mellan elektroderna gradvis minskas, blir urladdningen från intermittent kontinuerlig, och en ny form av gasurladdning uppstår, kallad ljusbågsurladdning(Fig. 8.8).
 |  |
|
| ~ 10 3 A | ||
| Ris. 8.8 | ||
I det här fallet ökar strömmen kraftigt och når tiotals och hundratals ampere, och spänningen över urladdningsgapet sjunker till flera tiotals volt. Enligt V.F. Litkevich (1872 - 1951), bibehålls ljusbågsurladdningen huvudsakligen på grund av termionisk emission från katodytan. I praktiken innebär detta svetsning, kraftfulla ljusbågsugnar.
4. Corona urladdning (Fig. 8.9).förekommer i ett starkt ojämnt elektriskt fält vid relativt höga gastryck (i storleksordningen atmosfäriskt). Ett sådant fält kan erhållas mellan två elektroder, vars yta har en stor krökning (tunn tråd, spets).
 |
 |
Närvaron av en andra elektrod är inte nödvändig, men dess roll kan spelas av närliggande, omgivande jordade metallföremål. När det elektriska fältet nära en elektrod med stor krökning når ungefär 3∙10 6 V/m, uppstår ett sken runt den, som ser ut som ett skal eller en krona, vilket är där laddningens namn kommer ifrån.
Under normala förhållanden är gaser bra elektriska isolatorer. Men genom att applicera ett tillräckligt starkt elektriskt fält kan deras isolerande egenskaper störas, vilket gör det möjligt att passera betydande strömmar genom gasen. Passagen av ström genom en gas kallades av historiska skäl en elektrisk "urladdning".
De fenomen som uppstår i detta fall beror på gasens typ och tryck, på materialet från vilket elektroderna är gjorda, på elektrodernas geometri och kärlet som omger dem, såväl som på strömmen som flyter. Olika former av urladdning fick speciella namn, såsom: mörk urladdning, korona, glödurladdning etc. Kraftfulla urladdningar har dock även under olika förhållanden ett antal gemensamma drag som gör det möjligt att kombinera dem under ett namn - "båge" ansvarsfrihet".
Termen "båge" gäller endast för ihållande eller nästan ihållande typer av utsläpp. En ljusbåge anses vara den slutliga formen av en urladdning som utvecklas under alla omständigheter om en tillräckligt stor ström passerar genom gasen. Denna urladdning kan erhållas på olika sätt.
För det första kan en ljusbåge uppstå som ett resultat av en kontinuerlig eller abrupt övergång från någon stabil urladdning med låg effekt (till exempel glöd). Denna båginitieringsbana visas i figuren. Det antas att detta redan har inträffat och att urladdningsströmmen har ett litet konstant värde. Om strömmen gradvis ökas kommer spänningen mellan elektroderna att ändras längs kurvan som visas i figuren. Utsläppet kommer att passera genom flera olika stadier. Vid punkt E börjar spänningen sjunka kraftigt till ett ganska lågt värde och en ljusbågsurladdning uppstår. Den givna kurvan är typisk för en urladdning som brinner mellan elektroder åtskilda från varandra med flera centimeter, i ett rör med en diameter på flera centimeter innehållande gas vid ett tryck på flera millimeter kvicksilver. Numeriska värden för ström och spänning ges endast för att indikera storleksordningen. Spänning är en funktion av ström (eller snarare, strömtäthet) och inte vice versa, med undantag för ett eventuellt avbrott i kontinuitet som indikeras av den streckade linjen FG, övergången från mycket små strömvärden vid punkt F till stora värden som är karakteristiska för en ljusbågsurladdning vid punkt H sker smidigt genom en serie stabila tillstånd. Men det kan inte ske särskilt snabbt om en stor spänning omedelbart appliceras på elektroderna i frånvaro av ett seriekopplat motstånd som begränsar den snabba ökningen av ström till ett värde som motsvarar punkten H. I detta fall har inte mellanstegen tid för att nå jämvikt och spänningskurvans förlopp har en något annorlunda form.
För det andra kan ljusbågen utvecklas från en instabil transient gnisturladdning. I detta fall kan en ljusbåge erhållas, till exempel om en urladdning sker mellan elektroderna i en gas vid ett tryck i storleksordningen atmosfärstryck under inverkan av en spänning som kan orsaka genombrott av gapet och upprätthålla en ström vid en värde tillräckligt för att bränna bågen. Alla mellansteg före ljusbågsurladdningen är instabila och om spänningen inte räcker till för att upprätthålla ljusbågsströmmen går urladdningen ut eller blir intermittent. Under dessa förhållanden kommer spänningen mellan elektroderna inte längre att vara en funktion enbart eller ens huvudsakligen av strömmen, utan beror också på tiden. Därför är det bättre att avbilda processens framsteg med hjälp av en strömkurva och en spänningskurva beroende på tid (figur). Från denna figur är det tydligt att under en tidsperiod av storleksordningen 10^-8 sek finns ett brant spänningsfall från ett värde nära genombrottsspänningen; efter detta observeras ett mer eller mindre uttalat ”steg” (som ibland kanske inte existerar). Efter cirka 10^-6 sekunder är spänningen bara några tiotals volt. Sedan finns det ett gradvis närmande till ett stabilt tillstånd, vilket inträffar först efter att termisk jämvikt har etablerats för elektroderna och kärlet. Denna process kan ta flera minuter. I figuren motsvarar punkt A början av ett kraftigt spänningsfall. Mellan början av haveriet och det ögonblick då spänningen sjunker i punkt A kan en relativt lång tidsperiod (formationstid) passera. En instabil urladdning som sker vid punkt A kallas en gnista.
För det tredje kan en ljusbåge erhållas genom att flytta isär två strömförande elektroder som ursprungligen var i kontakt. Denna metod för bågtändning används ofta i praktiken, eftersom det i detta fall inte finns något behov av gasnedbrytning mellan elektroderna. Med andra ord finns det inget behov av en högspänningskälla som krävs för gasnedbrytning; en betydligt lägre spänning är tillräcklig för att säkerställa upprätthållandet av en redan etablerad ljusbågsurladdning. Urladdningen som sker på detta sätt kallas för bågsbrytning. Att en ljusbåge kan tändas mellan de rörliga kontakterna är ofta ogynnsamt. Sådana ljusbågar uppstår mellan brytarkontakter. De kan vara svåra att släcka och ha en destruktiv effekt på strömbrytaren.
2.1.1. Egenskaper för ljusbågsurladdning
Vid omkoppling av EA:er utformade för att stänga och öppna en krets med ström, när den är frånkopplad, sker en urladdning i gasen antingen i form av en glödurladdning eller i form av en båge. En glödurladdning uppstår när den omkopplade strömmen är under 0,1 A, och spänningen vid kontakterna når 250-300 V. En sådan urladdning sker antingen på kontakterna hos lågeffektreläer, eller som en övergångsfas till en urladdning i formen av en elektrisk ljusbåge.
Om strömmen i spänningskretsen är högre än värdena = 0,03-0,9 A, då uppstår en ljusbågsurladdning. Grundläggande egenskaper hos en ljusbågsurladdning:
1. Ljusbågsurladdning sker endast vid höga strömmar. Minsta ljusbågsström för olika material och för metaller är det 0,5A.
2. Temperaturen på den centrala delen av bågen är mycket hög och i enheter kan nå 6000-25000 K.
3. Strömtätheten vid katoden är extremt hög och når .
4. Spänningsfallet vid katoden är endast 10-20 V och är praktiskt taget oberoende av ström.
I en ljusbågsurladdning kan tre karakteristiska områden särskiljas: nära-katod, bågkolonnområde och nära-anod.
Elektrisk svetsbåge
Elektrisk svetsbågeär en långvarig elektrisk urladdning i plasma, som är en blandning av joniserade gaser och ångor av komponenter i den skyddande atmosfären, fyllmedel och basmetall.
Bågen har fått sitt namn från den karakteristiska form den får när den brinner mellan två horisontellt placerade elektroder; upphettade gaser tenderar att stiga uppåt och denna elektriska urladdning böjs och tar formen av en båge eller båge.
Ur praktisk synvinkel kan ljusbågen betraktas som en gasledare som omvandlar elektrisk energi till termisk energi. Den ger hög uppvärmningsintensitet och styrs enkelt genom elektriska parametrar.
En vanlig egenskap hos gaser är att de under normala förhållanden inte är ledare av elektrisk ström. Men under gynnsamma förhållanden (hög temperatur och närvaron av ett externt högintensivt elektriskt fält) kan gaser joniseras, d.v.s. deras atomer eller molekyler kan frigöra eller, för elektronegativa element, tvärtom, fånga elektroner och förvandlas till positiva respektive negativa joner. Tack vare dessa förändringar flyttar gaser till det fjärde tillståndet av materia som kallas plasma, som är elektriskt ledande.
Excitation av svetsbågen sker i flera steg. Till exempel, vid svetsning av MIG/MAG, när änden av elektroden och delen som svetsas kommer i kontakt, uppstår kontakt mellan mikroutsprången på deras ytor. Den höga strömtätheten bidrar till den snabba smältningen av dessa utsprång och bildandet av ett lager av flytande metall, som hela tiden ökar mot elektroden, och så småningom brister.
I det ögonblick som bygeln går sönder sker snabb avdunstning av metallen, och urladdningsgapet är fyllt med joner och elektroner som uppstår i detta fall. På grund av det faktum att spänning appliceras på elektroden och produkten börjar elektroner och joner att röra sig: elektroner och negativt laddade joner till anoden, och positivt laddade joner till katoden, och därmed exciteras en svetsbåge. Efter att ljusbågen är exciterad fortsätter koncentrationen av fria elektroner och positiva joner i båggapet att öka, eftersom elektroner kolliderar med atomer och molekyler på väg och "slår ut" ännu fler elektroner från dem (samtidigt atomer som har förlorat en eller flera elektroner blir positivt laddade joner). Intensiv jonisering av gasen i ljusbågsgapet sker och ljusbågen får karaktären av en stabil ljusbågsurladdning.
Några bråkdelar av en sekund efter att ljusbågen är exciterad, börjar en svetsbassäng bildas på basmetallen och en droppe metall börjar bildas i änden av elektroden. Och efter ytterligare 50 - 100 millisekunder etableras en stabil överföring av metall från änden av elektrodtråden till svetsbadet. Det kan utföras antingen genom droppar som fritt flyger över båggapet, eller genom droppar som först bildar en kortslutning och sedan rinner ut i svetsbadet.
Bågens elektriska egenskaper bestäms av de processer som sker i dess tre karakteristiska zoner - kolonnen, såväl som i bågens nära-elektrodområden (katod och anod), som är belägna mellan bågkolonnen å ena sidan och elektroden och produkten på den andra.
För att bibehålla bågplasman vid svetsning med en förbrukningsbar elektrod räcker det att tillhandahålla en ström på 10 till 1000 ampere och anbringa en elektrisk spänning på cirka 15 till 40 volt mellan elektroden och produkten. I detta fall kommer spänningsfallet över själva bågkolonnen inte att överstiga flera volt. Den återstående spänningen faller vid katod- och anodområdena i bågen. Längden på bågpelaren når i genomsnitt 10 mm, vilket motsvarar ungefär 99 % av båglängden. Således ligger den elektriska fältstyrkan i bågkolonnen i intervallet från 0,1 till 1,0 V/mm. Katod- och anodområdena kännetecknas tvärtom av en mycket kort längd (cirka 0,0001 mm för katodområdet, vilket motsvarar jonens medelfria bana, och 0,001 mm för det anodiska området, vilket motsvarar medelvärdet fri väg för elektronen). Följaktligen har dessa områden en mycket hög elektrisk fältstyrka (upp till 104 V/mm för katodområdet och upp till 103 V/mm för det anodiska området).
Det har experimentellt fastställts att för svetsning med en förbrukningsbar elektrod överstiger spänningsfallet i katodområdet spänningsfallet i anodområdet: 12 - 20 V respektive 2 - 8 V. Med tanke på att värmeavgivningen på elektriska kretsobjekt beror på ström och spänning blir det tydligt att vid svetsning med en förbrukningsbar elektrod frigörs mer värme i området där mer spänning sjunker, d.v.s. i katoden. Därför, vid svetsning med en förbrukningsbar elektrod, används huvudsakligen den omvända polariteten hos svetsströmmen, när produkten fungerar som katod för att säkerställa djup penetrering av basmetallen (i detta fall är strömkällans positiva pol ansluten till elektroden). Direkt polaritet används ibland när man utför ytbeläggning (när penetrationen av basmetallen tvärtom är önskvärd att vara minimal).
Under TIG-svetsförhållanden (ej förbrukbar elektrodsvetsning) är katodspänningsfallet tvärtom betydligt lägre än anodspänningsfallet och följaktligen genereras mer värme vid anoden under dessa förhållanden. Därför, vid svetsning med en icke-förbrukningsbar elektrod, för att säkerställa djup penetrering av basmetallen, ansluts produkten till den positiva polen på strömkällan (och den blir anoden), och elektroden ansluts till den negativa polen ( skyddar således även elektroden från överhettning).
I detta fall, oavsett typ av elektrod (förbrukningsbar eller icke-förbrukningsbar), genereras värme huvudsakligen i de aktiva områdena av bågen (katod och anod), och inte i bågkolonnen. Denna egenskap hos bågen används för att smälta endast de områden av basmetallen som bågen är riktad mot.
De delar av elektroderna genom vilka bågströmmen passerar kallas aktiva fläckar (på den positiva elektroden - anodfläck och på den negativa elektroden - katodfläck). Katodfläcken är en källa till fria elektroner, som bidrar till joniseringen av båggapet. Samtidigt rusar strömmar av positiva joner mot katoden, bombarderar den och överför sin kinetiska energi till den. Temperaturen på katodytan i området för den aktiva platsen under svetsning med en förbrukningsbar elektrod når 2500 ... 3000 °C.
Bågstruktur Lk - katodregion; La-anodregion (La = Lk = 10-5-10-3 cm); Lst - bågkolumn; Ld - båglängd; Ld = Lk + La + Lst
Strömmar av elektroner och negativt laddade joner rusar till anodplatsen, som överför sin kinetiska energi till den. Temperaturen på anodytan i området för den aktiva platsen under svetsning med en förbrukningsbar elektrod når 2500 ... 4000°C. Temperaturen på bågkolonnen vid svetsning med en förbrukningsbar elektrod sträcker sig från 7 000 till 18 000 ° C (som jämförelse: stålets smältpunkt är cirka 1 500 ° C).
Påverkan på magnetfältens båge
Vid svetsning med likström observeras ofta ett fenomen som magnetiskt. Det kännetecknas av följande egenskaper:
Svetsbågskolonnen avviker kraftigt från sitt normala läge; - ljusbågen brinner ostadigt och bryter ofta av; - ljudet av ljusbågens bränning ändras - poppande ljud visas.
Magnetisk sprängning stör bildningen av sömmen och kan bidra till uppkomsten av sådana defekter i sömmen som bristande penetration och bristande smältning. Orsaken till magnetisk sprängning är interaktionen av svetsbågens magnetfält med andra närliggande magnetiska fält eller ferromagnetiska massor.
Svetsbågskolonnen kan betraktas som en del av svetskretsen i form av en flexibel ledare runt vilken det finns ett magnetfält.
Som ett resultat av växelverkan mellan bågens magnetfält och magnetfältet som uppstår i den del som svetsas under strömpassage, avböjs svetsbågen i motsatt riktning mot den plats där strömledaren är ansluten.
Inverkan av ferromagnetiska massor på bågböjning beror på det faktum att på grund av den stora skillnaden i motstånd mot passage av magnetiska fältlinjer i bågen genom luft och genom ferromagnetiska material (järn och dess legeringar) visar sig magnetfältet att vara mer koncentrerad på den sida som är motsatt platsen för massan, så att bågkolonnen skiftar till den ferromagnetiska sidan.
Svetsbågens magnetfält ökar med ökande svetsström. Därför manifesteras effekten av magnetisk sprängning oftare vid svetsning under höga förhållanden.
Du kan minska påverkan av magnetisk sprängning på svetsprocessen:
Utföra kortbågsvetsning; - luta elektroden så att dess ände är riktad mot verkan av den magnetiska sprängningen; - föra strömförsörjningen närmare ljusbågen.
Effekten av magnetisk sprängning kan också minskas genom att ersätta liksvetsström med växelström, där den magnetiska sprängningen uppträder mycket mindre. Man måste dock komma ihåg att växelströmsbågen är mindre stabil, eftersom den på grund av polaritetsändringen slocknar och tänds igen 100 gånger per sekund. För att växelströmsbågen ska brinna stabilt är det nödvändigt att använda ljusbågsstabilisatorer (lätt joniserade element), som till exempel införs i elektrodbeläggningen eller i flussmedlet.
Vid elektroderna i nära-anod- och nära-katodregionerna finns ett kraftigt spänningsfall: katod Uk och anodisk Ua. Storleken på detta spänningsfall beror på elektrodmaterialen och gasen (15V – 30V). I resten av bågen, kallad cylindern, är spänningsfallet direkt proportionellt mot bågens längd. Gradienten är ungefär konstant längs stammen och når från 100 till 200 V/cm. Slutlig bågespänning
Uд=Uк+Uа+lд∙Ed
ARC DISCHARGE, en oberoende kvasistationär elektrisk urladdning i en gas, brinner vid nästan alla gastryck som överstiger 0,01-1 Pa (10-4-10-2 mm Hg), med en konstant eller varierande låg frekvens (upp till 103 Hz) skillnadspotentialer mellan elektroderna. En ljusbågsurladdning kännetecknas av en hög strömtäthet vid katoden (102-108 A/cm 2) och ett lågt katodpotentialfall som inte överstiger den effektiva joniseringspotentialen för mediet i urladdningsgapet. För första gången observerades en bågarladdning mellan två kolelektroder i luften 1802 av V.V. Petrov och oberoende 1808 av G. Davy. Den lysande strömkanalen för denna urladdning, när elektroderna är horisontellt placerade under påverkan av konvektiva flöden, böjs i en bågeform, därav namnen - bågarladdning, elektrisk båge.
För de flesta ljusbågsurladdningar vid höga strömtätheter uppstår en liten, mycket ljus punkt vid katoden, som rör sig över hela katodens yta. Temperaturen i fläcken kan nå katodmaterialets kok- (eller sublimerings-) temperatur. Termionisk emission spelar en betydande roll i mekanismen för att upprätthålla ljusbågsurladdningsströmmen. Ett lager av positiv rymdladdning bildas ovanför katodfläcken, vilket säkerställer accelerationen av emitterade elektroner till energier som är tillräckliga för stötjonisering av atomer och gasmolekyler. Eftersom detta skikt är mycket tunt (mindre än elektronens medelfria bana) skapar det en hög fältstyrka vid katodytan, speciellt nära mikroinhomogeniteter, därför är både fältemission och termisk fältemission signifikant. Hög strömtäthet och "hoppande" fläckar från punkt till punkt skapar förutsättningar för explosiv elektronemission.
Från zonen för katodpotentialfall till anoden finns en så kallad positiv kolumn. En ljus anodfläck bildas vanligtvis på anoden, där yttemperaturen är nästan densamma som i katoden. I vissa typer av ljusbågsurladdning, vid strömmar på tiotals ampere, uppträder facklor vid katoden och anoden i form av plasmastrålar som flyger ut med hög hastighet vinkelrätt mot elektrodernas yta. Vid strömmar på 100-300 A visas ytterligare facklor som bildar en stråle av plasmastrålar. Den uppvärmda och joniserade gasen i kolonnen är plasma. Den elektriska ledningsförmågan hos plasma kan vara mycket hög, men den är vanligtvis flera storleksordningar lägre än den elektriska ledningsförmågan hos metaller.
När koncentrationen av laddade partiklar är mer än 10 18 cm -3 kan plasmatillståndet ibland anses vara nära jämvikt. Vid lägre densiteter, upp till 10 15 cm -3, kan ett tillstånd av lokal termodynamisk jämvikt (LTE) uppstå, när alla statistiska fördelningar vid varje punkt i plasman är nära jämvikt vid ett temperaturvärde, vilket är olika vid olika punkter. Det enda undantaget i detta fall är plasmastrålning: den är långt ifrån jämvikt och bestäms av plasmans sammansättning och strålningsprocessernas hastigheter. Med begränsade dimensioner av bågarladdningskolonnen, även i tät plasma på kolonnens axel, störs LTE-tillståndet på grund av strålningsförluster. Detta uttrycks i en kraftig avvikelse mellan plasmasammansättningen och populationerna av exciterade nivåer från deras jämviktsvärden. Kinetiken för plasma i en bågarladdningskolonn vid höga densiteter bestäms huvudsakligen av kollisionsprocesser, och när densiteten minskar (rör sig bort från axeln) spelar strålningsprocesser en allt viktigare roll.
Diametern på bågarladdningskolonnen bestäms av förhållandena för balansen mellan genererad och förlorad energi. Med ökande ström eller tryck förändras förlustmekanismer, på grund av gasens värmeledningsförmåga, ambipolär diffusion, strålningsprocesser etc. Med sådana förändringar kan självkomprimering (sammandragning) av kolonnen uppstå (se Kontrakterad urladdning).
Beroende på brinnförhållandena för ljusbågsurladdningen varierar dess parametrar inom vida gränser. Ett klassiskt exempel på en ljusbågsurladdning är en likströmsurladdning som brinner fritt i luften mellan kolelektroder. Dess typiska parametrar är: ström från 1 A till hundratals ampere, avstånd mellan elektroderna från millimeter till flera centimeter, plasmatemperatur cirka 7000 K, anodpunktstemperatur cirka 3900 K.
Ljusbågsurladdningen används som laboratorieljuskälla och inom teknik (kolbågslampor). En ljusbågsurladdning med en kolanod borrad och fylld med testämnen används vid spektralanalys av malmer, mineraler, salter etc. Ljusbågsurladdning används i plasmabrännare, ljusbågsugnar för smältning av metaller, elektrisk svetsning och i olika elektroniska och belysningsanordningar. Den så kallade vakuumbågen, som antänds i vakuum och brinner i metallångor som avdunstat från katoden, används i vakuum högspänningsbrytare.
Lit.: Kesaev I. G. Katodprocesser för den elektriska bågen. M., 1968; Granovsky V. L. Elektrisk ström i gas. M., 1971; Raiser Yu P. Fysik för gasurladdning. 2:a uppl. M., 1992.
BÅGUTSLÄPP
en av typerna av stationära elektrisk urladdning i gas, kännetecknas av en hög strömtäthet och ett litet spänningsfall (jämförbart med joniseringspotentialen hos en gas). D.r. kan bero på elektriska brytning av utloppsgapet under en kort tid. en kraftig ökning av spänningen mellan elektroderna. Om nedbrytning sker vid ett gastryck nära atmosfärstrycket, då D. r. föregått gnistanladdning. D.r. Använd i ljusbågsugnar, V gasurladdningsljuskällor, på bågsvetsning, V plasmatroner etc.
Big Encyclopedic Polytechnic Dictionary. 2004 .
Se vad "ARC DISCHARGE" är i andra ordböcker:
En oberoende kvasistationär elektrisk urladdning i en gas som brinner vid nästan vilket gastryck som helst som överstiger 10 2 10 4 mm Hg. Art., med konstant eller varierande lågfrekvent (upp till 103 Hz) potentialskillnad mellan elektroderna. D..... ... Fysisk uppslagsverk
ljusbågsurladdning- En oberoende elektrisk urladdning, där det elektriska fältet i urladdningsgapet huvudsakligen bestäms av storleken och placeringen av rymdladdningar i den och som kännetecknas av ett litet katodpotentialfall (av storleksordningen eller mindre ... .. . Teknisk översättarguide
ljusbågsurladdning- ljusbågsurladdning; industri bågformad urladdning; voltaisk båge En elektrisk urladdning där det elektriska fältet i urladdningsgapet huvudsakligen bestäms av storleken och placeringen av rymdladdningar i den, kännetecknad av en liten katod ... ... Yrkeshögskoleterminologiskt förklarande ordbok
Elektrisk urladdning i gaser, kännetecknad av en hög strömtäthet och ett litet potentialfall nära katoden. Stöds av termionisk emission eller fältemission från katoden. Gastemperatur i ljusbågsurladdningskanalen vid... ... Stor encyklopedisk ordbok
BÅGUTSLÄPP- en av typerna av oberoende elektrisk urladdning i gas, kännetecknad av hög strömtäthet. Joniserad gas upphettad till hög temperatur i en kolonn mellan elektroderna till vilken elektrisk spänning appliceras är i... ... Big Polytechnic Encyclopedia
En av typerna av stationär elektrisk urladdning i gaser (Se Elektrisk urladdning i gaser). Det observerades först mellan två kolelektroder i luft 1802 av V. V. Petrov och oberoende 1808 09 av G. Davy. Glödande aktuell kanal... ... Stora sovjetiska encyklopedien
ljusbågsurladdning- lankinis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. ljusbågsurladdning; elektrisk ljusbåge i gas vok. Bogenentladung, f rus. ljusbågsurladdning, m; ljusbågsurladdning i gas, m pranc. decharge d'arc, f; decharge en régime d'arc, f; décharge par arc, f … Fizikos terminų žodynas
Elektrisk urladdning i gaser, förbränning vid nästan alla gastryck som överstiger 10 2 10 3 mm Hg. Konst.; kännetecknas av en hög strömtäthet vid katoden och ett litet potentialfall. Först observerad 1802 av V.V. Petrov i luften... ... encyklopedisk ordbok
Elektrisk ljusbåge i luft Elbåge är ett fysiskt fenomen, en av typerna av elektrisk urladdning i gas. Synonymer: Voltaisk båge, bågarladdning. Det beskrevs första gången 1802 av den ryska vetenskapsmannen V.V. Petrov. En elektrisk ljusbåge är... ... Wikipedia
ljusbågsurladdning- lankinis išlydis statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. bågsurladdning vok. Bogenentladung, f; Lichtbogenentladung, f rus. ljusbågsurladdning, m pranc. urladdning d arc, f; décharge en arc, f … Automatikos terminų žodynas
ljusbågsurladdning- lankinis išlydis statusas T sritis chemija apibrėžtis Savaiminio elektros išlydžio dujose rūšis. atitikmenys: engl. ljusbågsurladdning rus. ljusbågsurladdning... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
