Onafhankelijke boogontlading (lage, gemiddelde en hoge druk). Samenvatting: Boogontlading in gassen

\ Voor een natuurkundeleraar

Bij gebruik van materialen van deze site - en plaatsing van de banner is VERPLICHT!!!

Ontwikkeling van een les met een presentatie in de natuurkunde over het onderwerp: "Elektrische stroom in gassen"

De ontwikkeling van een les natuurkunde voorbereid: Semenchenko Galina Vasilievna, Barnaul KGOUNPO PU -13, docent natuurkunde, astronomie en elektrotechniek, e-mail: [e-mail beveiligd]

opschrift:

"Eergisteren wisten we niets over elektriciteit, gisteren wisten we niets over de enorme energiereserves in de atoomkern, die we vandaag niet weten?"

/Louis de Broglie/

Elektrische stroom in een gas is een gerichte beweging van positieve ionen naar de kathode en negatieve ionen en elektronen naar de anode.

Wanneer een positief en negatief ion botsen, kan het negatieve ion zijn overtollige elektron aan het positieve ion doneren en beide ionen zullen in neutrale atomen veranderen.

Het proces van wederzijdse neutralisatie van ionen wordt ionenrecombinatie genoemd.

Wanneer een positief ion en een elektron of twee ionen recombineren, komt er een bepaalde energie vrij, gelijk aan de energie die aan ionisatie wordt besteed.

Gedeeltelijk wordt het uitgezonden in de vorm van licht, en daarom gaat de recombinatie van ionen gepaard met luminescentie (luminescentie van recombinatie).

Het proces van doorgang van elektrische stroom in gassen wordt gasontlading genoemd.

Cijfers zijn van twee soorten:

Onafhankelijk - een ontlading die optreedt zonder hulp van iemand in gassen.

Niet-zelfvoorzienend - een ontlading die optreedt in gassen met behulp van een ionisator.

Ionisatoren zijn factoren die gasionisatie veroorzaken.

Factoren zijn onder meer:

het gas tot een hoge temperatuur verwarmen;
röntgenstralen;
stralen als gevolg van radioactief verval;
kosmische stralen;
bombardement van gasmoleculen door snel bewegende elektronen of ionen.

Niet-zelfontlading

De elektrische geleidbaarheid van het gas wordt gecreëerd door externe ionisatoren;

Met de beëindiging van de werking van externe ionisatoren stopt de niet-zelfvoorzienende ontlading;

Een niet-zelfvoorzienende gasontlading gaat niet gepaard met gasgloed.

zelfontlading

Voor de uitvoering ervan is het noodzakelijk dat als gevolg van de ontlading zelf continu vrije ladingen in het gas worden gevormd. De belangrijkste bron van gratis ladingen is de impactionisatie van gasmoleculen.

Positieve ionen gevormd tijdens de botsing van elektronen met neutrale atomen, wanneer ze naar de kathode gaan, verwerven een grote kinetische energie onder invloed van het veld. Wanneer zulke snelle ionen de kathode raken, worden elektronen uit het kathodeoppervlak geslagen.

Bovendien kan de kathode bij verhitting tot hoge temperatuur elektronen afgeven. Dit proces wordt thermionische emissie genoemd. Het kan worden beschouwd als de verdamping van elektronen uit het metaal. In veel vaste stoffen vindt thermionische emissie plaats bij temperaturen waarbij de verdamping van de stof zelf nog klein is. Dergelijke stoffen worden gebruikt voor de vervaardiging van kathoden.

Soorten onafhankelijke lozingen.

Afhankelijk van de eigenschappen en toestand van het gas, de aard en locatie van de elektroden, evenals de spanning die op de elektroden staat, treden verschillende vormen van zelfontlading op.

Smeulende afscheiding.

Een glimontlading wordt waargenomen in gassen bij lage drukken in de orde van enkele tientallen millimeters kwik en minder.

De belangrijkste onderdelen van een glimontlading zijn de kathodedonkere ruimte, de negatieve of glimgloed die er scherp vanaf ligt, die geleidelijk overgaat in het gebied van de donkere ruimte van Faraday. Deze drie gebieden vormen het kathodedeel van de ontlading, gevolgd door het belangrijkste lichtgevende deel van de ontlading, dat de optische eigenschappen bepaalt en de positieve kolom wordt genoemd.

Bij voldoende lage drukken passeren elektronen die door positieve ionen uit de kathode worden geslagen door het gas, bijna zonder botsingen met zijn moleculen, waarbij elektronen- of kathodestralen worden gevormd.

Type glimontlading

Gloeiontlading gegenereerd door een generator

Toepassing van glimontlading:

Gloeiontlading wordt gebruikt in gaslichtbuizen, fluorescentielampen, spanningsstabilisatoren, om elektronen- en ionenbundels te verkrijgen.

Als er een spleet in de kathode wordt gemaakt, gaan er smalle ionenbundels, vaak kanaalbundels genoemd, doorheen in de ruimte achter de kathode.

Het fenomeen kathodeverstuiving wordt veel gebruikt, d.w.z. vernietiging van het kathodeoppervlak onder invloed van positieve ionen die het raken. Ultramicroscopische fragmenten van het kathodemateriaal vliegen in alle richtingen langs rechte lijnen en bedekken het oppervlak van lichamen (vooral diëlektrica) die in een buis met een dunne laag zijn geplaatst.

Zo worden voor een aantal apparaten spiegels gemaakt, op selenium fotocellen wordt een dun laagje metaal aangebracht.

Gloeiontlading in productie

Corona behandeling van oppervlakken

Corona ontlading

Een corona-ontlading vindt plaats bij normale druk in een gas in een zeer inhomogeen elektrisch veld (bijvoorbeeld in de buurt van pieken of draden van hoogspanningslijnen).

Bij een corona-ontlading vindt gasionisatie en zijn gloed alleen plaats in de buurt van de corona-elektroden. In het geval van kathodecorona (negatieve corona) worden elektronen die impactionisatie van gasmoleculen veroorzaken uit de kathode geslagen wanneer deze wordt gebombardeerd met positieve ionen.

Als de anode corona (positieve corona) is, vindt de geboorte van elektronen plaats als gevolg van de foto-ionisatie van het gas nabij de anode.

Corona is een schadelijk fenomeen, dat gepaard gaat met stroomlekkage en verlies van elektrische energie. Om corona te verminderen, wordt de kromtestraal van de geleiders vergroot en wordt hun oppervlak gladder gemaakt.

Type corona-ontlading

dia nummer 13

Een speciaal geval van corona-ontlading - carpaal

Bij een verhoogde spanning neemt de corona-ontlading op de punt de vorm aan van lichtlijnen die uit de punt komen en in de tijd wisselen. Deze lijnen, die een aantal knikken en bochten hebben, vormen een soort borstel, waardoor een dergelijke afvoer een borstelafvoer wordt genoemd.

Bij hoogspanning moet rekening worden gehouden met corona-ontlading. Als er uitstekende delen of zeer dunne draden zijn, kan corona-ontlading beginnen. Dit resulteert in stroomlekkage. Hoe hoger de spanning van de hoogspanningslijn, hoe dikker de draden moeten zijn.

Het vuur van Sint Elmo

Een geladen onweerswolk induceert elektrische ladingen van het tegenovergestelde teken op het aardoppervlak eronder. Een bijzonder grote lading hoopt zich op op de tips. Daarom flitsen lichtkegels zoals borstels vaak vóór een onweersbui of tijdens een onweersbui op de punten en scherpe hoeken van hoog oprijzende objecten. Sinds de oudheid wordt deze gloed de vuren van St. Elmo genoemd.

Vooral klimmers worden vaak getuige van dit fenomeen. Soms zijn zelfs niet alleen metalen voorwerpen, maar ook de punten van het haar op het hoofd versierd met kleine lichtgevende kwastjes.

Saint Elmo's vuren voor een onweersbui in de oceaan

dia nummer 17

vonkontlading

De vonkontlading heeft de vorm van heldere zigzag vertakkende filamenten - kanalen die de ontladingsspleet binnendringen en verdwijnen, worden vervangen door nieuwe.

De vonkontladingskanalen beginnen soms te groeien vanaf de positieve elektrode, soms vanaf de negatieve en soms vanaf een bepaald punt tussen de elektroden.

Een vonkontlading gaat gepaard met het vrijkomen van een grote hoeveelheid warmte, een heldere gasgloed, geknetter of donder.

Al deze verschijnselen worden veroorzaakt door elektronen- en ionenlawines die optreden in vonkkanalen en leiden tot een enorme drukverhoging tot 107 108 Pa en een temperatuurstijging tot 10.000 C.

Toepassing van vonkontlading

Bij een kleine lengte van de ontladingsspleet veroorzaakt de vonkontlading een specifieke vernietiging van de anode, erosie genaamd. Dit fenomeen werd gebruikt bij de elektrovonkmethode voor snijden, boren en andere soorten precisiemetaalbewerking.

De vonkbrug wordt gebruikt als overspanningsbeveiliging in elektrische transmissielijnen (bijv. telefoonlijnen).

Een elektrische vonk wordt gebruikt om grote potentiaalverschillen te meten met behulp van een bolvormige vonkbrug, waarvan de elektroden twee metalen kogels zijn met een gepolijst oppervlak.

Elektrische vonkmachine

dia nummer 21

Een typisch voorbeeld van een vonkontlading is bliksem.

Het hoofdbliksemkanaal heeft een diameter van 10 tot 25 cm en de bliksemlengte kan enkele kilometers bedragen. De maximale stroom van een bliksemflits bereikt tien- en honderdduizenden ampère.

Bliksem is lineair en bal.

Bolbliksem is een enkele helder lichtgevende, relatief stabiele, kleine massa die in de atmosfeer wordt waargenomen, in de lucht zweeft en met luchtstromen meebeweegt, grote energie in zijn lichaam bevat, stil of met veel lawaai als een explosie verdwijnt, en weggaat geen materiaal na zijn verdwijning.sporen, behalve de vernietiging die ze heeft weten aan te richten.

Bol bliksem

dia nummer 23

Hoe gedraag je je tijdens onweer?

Bij een onweersbui kun je niet schuilen in de buurt van eenzame staande bomen, palen en andere hoge lokale objecten, je moet 15 meter verderop gaan staan.
Het is gevaarlijk om in of in de buurt van water te zijn.
Je kunt een tent niet bij het water opzetten, omdat de bliksem vaak inslaat op rivieroevers.
Onderschat nooit het gevaar van bliksem.
Als u door een onweersbui in een auto bent betrapt, stap er dan niet uit. Sluit alle deuren en ramen en wacht het slechte weer binnen af.
Koppel tijdens een onweersbui in een landhuis elektrische apparaten los van het netwerk en de tv van een individuele antenne.
Bliksem treft zelden struiken, bijna nooit esdoorn en berken, meestal raakt het eiken en populieren.

boogontlading:

De boogontlading werd in 1802 ontdekt door V. V. Petrov. Deze ontlading is een van de vormen van gasontlading, die optreedt bij een hoge stroomdichtheid en een relatief lage spanning tussen de elektroden (in de orde van enkele tientallen volts).

De belangrijkste oorzaak van de boogontlading is de intense emissie van thermo-elektronen door een hete kathode. Deze elektronen worden versneld door een elektrisch veld en produceren impactionisatie van gasmoleculen, waardoor de elektrische weerstand van de gasspleet tussen de elektroden relatief klein is.

In sommige gevallen wordt ook een boogontlading waargenomen bij een relatief lage kathodetemperatuur (kwikbooglamp).

De boogontlading is toegepast in een kwikgelijkrichter, die een elektrische wisselstroom omzet in een gelijkstroom.

Toepassing van een boogontlading

In 1876 gebruikte P. N. Yablochkov voor het eerst een elektrische boog als lichtbron.

De boogontlading wordt gebruikt als lichtbron in zoeklichten en projectoren.

De hoge temperatuur van de boogontlading maakt het mogelijk deze te gebruiken voor de constructie van een boogoven. Boogovens, aangedreven door een zeer hoge stroom, worden gebruikt in een aantal industrieën: voor het smelten van staal, gietijzer, ijzerlegeringen, brons, de productie van calciumcarbide, stikstofoxide, enz.

In 1882 gebruikte N.N. Benardos voor het eerst een boogontlading voor het snijden en lassen van metaal.

In 1888 verbeterde N.G. Slavyanov deze lasmethode door de koolstofelektrode te vervangen door een metalen.

W eminente natuurkundigen die de boogontlading bestudeerden.

Plasma-toepassingen

Lage-temperatuurplasma wordt gebruikt in gasontladingslichtbronnen - in lichtbuizen voor reclame-inscripties, in fluorescentielampen. Een gasontladingslamp wordt in veel apparaten gebruikt, bijvoorbeeld in gaslasers - kwantumlichtbronnen.

Plasma op hoge temperatuur wordt gebruikt in magnetohydrodynamische generatoren.

Sinds kort is er een nieuw apparaat, de plasmatoorts. De plasmatron creëert krachtige stralen van dicht plasma bij lage temperatuur, die veel worden gebruikt in verschillende technologische gebieden: voor het snijden en lassen van metalen, het boren van putten in harde rotsen, enz.

Invoering.

Eigenschappen van een boogontlading.

1. Vorming van een boog.

2. Kathodevlek. Uiterlijk en afzonderlijke onderdelen

boogontlading.

3. Potentiaalverdeling en stroomspanning

boogontladingskarakteristiek.

4. Temperatuur en straling van afzonderlijke delen van de boogontlading.

5. Genereren van ongedempte trillingen met behulp van elektrische

tric boog.

6. Positieve boogontladingskolom bij high

en ultrahoge druk.

III. Toepassing van een boogontlading.

1. Moderne methoden voor elektrische verwerking.

2. Elektrisch booglassen.

3. Plasmatechnologie.

4. Plasmalassen.
IV. Conclusie.

Een boogontlading in de vorm van een zogenaamde elektrische (of voltaïsche) boog werd voor het eerst ontdekt in 1802 door een Russische wetenschapper, hoogleraar natuurkunde aan de Militaire Medisch-Surgische Academie in St. Petersburg, en later een academicus van de St. Petersburg Academie van Wetenschappen, Vasily Vladimirovich Petrov. Petrov beschrijft in een van zijn gepubliceerde boeken zijn eerste observaties over een elektrische boog in de volgende woorden:

"Als twee of drie houtskool op een glazen tegel of op een bank met glazen poten worden geplaatst ... en als metalen geïsoleerde geleiders ... verbonden met beide polen van een enorme batterij, breng ze dan dichter bij elkaar op een afstand van één tot drie lijnen, dan is daartussen een zeer helder wit licht of vlam, waaruit deze kolen sneller of langzamer ontbranden en van waaruit de donkere vrede heel duidelijk kan worden verlicht ... ".

Het pad naar de elektrische boog begon in de oudheid. Zelfs de Griekse Thales van Milete, die in de zesde eeuw voor Christus leefde, kende de eigenschap van barnsteen om lichte voorwerpen aan te trekken - veren, stro, haar en zelfs vonken te creëren wanneer ze erover wrijven. Tot de zeventiende eeuw was dit de enige methode om lichamen te elektrificeren die geen praktische toepassing had. Wetenschappers hebben gezocht naar een verklaring voor dit fenomeen.

De Engelse natuurkundige William Gilbert (1544-1603) ontdekte dat andere lichamen (bijvoorbeeld bergkristal, glas), zoals barnsteen, de eigenschap hebben om na wrijving lichte objecten aan te trekken. Hij noemde deze eigenschappen elektrisch en introduceerde deze term voor het eerst in gebruik (in het Grieks amber-elektron).

Burgemeester Otto von Guericke (1602-1686) van Maagdenburg ontwierp een van de eerste elektrische machines. Het was een elektrostatische machine, een zwavelbal die op een as was gemonteerd. Een van de palen was... de uitvinder zelf. Toen de zwengel werd gedraaid, vlogen blauwige vonken met een licht geknetter uit de handpalmen van de tevreden burgemeester. Later werd de machine van Guericke verbeterd door andere uitvinders. De zwavelbal werd vervangen door een glazen bol en in plaats van de handpalmen van de onderzoeker werden leren kussentjes als een van de palen gebruikt.

Van groot belang was de uitvinding in de achttiende eeuw van de Leidse condenspot, die het mogelijk maakte om elektriciteit te accumuleren. Het was een glazen vat gevuld met water gewikkeld in folie. Een metalen staaf die door een kurk ging, werd ondergedompeld in water.

De Amerikaanse wetenschapper Benjamin Franklin (1706-1790) bewees dat water geen rol speelt bij het opvangen van elektrische ladingen, glas-diëlektricum heeft deze eigenschap.

Elektrostatische machines zijn behoorlijk wijdverbreid geworden, maar alleen als grappige gadgets. Toegegeven, er waren pogingen om patiënten met elektriciteit te behandelen, maar het is moeilijk te zeggen wat het fysiotherapeutische effect van een dergelijke behandeling was.

De Franse natuurkundige Charles Coulomb (1736-1806), de grondlegger van de elektrostatica, stelde in 1785 vast dat de kracht van interactie van elektrische ladingen evenredig is met hun grootte en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand ertussen.

In de jaren veertig van de achttiende eeuw bracht Benjamin Franklin de theorie naar voren dat er maar één soort elektriciteit is: een speciale elektrische materie, bestaande uit minuscule deeltjes die in de stof kunnen doordringen. Als er een overmaat aan elektrische materie in het lichaam is, is het positief geladen; als het een tekort heeft, is het lichaam negatief geladen. Franklin bracht de plus- en mintekens in de praktijk, evenals de termen: condensator, geleider, lading.

M. V. Lomonosov (1711-1765), Leonhard Euler (1707-1783), Franz Aepinus (1724-1802) en andere wetenschappers kwamen met originele theorieën over de aard van elektriciteit. Tegen het einde van de achttiende eeuw waren de eigenschappen en het gedrag van vaste lasten voldoende bestudeerd en enigszins verklaard. Er was echter niets bekend over elektrische stroom bewegende ladingen, aangezien er geen apparaat was dat een groot aantal ladingen kon laten bewegen. De stromen van de elektrostatische machine waren te klein om te meten.

1. Als u de stroomsterkte in een glimontlading verhoogt, waardoor de externe weerstand wordt verminderd, dan begint bij een hoge stroomsterkte de spanning op de buisklemmen te dalen, de ontlading ontwikkelt zich snel en verandert in een boog. De overgang wordt in de meeste gevallen abrupt gemaakt en leidt bijna vaak tot kortsluiting. Bij het selecteren van de weerstand van het externe circuit is het mogelijk om de overgangsvorm van de ontlading te stabiliseren en bij bepaalde drukken een continue overgang van een glimontlading in een boog waar te nemen. Parallel aan de spanningsval tussen de elektroden van de buis, is er een toename van de kathodetemperatuur en een geleidelijke afname van de kathodeval.

De kwestie van de ontwikkeling van een boog wanneer een circuit wordt verbroken, is technisch belangrijk, niet alleen vanuit het oogpunt van het verkrijgen van "nuttige" bogen, maar ook vanuit het oogpunt van het bestrijden van "schadelijke" bogen, bijvoorbeeld met de vorming van een boog wanneer een messchakelaar wordt geopend. Laat L de zelfinductie van het circuit zijn, W zijn weerstand, en ع de emf. stroombron, U(I) is een functie van de stroom-spanningskarakteristiek van de boog. Dan moeten we hebben: ع= L dI/dt+WI+U(I) (1) of

LdI/dt=(ع-WI)-U(I)=∆ (2).

Het verschil (ع - WI) is niets meer dan de ordinaat van de directe weerstand AB (Fig. 1), en U (I) is de ordinaat van de boogkarakteristiek voor een gegeven I. Voor dI / dt om negatief te zijn, d.w.z. Om ervoor te zorgen dat de stroom I noodzakelijkerwijs met de tijd afneemt en er geen stabiele boog tussen de elektroden van de schakelaar is ontstaan, is het noodzakelijk dat

Figuur 1. De relatieve positie van de directe weerstand en de curve van de stroom-spanningskarakteristiek van een constante boog voor de gevallen: a) wanneer de boog niet kan optreden wanneer het circuit is verbroken; b) wanneer de boog optreedt bij een onderbreking in het stroomsterkte-interval dat overeenkomt met de punten P en Q.

∆ع-WI heeft plaatsgevonden.

Hiervoor moet de karakteristiek met al zijn punten boven de weerstandslijn liggen (afb. 1, a). Deze eenvoudige conclusie houdt geen rekening met de capaciteit in het circuit en is alleen van toepassing op gelijkstroom.

Het snijpunt van de directe weerstand met de curve van de stroom-spanningskarakteristiek van een stabiele boog komt overeen met de laagste limiet van de gelijkstroomsterkte, waarbij een boog kan optreden wanneer het circuit wordt verbroken (Fig. 1, b) . In het geval van het openen van een wisselstroomboog met een messchakelaar, die bij elke spanningsovergang door nul wordt gedoofd, is het essentieel dat de omstandigheden in de ontladingsspleet tijdens het openen een nieuwe ontsteking van de boog met een daaropvolgende toename niet toestaan in de spanning van de stroombron. Dit vereist dat, naarmate de spanning toeneemt, de ontladingsspleet voldoende gedeïoniseerd is. In schakelaars van sterke wisselstroom wordt een verbeterde deïonisatie kunstmatig bereikt door het introduceren van speciale elektroden die geladen gasdeeltjes uitzuigen als gevolg van bipolaire diffusie, evenals door mechanisch blazen of door de ontlading bloot te stellen aan een magnetisch veld. Bij hoge spanningen worden olieschakelaars gebruikt.

2. De kathodevlek, gefixeerd op de koolstofkathode, op het oppervlak van vloeibaar kwik is continu in snelle beweging. De positie van de kathodevlek op het oppervlak van vloeibaar kwik kan worden vastgezet met een metalen pen die in het kwik is ondergedompeld en er iets uitsteekt.

Bij een kleine afstand tussen de anode en de kathode beïnvloedt de thermische straling van de anode de eigenschappen van de kathodevlek sterk. Bij een voldoende grote afstand tussen de anode en de koolstofkathode neigen de afmetingen van de kathodevlek naar een bepaalde constante grenswaarde, en het gebied dat wordt ingenomen door de kathodevlek op de koolstofelektrode in lucht is evenredig met de stroomsterkte en komt overeen met een atmosferische druk van 470 A/cm² Voor een kwikboog 4000 A/cm² gevonden in vacuüm.

Met een afname van de druk neemt het gebied dat wordt ingenomen door de kathodevlek op de koolstofkathode toe bij een constante stroomsterkte.

De scherpte van de zichtbare grens van de kathodevlek wordt verklaard door het feit dat een relatief langzame temperatuurdaling met de afstand tot het centrum van de vlek overeenkomt met een snelle daling van zowel de lichtstraling als de thermionische emissie, en dit komt overeen met een scherpe "optische" en "elektrische" spotgrenzen.

Wanneer de boog in de lucht brandt, wordt de koolstofkathode scherp, terwijl op de koolstofanode, als de ontlading niet het hele voorste gebied van de anode bedekt, een ronde depressie wordt gevormd - een positieve boogkrater.

De vorming van de kathodevlek wordt als volgt verklaard. De verdeling van ruimteladingen in een dunne laag aan de kathode is zodanig dat hier de ontlading voor haar onderhoud het kleinere potentiaalverschil vereist, hoe kleiner de doorsnede van het ontladingskanaal. Daarom moet de ontlading bij de kathode samentrekken.

Direct naast de kathodevlek bevindt zich een deel van de ontlading dat de negatieve kathodeborstel of negatieve vlam wordt genoemd. De lengte van de kathodeborstel in de boog bij lage druk wordt bepaald door de afstand waarover snelle primaire elektronen vliegen, nadat ze hun snelheden hebben ontvangen in het gebied van de kathodepotentiaalval.

Tussen de negatieve borstel en de positieve kolom bevindt zich een gebied dat lijkt op de donkere ruimte van Faraday van een glimontlading. In de Petrov-boog in de lucht is naast de negatieve borstel een positieve vlam en een aantal halo's. Spectrale analyse wijst op de aanwezigheid in deze vlammen en halo's van een aantal chemische verbindingen (cyanide en stikstofoxiden).

Intermitterend (zelfs bij gebruik van gelijkstroombronnen). Het komt voor in een gas, gewoonlijk bij drukken in de orde van grootte van de atmosfeer. Onder natuurlijke omstandigheden wordt een vonkontlading waargenomen in de vorm van bliksem. Aan de buitenkant is de vonkontlading een straal van heldere zigzag vertakte dunne stroken, die onmiddellijk de ontladingsspleet binnendringen, snel vervagen en constant ...

Verschijnselen van de doorgang van elektrische stroom door gassen elektrische (gas)ontladingen genoemd. Er zijn verschillende vormen van elektrische ontlading, die van elkaar verschillen in de grootte van de ontlaadstroom, spanning, temperatuur en gasdruk. Ladingen kunnen stabiel en onstabiel zijn (bijvoorbeeld vonk). Er is geen strikte kwantitatieve grens tussen de lozingen; het ene type lozing kan overgaan in het andere. De belangrijkste soorten ontladingen: donker, gloed, boog, vonk, corona. Boogontlading is de hoogste vorm van ontlading, die verschilt van andere vormen van ontlading in zijn fysieke eigenschappen. De glimontlading heeft dus de volgende parameters:

druk - verschillende torr (mm Hg);
stroomdichtheid aan de kathode - (10 -3 -10 -2) A / mm 2;
spanning - (200-300) V;
kathode spanningsval ~ 100 V.

Fysische eigenschappen van boogontlading:

druk tot 1 atm. en hoger;
stroomdichtheid aan de kathode - tot 108 A / mm 2;
kleine booglengte - tot 20-30 mm;
lage boogspanning - (12¸50) V;
hoge temperatuur van de boogkolom - (van 5 tot 30) 10 3 K;
oogverblindende helderheid (vanwege de recombinatie van geladen deeltjes met het vrijkomen van lichtenergie);
hoge concentratie geladen deeltjes in het kathodegebied van de ontlading.

Het kreeg de naam "boog" voor de vorm van een helder lichtgevend koord (pijler) van de ontlading, die in de eerste experimenten met lage stroomontladingen naar boven boog met een halvemaanvormige boog onder invloed van stijgende convectieve luchtstromen verwarmd door de lossing. Hoewel in de meeste gevallen, bijvoorbeeld tussen verticale elektroden in een beperkte afgesloten ruimte, een soortgelijke ontlading geen boogvorm heeft, is de oorspronkelijke naam bewaard gebleven.

Boogontladingen worden veel gebruikt in de techniek. Het zijn lichtbronnen voor spotlights en filmprojectieapparatuur, in speciale ultrahogedruk CBD-lampen (tot 100 atm). De boog wordt gebruikt in gastrons, thyratrons, kwikgelijkrichters voor het gelijkrichten van de stroom en het regelen van de sterkte ervan, enz. De elektrische boog wordt veel gebruikt in de metallurgie en lastechnologie voor het verwarmen en smelten van metalen.

De term "boog" is alleen van toepassing op stabiele of quasi-stabiele soorten lozingen. Een boog wordt beschouwd als de uiteindelijke vorm van een ontlading die zich onder alle omstandigheden heeft ontwikkeld, als er een voldoende grote stroom door het gas gaat. Een dergelijke ontlading kan op verschillende manieren worden verkregen: uit elke stabiele ontlading met laag vermogen; door een onstabiele vonkontlading of door twee stroomvoerende, voorcontactelektroden in te drukken.

De prioriteit bij de ontdekking van de boogontlading behoort toe aan academicus Vasily Vladimirovich Petrov - 1802. Hij sprak over de mogelijkheid om een boogontlading te gebruiken voor het smelten van metalen. Dit fenomeen werd een boog genoemd door de Engelsman Gamfy Davy, die onafhankelijk van Petrov V.V. dit fenomeen in 1808-1810 onderzocht.

De geschiedenis van de ontwikkeling van technologie in de tweede helft van de 19e eeuw is opmerkelijk vanwege de ontwikkeling van manieren voor het praktische gebruik van elektriciteit, ook voor het verwarmen en smelten van metaal. In mei 1981 vierde de hele wereld, bij besluit van UNESCO, de belangrijkste gedenkwaardige datum - de 100e verjaardag van de oprichting van een industriële methode voor het elektrisch booglassen van metalen door de Russische uitvinder Nikolai Nikolajevitsj Benardos.

GOST 19521 omvat 35 technologische varianten van de boogontlading. Als technologische kenmerken van de boog definieert de norm: het type elektrode, de aard van het effect op het basismetaal, het type stroom dat wordt gebruikt, de aanwezigheid van externe invloed op de vorming van de las, het aantal elektroden met een gemeenschappelijke lasstroomtoevoer, de aanwezigheid en richting van de elektrode-oscillaties ten opzichte van de as van de las, het aantal bogen met afzonderlijke voedingsstroom, enz. Laten we stilstaan bij de belangrijkste ervan.

Lassen kan worden uitgevoerd met zowel verbruikbare als niet-verbruikbare elektrode. Als niet-verbruikbare elektrode worden meestal grafiet of metalen met een hoog smeltpunt gebruikt - molybdeen, tantaal, wolfraam, enz. De boog kan worden gevoed door wissel- of gelijkstroom, evenals een gecombineerde methode. Met wisselstroom kan de frequentie niet alleen 50 Hz zijn, maar ook worden verhoogd. Lassen kan een boog zijn van directe en indirecte actie (Fig. 13). Bij het lassen met een directe boog worden de te lassen onderdelen opgenomen in het lascircuit, hun verwarming wordt uitgevoerd vanwege de energie van geladen deeltjes die de actieve plek bereiken. Bij het lassen met een indirecte boog worden de te lassen onderdelen niet opgenomen in het lascircuit, maar wordt hun verwarming uitgevoerd door warmteoverdracht (voornamelijk stralend) van de boogkolom.

De mate van gasionisatie in de boog kan oplopen tot enkele procenten. Dit wordt beschouwd als een hoge mate van ionisatie, omdat bij een ionisatiegraad van meer dan 0,01% het gas zich in de plasmatoestand bevindt bij een temperatuur van meer dan 3000 K. Dit is een plasma met lage temperatuur.

Bij handmatig booglassen is de stroomdichtheid (10-15) A/mm 2, bij het lassen met een verbruikbare elektrode in beschermgassen, tot 400 A/mm 2. Deze waarden zijn veel minder dan de bovenstaande waarde van de stroomdichtheid op de kathode tot 108 A / mm 2, omdat in de praktijk de stroomdichtheid wordt bepaald door de verhouding tot het transversale gebied van de elektrode, en wanneer het bestuderen van de fysieke eigenschappen van de ontlading - door de verhouding van de stroom tot het gebied van de kathodecellen van de eindelektrode. Het gebied van deze cellen is veel kleiner dan het gebied van de elektrode en wordt bepaald op basis van de resultaten van het filmen met hoge snelheid van het proces.

In de natuurkunde is het gebruikelijk om een elektrode elk object te noemen waarmee een geleider is verbonden vanuit een stroombron. Bij het lassen is het gebruikelijk om een elektrode - een draadelektrode en een platte elektrode - een product te noemen. Bij het lassen met gelijkstroom wordt onderscheid gemaakt tussen directe en omgekeerde polariteit. Bij directe polariteit is de kathode de elektrode, bij omgekeerde polariteit het product. Direct polariteitslassen wordt in mindere mate toegepast, bijvoorbeeld bij het lassen met een niet-verbruikbare elektrode in inerte gassen van staal. Meestal wordt DC-lassen uitgevoerd met omgekeerde polariteit.

De samenstelling van de gasfase kan verschillen: lucht, beschermgassen, metaaldampen en componenten van de flux of elektrodecoating. Gasdruk - van vacuüm (niet lager dan 50 torr) tot verschillende atmosferen.

Elektrische ontladingen zijn onafhankelijk en niet-zelfvoorzienend. Bij onafhankelijke ontladingen worden de geladen deeltjes die nodig zijn voor het ontstaan van de ontlading gevormd door de processen die plaatsvinden in de ontlading zelf. De boog is een onafhankelijke ontlading. Elektrische deeltjes - elektronen en ionen worden gevormd door de processen van emissie en ionisatie. De boogenergie is niet genoeg voor de vorming van andere soorten deeltjes.

Soorten gasafvoer en hun toepassing. Het begrip plasma.

Afdeling:

Boekhouding en recht

Specialiteit:

Jurisprudentie

Groep:

Samengesteld door:

Evtikhevich A.A.

Docent:

Orlovskaya G.V.

2011
Inhoud:

Pagina 1: gasontlading

Toepassing van gasontlading

Pagina 2: vonkontlading

Corona ontlading

Pagina 3: Toepassing van corona-ontlading

Pagina 4: boogontlading:

Pagina 5: Toepassing van een boogontlading

glimontlading

Pagina 6-7: Plasma

Pagina 8: Literatuur

Gasontlading- een reeks processen die optreden wanneer een elektrische stroom door een stof in gasvormige toestand stroomt. Gewoonlijk wordt de stroomstroom pas mogelijk na voldoende ionisatie van het gas en de vorming van een plasma. Ionisatie treedt op als gevolg van botsingen van elektronen die in een elektromagnetisch veld worden versneld met gasatomen. In dit geval treedt een lawinetoename van het aantal geladen deeltjes op, omdat tijdens het ionisatieproces nieuwe elektronen worden gevormd, die na versnelling ook beginnen deel te nemen aan botsingen met atomen, waardoor hun ionisatie ontstaat. Het optreden en in stand houden van een gasontlading vereist het bestaan van een elektrisch veld, aangezien een plasma alleen kan bestaan als elektronen energie verwerven in een extern veld dat voldoende is om atomen te ioniseren, en het aantal gevormde ionen groter is dan het aantal gerecombineerde ionen.

Als het bestaan van een gasontlading extra ionisatie vereist door externe bronnen (bijvoorbeeld door gebruik te maken van ioniserende straling), dan wordt de gasontlading genoemd afhankelijk(dergelijke ontladingen worden gebruikt in geigertellers).

Voor de uitvoering van de gasontlading wordt gebruik gemaakt van zowel tijdconstante als wisselende elektrische velden.

Afhankelijk van de omstandigheden waaronder de vorming van ladingsdragers plaatsvindt (gasdruk, spanning op de elektroden, de vorm en temperatuur van de elektroden), zijn er verschillende soorten onafhankelijke ontladingen: smeulend, vonk, corona, boog.

Toepassingen van gasontlading

Boogontlading voor lassen en verlichting.
Superhoge frequentie ontlading.
Gloeiontlading als lichtbron in fluorescentielampen en plasmaschermen.
Vonkenontlading voor ontsteking van het werkmengsel in verbrandingsmotoren.
Corona-ontlading voor het reinigen van gassen van stof en andere verontreinigingen, voor het diagnosticeren van de staat van constructies.
Plasmatrons voor snijden en lassen.
Lozingen voor pomplasers, zoals helium-neonlaser, stikstoflaser, excimeerlaser, enz.

in een geigerteller,
in ionisatievacuümmeters,
in thyratronen,
in krytrons,
in een Geisslerbuis.

vonkontlading. Laten we de kogelelektroden aan de condensatorbank bevestigen en beginnen met het opladen van de condensatoren met behulp van een elektrische machine. Naarmate de condensatoren worden opgeladen, neemt het potentiaalverschil tussen de elektroden toe en daarmee de veldsterkte in het gas. Zolang de veldsterkte laag is, zijn er geen veranderingen in het gas te zien. Bij voldoende veldsterkte (ongeveer 30.000 V / cm) verschijnt echter een elektrische vonk tussen de elektroden, die de vorm heeft van een helder gloeiend kronkelig kanaal dat beide elektroden verbindt. Het gas bij de vonk wordt verhit tot een hoge temperatuur en zet plotseling uit, waardoor geluidsgolven ontstaan en we een kenmerkend gekraak horen. De condensatoren in deze opstelling zijn toegevoegd om de vonk krachtiger en dus effectiever te maken.
De beschreven vorm van een gasontlading wordt een vonkontlading of een vonkdoorslag van een gas genoemd. Wanneer een vonkontlading optreedt, verliest het gas plotseling, abrupt, zijn isolerende eigenschappen en wordt het een goede geleider. De veldsterkte waarbij een vonkdoorslag van een gas optreedt, heeft voor verschillende gassen een andere waarde en is afhankelijk van hun toestand (druk, temperatuur). Bij een gegeven spanning tussen de elektroden is de veldsterkte kleiner naarmate de elektroden verder van elkaar verwijderd zijn. Daarom, hoe groter de afstand tussen de elektroden, hoe groter de spanning daartussen nodig is voor het begin van een vonkdoorslag van het gas. Deze spanning wordt doorslagspanning genoemd. Het optreden van storing wordt als volgt verklaard. Er is altijd een bepaalde hoeveelheid ionen en elektronen in een gas, die door willekeurige oorzaken ontstaan. Meestal is hun aantal echter zo klein dat het gas praktisch geen elektriciteit geleidt. Bij relatief lage veldsterkten, die we tegenkomen bij de studie van de niet-zelfvoorzienende geleidbaarheid van gassen, vinden botsingen van ionen die in een elektrisch veld bewegen met neutrale gasmoleculen plaats op dezelfde manier als botsingen van elastische ballen. Bij elke botsing draagt het bewegende deeltje een deel van zijn kinetische energie over aan het rustende deeltje, en beide deeltjes vliegen uit elkaar na de impact, maar er treden geen interne veranderingen in hen op. Bij voldoende veldsterkte kan de kinetische energie die door het ion wordt geaccumuleerd tussen twee botsingen echter voldoende worden om bij een botsing een neutraal molecuul te ioniseren. Als resultaat worden een nieuw negatief elektron en een positief geladen residu, een ion, gevormd. Zo'n ionisatieproces wordt impactionisatie genoemd, en het werk dat nodig is om een elektron los te maken van een atoom wordt ionisatiewerk genoemd. De waarde van het werk van ionisatie hangt af van de structuur van het atoom en is daarom verschillend voor verschillende gassen. De elektronen en ionen die gevormd worden onder invloed van impactionisatie verhogen het aantal ladingen in het gas en worden op hun beurt in beweging gebracht onder invloed van een elektrisch veld en kunnen impactionisatie van nieuwe atomen produceren. Dit proces "versterkt zichzelf" dus en de ionisatie in het gas bereikt al snel een zeer grote waarde. Alle verschijnselen zijn vrij analoog aan een lawine in de bergen, voor de oorsprong waarvan een onbeduidende klomp sneeuw voldoende is. Daarom werd het beschreven proces een ionenlawine genoemd. De vorming van een ionenlawine is het proces van vonkdoorslag en de minimale spanning waarbij een ionenlawine optreedt is de doorslagspanning. We zien dat in het geval van een vonkdoorslag, de oorzaak van gasionisatie de vernietiging van atomen en moleculen is bij botsingen met ionen. Een van de natuurlijke vertegenwoordigers van de vonkontlading is bliksem - mooi en niet veilig.
Corona ontlading. Het optreden van een ionenlawine leidt niet altijd tot een vonk, maar kan ook een ander soort ontlading veroorzaken: een corona-ontlading. Laten we op twee hoge isolerende steunen een metaaldraad AB met een diameter van enkele tienden van een millimeter spannen en deze verbinden met de negatieve pool van een generator die een spanning van enkele duizenden volt geeft, bijvoorbeeld aan een goede elektrische machine. We zullen de tweede pool van de generator naar de aarde brengen. We krijgen een soort condensator, waarvan de platen onze draad zijn en de muren van de kamer, die natuurlijk communiceren met de aarde. Het veld in deze condensator is zeer ongelijkmatig en de intensiteit is zeer hoog in de buurt van een dunne draad. Door de spanning geleidelijk te verhogen en de draad in het donker te observeren, kan men zien dat bij een bekende spanning een zwakke gloed ("kroon") verschijnt in de buurt van de draad, die de draad van alle kanten bedekt; het gaat gepaard met een sissend geluid en een licht gekraak. Als een gevoelige galvanometer is aangesloten tussen de draad en de bron, dan vertoont de galvanometer met het verschijnen van een gloed een merkbare stroom die van de generator langs de draden naar de draad gaat en van daaruit door de lucht van de kamer naar de aangesloten muren naar de andere pool van de generator. De stroom in de lucht tussen de AB-draad en de wanden wordt gedragen door ionen die in de lucht worden gevormd als gevolg van impactionisatie. Zo duiden de gloed van de lucht en het verschijnen van een stroom op een sterke ionisatie van de lucht onder invloed van een elektrisch veld. Corona-ontlading kan niet alleen aan de draad optreden, maar ook aan de punt en in het algemeen aan alle elektroden, waar in de buurt een zeer sterk inhomogeen veld wordt gevormd.
Toepassing van corona-ontlading
1) Elektrische gasreiniging (elektrische filters). Een vat gevuld met rook wordt plotseling volledig transparant wanneer er scherpe metalen elektroden in worden gestoken, verbonden met een elektrische machine. In de glazen buis bevinden zich twee elektroden: een metalen cilinder en een dunne metalen draad die langs zijn as hangt. De elektroden zijn verbonden met een elektrische machine. Als er een stroom rook (of stof) door de buis wordt geblazen en de machine in beweging wordt gezet, zal de uitgaande luchtstroom, zodra de spanning voldoende is om een corona te vormen, volledig schoon en transparant worden en geheel vast en vloeibare deeltjes in het gas zullen op elektroden worden afgezet.
De verklaring voor de ervaring is als volgt. Zodra de corona nabij de draad wordt ontstoken, wordt de lucht in de buis sterk geïoniseerd. Gasionen, die botsen met stofdeeltjes, "kleven" aan deze laatste en laden ze op. Omdat er een sterk elektrisch veld in de buis werkt, bewegen de geladen deeltjes onder invloed van het veld naar de elektroden, waar ze bezinken. Het beschreven fenomeen is momenteel een technische toepassing voor de zuivering van industriële gassen in grote volumes uit vaste en vloeibare onzuiverheden.
2) Tellers van elementaire deeltjes. Corona-ontlading ligt ten grondslag aan de werking van uiterst belangrijke fysieke apparaten: de zogenaamde tellers van elementaire deeltjes (elektronen, maar ook andere elementaire deeltjes die worden gevormd tijdens radioactieve transformaties). Een type teller (Geiger-Muller-teller) wordt getoond in figuur 1.
Het bestaat uit een kleine metalen cilinder A, voorzien van een venster, en een dunne metalen draad die om de as van de cilinder is gespannen en daarvan is geïsoleerd. De teller is verbonden met een circuit met een spanningsbron V van enkele duizenden volts. De spanning is zodanig gekozen dat deze slechts iets minder is dan de "kritische", d.w.z. noodzakelijk om de corona-ontlading in de meter te ontsteken. Wanneer een snel bewegend elektron de teller binnenkomt, ioniseert deze laatste de gasmoleculen in de teller, waardoor de spanning die nodig is om de corona te ontsteken enigszins afneemt. Er treedt een ontlading op in de teller en er verschijnt een zwakke kortstondige stroom in het circuit.
De stroom die in de meter ontstaat is zo zwak dat het met een gewone galvanometer moeilijk te detecteren is. Het kan echter behoorlijk merkbaar worden gemaakt als een zeer grote weerstand R in het circuit wordt geïntroduceerd en parallel daaraan een gevoelige elektrometer E. Wanneer een stroom I in het circuit optreedt, wordt een spanning U gecreëerd aan de uiteinden van de weerstand, gelijk aan de wet van Ohm U = IxR. Als we een weerstandswaarde R kiezen die erg groot is (vele miljoenen ohm), maar veel kleiner dan de weerstand van de elektrometer zelf, dan zal zelfs een zeer kleine stroom een merkbare spanning veroorzaken. Daarom zal bij elke slag van een snel elektron in de teller het blad van de elektrometer een afwijzing geven.
Dergelijke tellers maken het mogelijk om niet alleen snelle elektronen te registreren, maar in het algemeen alle geladen, snel bewegende deeltjes die gasionisatie kunnen veroorzaken door middel van botsingen. Moderne tellers detecteren gemakkelijk zelfs een enkel deeltje dat ze raakt en maken het daarom mogelijk om met volledige zekerheid en zeer grote duidelijkheid te verzekeren dat elementaire deeltjes echt in de natuur bestaan.
boogontlading:. In 1802 stelde V.V. Petrov vast dat als twee stukken houtskool aan de polen van een grote elektrolytische batterij worden bevestigd en de kolen met elkaar in contact worden gebracht, ze een beetje van elkaar scheiden, er een heldere vlam ontstaat tussen de uiteinden van de kolen en de uiteinden van de kolen zelf worden witgloeiend. Door verblindend licht uit te stralen (lichtboog). Dit fenomeen werd zeven jaar later onafhankelijk waargenomen door de Engelse chemicus Davy, die voorstelde om deze boog "voltaïsch" naar Volta te noemen.
Meestal wordt het verlichtingsnetwerk gevoed door wisselstroom. De boog brandt echter gelijkmatiger als er een constante stroom doorheen wordt geleid, zodat een van zijn elektroden altijd positief is (anode) en de andere negatief (kathode). Tussen de elektroden bevindt zich een kolom heet gas, een goede geleider van elektriciteit. In gewone bogen straalt deze pilaar veel minder licht uit dan hete kolen. Positieve steenkool, met een hogere temperatuur, verbrandt sneller dan negatieve steenkool. Door de sterke sublimatie van steenkool vormt zich daarop een depressie - een positieve krater, het heetste deel van de elektroden. De temperatuur van de krater in lucht bij atmosferische druk bereikt 4000 ° C.
De boog kan ook branden tussen metalen elektroden (ijzer, koper, enz.). In dit geval smelten de elektroden en verdampen ze snel, wat veel warmte verbruikt. Daarom is de temperatuur van de krater van een metalen elektrode meestal lager dan die van een koolstofelektrode (2000-2500 ° C).
Door een boog te laten branden tussen de koolstofelektroden in een gecomprimeerd gas (ongeveer 20 atm), was het mogelijk om de temperatuur van de positieve krater op 5900 ° C te brengen, dat wil zeggen op de temperatuur van het oppervlak van de zon. Onder deze omstandigheden werd het smelten van kolen waargenomen.
Een nog hogere temperatuur bezit een kolom van gassen en dampen, waardoor een elektrische ontlading optreedt. Het krachtige bombardement van deze gassen en dampen door elektronen en ionen, aangedreven door het elektrische veld van de boog, brengt de temperatuur van de gassen in de kolom op 6000-7000°. Daarom worden in de boogkolom bijna alle bekende stoffen gesmolten en omgezet in damp, en worden veel chemische reacties mogelijk gemaakt die niet plaatsvinden bij lagere temperaturen. Het is bijvoorbeeld niet moeilijk om vuurvaste porseleinen staafjes in een boogvlam te smelten.
Om een boogontlading te behouden, is een kleine spanning nodig: de boog brandt goed wanneer de spanning op de elektroden 40-45 V is. De stroom in de boog is behoorlijk aanzienlijk. Dus zelfs in een kleine boog vloeit een stroom van ongeveer 5 A, en in grote bogen die in de industrie worden gebruikt, bereikt de stroom honderden ampères. Hieruit blijkt dat de weerstand van de boog klein is; daardoor geleidt de lichtgevende gaskolom ook elektriciteit goed.
Een dergelijke sterke ionisatie van het gas is alleen mogelijk doordat de boogkathode veel elektronen afgeeft, die met hun inslagen het gas in de ontladingsruimte ioniseren. Een sterke elektronenemissie van de kathode wordt verzekerd door het feit dat de boogkathode zelf tot een zeer hoge temperatuur wordt verwarmd (van 2200° tot 3500°C, afhankelijk van het materiaal). Wanneer we eerst de kolen in contact brengen om de boog te ontsteken, dan komt op het contactpunt, dat een zeer hoge weerstand heeft, bijna alle Joule-warmte vrij van de stroom die door de kolen gaat. Daarom zijn de uiteinden van de kolen erg heet, en dit is genoeg om een boog ertussen te laten uitbreken wanneer ze uit elkaar worden bewogen. In de toekomst wordt de kathode van de boog in een verwarmde toestand gehouden door de stroom zelf, die door de boog gaat. De hoofdrol hierin wordt gespeeld door het bombardement van de kathode door positieve ionen die erop vallen.
Toepassing van een boogontlading
Vanwege de hoge temperatuur stralen de boogelektroden verblindend licht uit en daarom is de elektrische boog een van de beste lichtbronnen. Het verbruikt slechts ongeveer 0,3 watt per kaars en is aanzienlijk zuiniger. Dan de beste gloeilampen. De elektrische boog werd voor het eerst gebruikt voor verlichting door P. N. Yablochkov in 1875 en werd het "Russische licht" of "Noorderlicht" genoemd.
De elektrische boog wordt ook gebruikt voor het lassen van metalen onderdelen (elektrisch booglassen). Momenteel wordt de elektrische boog op grote schaal gebruikt in industriële elektrische ovens. In de wereldindustrie wordt ongeveer 90% van het gereedschapsstaal en bijna alle speciale staalsoorten gesmolten in elektrische ovens.
Van groot belang is een kwikboog die brandt in een kwartsbuis, de zogenaamde kwartslamp. Bij deze lamp vindt de boogontlading niet plaats in lucht, maar in een atmosfeer van kwikdamp, waarvoor een kleine hoeveelheid kwik in de lamp wordt gebracht en de lucht wordt weggepompt. Het licht van de kwikboog is extreem rijk aan onzichtbare ultraviolette stralen, die sterke chemische en fysiologische effecten hebben. Kwiklampen worden veel gebruikt bij de behandeling van verschillende ziekten ("kunstmatige bergzon"), evenals in wetenschappelijk onderzoek als een sterke bron van ultraviolette stralen.
glimontlading. Naast de vonk, corona en boog is er nog een andere vorm van zelfontlading in gassen - de zogenaamde glimontlading. Om dit type ontlading te verkrijgen, is het handig om een glazen buis van ongeveer een halve meter lang te gebruiken, die twee metalen elektroden bevat. We zullen de elektroden aansluiten op een gelijkstroombron met een spanning van enkele duizenden volts (een elektrische machine is geschikt) en we zullen geleidelijk lucht uit de buis pompen. Bij atmosferische druk blijft het gas in de buis donker, omdat de aangelegde spanning van enkele duizenden volts niet voldoende is om een lange gasspleet te doorbreken. Wanneer de gasdruk echter voldoende daalt, flitst er een lichtontlading in de buis. Het heeft de vorm van een dun koord (karmozijnrood in de lucht, andere kleuren in andere gassen) dat beide elektroden verbindt. In deze toestand geleidt de gaskolom elektriciteit goed.
Bij verdere evacuatie vervaagt het lichtsnoer en zet het uit, en de gloed vult bijna de hele buis. Onderscheid de volgende twee delen van de ontlading: 1) niet-lichtgevend deel grenzend aan de kathode, de donkere kathoderuimte genoemd; 2) een lichtgevende gaskolom die de rest van de buis vult, tot aan de anode zelf. Dit deel van de ontlading wordt de positieve kolom genoemd.
En hier is hoe het werkt. Bij een glimontlading geleidt het gas elektriciteit goed, waardoor er altijd een sterke ionisatie in het gas wordt gehandhaafd. In dit geval blijft de kathode, in tegenstelling tot de boogontlading, de hele tijd koud. Waarom vindt in dit geval de vorming van ionen plaats?
De daling in potentiaal of spanning per centimeter van de lengte van de gaskolom in een glimontlading is heel verschillend in verschillende delen van de ontlading. Het blijkt dat bijna de hele potentiële druppel op de donkere ruimte valt. Het potentiaalverschil dat bestaat tussen de kathode en de grens van de ruimte die er het dichtst bij ligt, wordt de kathodepotentiaaldaling genoemd. Het wordt gemeten in honderden en in sommige gevallen duizenden volt. Door deze kathodeval lijkt de gehele ontlading te bestaan.
De betekenis van de kathodeval is dat positieve ionen, die door dit grote potentiaalverschil lopen, een grotere snelheid krijgen. Omdat de kathodeval is geconcentreerd in een dunne laag gas, zijn er bijna geen botsingen van ionen met gasatomen, en daarom krijgen de ionen, wanneer ze door het kathodevalgebied gaan, een zeer grote kinetische energie. Als gevolg hiervan, wanneer ze botsen met de kathode, slaan ze een bepaalde hoeveelheid elektronen eruit, die naar de anode beginnen te bewegen. Terwijl ze door de donkere ruimte gaan, worden de elektronen op hun beurt versneld door de kathodische potentiaalval en produceren ze bij botsing met gasatomen in het verder verwijderde deel van de ontlading inslagionisatie. De positieve ionen die daarbij ontstaan worden weer versneld door de kathodeval en slaan nieuwe elektronen uit de kathode enz. Zo wordt alles herhaald totdat er spanning op de elektroden staat.
Dit betekent dat we zien dat de oorzaken van gasionisatie in een glimontlading impactionisatie zijn en het uitschakelen van elektronen van de kathode door positieve ionen.
Deze ontlading wordt voornamelijk gebruikt voor verlichting. Toepasbaar in fluorescentielamp.

Het woord "plasma" (van het Griekse "plasma" - "versierd") in het midden van de 19e eeuw. ze begonnen het kleurloze deel van het bloed te noemen (zonder rode en witte lichamen) en de vloeistof die levende cellen vult. In 1929 noemden de Amerikaanse natuurkundigen Irving Langmuir (1881-1957) en Levi Tonko (1897-1971) het geïoniseerde gas in een ontladingsbuis een plasma. De Engelse natuurkundige William Crookes (1832-1919), die de elektrische ontlading in buizen met ijle lucht bestudeerde, schreef: "Fenomenen in geëvacueerde buizen openen een nieuwe wereld voor de natuurwetenschap waarin materie in de vierde toestand kan bestaan." Elke stof verandert van toestand afhankelijk van de temperatuur. Dus water bij negatieve (Celsius) temperaturen bevindt zich in een vaste toestand, in het bereik van 0 tot 100 "C - in vloeibare toestand, boven 100 ° C - in gasvormige toestand. Als de temperatuur blijft stijgen, zullen atomen en moleculen beginnen hun elektronen te verliezen - ze worden geïoniseerd en gas verandert in plasma. Bij temperaturen boven 1.000.000 ° C is plasma absoluut geïoniseerd - het bestaat alleen uit elektronen en positieve ionen. Plasma is de meest voorkomende toestand van materie in de natuur, het is verantwoordelijk voor ongeveer 99% van de massa van het universum.Zon, de meeste sterren, nevels - dit is een volledig geïoniseerd plasma. Het buitenste deel van de atmosfeer van de aarde (ionosfeer) is ook plasma. Stralingsgordels die plasma bevatten, bevinden zich nog hoger. Aurora's, bliksem , inclusief ballen, zijn allemaal verschillende soorten plasma die kunnen worden waargenomen in natuurlijke omstandigheden op aarde. En slechts een onbeduidend deel van het heelal bestaat uit materie in vaste toestand - planeten, asteroïden en stofnevels.Plasma in de natuurkunde wordt begrepen als een gas bestaande uit van elektrisch geladen en neutrale deeltjes, waarin de totale elektrische lading nul is, t. aan de voorwaarde van quasi-neutraliteit is voldaan (daarom is bijvoorbeeld een elektronenbundel die in een vacuüm vliegt geen plasma: hij draagt een negatieve lading). PLASMA is een gedeeltelijk of volledig geïoniseerd gas waarin de dichtheden van positieve en negatieve ladingen bijna hetzelfde zijn. Onder laboratoriumomstandigheden wordt plasma gevormd in een elektrische ontlading in een gas, in de processen van verbranding en explosie. Toen de laserstraal werd gefocusseerd door een lens, flitste er een vonk in de lucht in het focusgebied, en daar werd een plasma gevormd. Dit wekte grote belangstelling onder natuurkundigen. De eerste kiemelektronen verschijnen als gevolg van hun uitstoot uit de atomen van het medium na gelijktijdige absorptie van meerdere fotonen van een lichtgolf. De energie van elk foton van een robijnlaser is 1,78 eV. Verder bereikt het vrije elektron, dat fotonen absorbeert, een energie van 10 eV, voldoende voor ionisatie en de geboorte van een nieuw elektron in het proces van botsing met de atomen van het medium. De ontlading kan lang branden en gloeit met een oogverblindend wit licht, het is onmogelijk om ernaar te kijken zonder donkere bril. De ongebruikelijk hoge temperatuur, een unieke eigenschap van een optische lading, biedt grote mogelijkheden om deze als lichtbron te gebruiken. De mogelijkheid om met laserlicht een plasmafilament te maken opent mogelijkheden om energie over een afstand over te dragen. Ladingsdragers in plasma zijn elektronen en ionen die worden gevormd als gevolg van gasionisatie. De verhouding van het aantal geïoniseerde atomen tot hun totale aantal per volume-eenheid plasma wordt de mate van plasma-ionisatie (a) genoemd. Afhankelijk van de waarde van a spreekt men van zwak geïoniseerd (a - fracties van een procent), gedeeltelijk geïoniseerd (a - enkele procenten) tot volledig geïoniseerd (a is bijna 100%) plasma. De gemiddelde kinetische energieën van verschillende soorten deeltjes waaruit een plasma bestaat, kunnen verschillen. Daarom wordt plasma in het algemeen niet gekenmerkt door één temperatuurwaarde, maar door meerdere - ze maken onderscheid tussen de elektronentemperatuur Te, de ionentemperatuur Ti en de temperatuur van neutrale atomen Ta. Plasma met ionentemperatuur Ti< 105 К называют низкотемпературной, а с Тi >106 K - hoge temperatuur. Hoge-temperatuurplasma is het belangrijkste onderwerp van onderzoek naar CTF (gecontroleerde thermonucleaire fusie). Plasma met lage temperatuur wordt gebruikt in gasontladingslichtbronnen, gaslasers, MHD-generatoren, enz. Plasma wordt het meest gebruikt in de verlichtingstechniek - in gasontladingslampen die straten verlichten en fluorescentielampen die binnenshuis worden gebruikt. En bovendien in een verscheidenheid aan gasontladingsapparaten: elektrische stroomgelijkrichters, spanningsstabilisatoren, plasmaversterkers en microgolfgeneratoren, tellers van kosmische deeltjes. Alle zogenaamde gaslasers (helium-neon, krypton, kooldioxide, enz.) zijn eigenlijk plasma: gasmengsels erin worden geïoniseerd door een elektrische ontlading. De eigenschappen die kenmerkend zijn voor een plasma zijn de geleidingselektronen in een metaal (ionen die vast in het kristalrooster zijn geneutraliseerd, neutraliseren hun ladingen), een reeks vrije elektronen en mobiele "gaten" (vacatures) in halfgeleiders. Daarom worden dergelijke systemen plasma van vaste stoffen genoemd.Gasplasma wordt meestal verdeeld in lage temperatuur - tot 100 duizend graden en hoge temperatuur - tot 100 miljoen graden. Er zijn plasmageneratoren op lage temperatuur - plasmatoortsen die een elektrische boog gebruiken. Met een plasmatoorts kun je bijna elk gas in honderdsten en duizendsten van een seconde opwarmen tot 7000-10000 graden. Met de creatie van de plasmatoorts ontstond een nieuw wetenschapsgebied - plasmachemie: veel chemische reacties worden versneld of verlopen alleen in een plasmastraal. Plasmatrons worden zowel in de mijnbouw als voor het snijden van metalen gebruikt. Plasmamotoren en magnetohydrodynamische krachtcentrales zijn ook gemaakt. Er worden verschillende schema's voor plasmaversnelling van geladen deeltjes ontwikkeld. De centrale taak van de plasmafysica is het probleem van gecontroleerde thermonucleaire fusie. Thermonucleaire reacties worden fusiereacties genoemd van zwaardere kernen uit de kernen van lichte elementen (voornamelijk waterstofisotopen - deuterium D en tritium T), die optreden bij zeer hoge temperaturen (> 108 K en hoger) Onder natuurlijke omstandigheden vinden thermonucleaire reacties plaats in de zon: waterstofkernen combineren met elkaar en vormen heliumkernen, waarbij een aanzienlijke hoeveelheid energie vrijkomt. Een kunstmatige fusiereactie werd uitgevoerd in een waterstofbom.

Stuur uw goede werk in de kennisbank is eenvoudig. Gebruik het onderstaande formulier

Studenten, afstudeerders, jonge wetenschappers die de kennisbasis gebruiken in hun studie en werk zullen je zeer dankbaar zijn.

geplaatst op http://www.allbest.ru/

National Research Tomsk Polytechnic University

Afdeling Hoogspanningstechniek en Elektrofysica

cursus project

Vak "Toegepaste Natuurkunde en Plasmachemie"

boogontlading:

Ingevuld door een leerling van de groep 4ТМ41

Ashirbaev M.E.

Gecontroleerd door professor, d.f.-m.s. TEVN

Pushkarev AI

Tomsk, 2015

boogontlading kathodische stroom-spanning:

1. Algemene informatie

2. Eigenschappen van de boogontlading

2.1 Boogvorming

2.2 Kathodevlek. Uiterlijk en afzonderlijke delen van de boogontlading

2.3 Potentiaalverdeling en stroom-spanningskarakteristiek tijdens boogontlading

2.4 Temperatuur en straling van afzonderlijke delen van de boogontlading

2.5 Opwekking van continue oscillaties met behulp van een elektrische boog

3. Toepassing van boogontlading:

3.1 Moderne methoden voor elektrische verwerking

3.2 Booglassen

3.3 Plasmatechnologie

3.4 Plasmalassen

Conclusie

Lijst met gebruikte bronnen

1. Algemene informatie

Een boogontlading in de vorm van een zogenaamde elektrische boog werd voor het eerst ontdekt in 1802 door een Russische wetenschapper, hoogleraar natuurkunde aan de Militair Medisch-Surgical Academie in St. Petersburg, en later een academicus van de St. Petersburg Academy of Sciences , Vasili Vladimirovitsj Petrov. Petrov beschrijft in een van zijn gepubliceerde boeken zijn eerste observaties over een elektrische boog in de volgende woorden:

Het pad naar de elektrische boog begon in de oudheid. Zelfs de Griekse Thales van Milete, die in de zesde eeuw voor Christus leefde, kende de eigenschap van barnsteen om lichte voorwerpen aan te trekken als ze erover wrijven - veren, stro, haar en zelfs vonken creëren. Tot de zeventiende eeuw was dit de enige methode om lichamen te elektrificeren die geen praktische toepassing had. Wetenschappers hebben gezocht naar een verklaring voor dit fenomeen.

De Engelse natuurkundige William Gilbert (1544--1603) ontdekte dat andere lichamen (bijvoorbeeld bergkristal, glas), zoals barnsteen, de eigenschap hebben om na wrijving lichte objecten aan te trekken. Hij noemde deze eigenschappen elektrisch en introduceerde deze term voor het eerst in gebruik (in het Grieks is barnsteen een elektron).

Van groot belang was de uitvinding in de achttiende eeuw van de Leidse kruik - een condensor, die het mogelijk maakte om elektriciteit te accumuleren. Het was een glazen vat gevuld met water gewikkeld in folie. Een metalen staaf die door een kurk ging, werd ondergedompeld in water.

De Amerikaanse wetenschapper Benjamin Franklin (1706-1790) bewees dat water geen rol speelt bij het opvangen van elektrische ladingen, glas-diëlektricum heeft deze eigenschap.

De Franse natuurkundige Charles Coulomb (1736-1806) - de grondlegger van de elektrostatica - ontdekte in 1785 dat de kracht van interactie van elektrische ladingen evenredig is met hun grootte en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand ertussen.

M. V. Lomonosov (1711-1765), Leonard Euler (1707-1783), Franz Aepinus (1724-1802) en andere wetenschappers kwamen met originele theorieën over de aard van elektriciteit. Tegen het einde van de achttiende eeuw waren de eigenschappen en het gedrag van vaste lasten voldoende bestudeerd en enigszins verklaard. Er was echter niets bekend over de elektrische stroom - bewegende ladingen, aangezien er geen apparaat was dat een groot aantal ladingen kon laten bewegen. De stromen van de elektrostatische machine waren te klein om te meten.

2. Eigenschappen van de boogontlading

2.1 Boogvorming

Als de stroomsterkte in een glimontlading wordt verhoogd, waardoor de externe weerstand wordt verminderd, begint bij een hoge stroomsterkte de spanning op de buisklemmen te dalen, ontwikkelt de ontlading zich snel en verandert in een boogontlading. De overgang wordt in de meeste gevallen abrupt gemaakt en leidt bijna vaak tot kortsluiting. Bij het selecteren van de weerstand van het externe circuit is het mogelijk om de overgangsvorm van de ontlading te stabiliseren en bij bepaalde drukken een continue overgang van een glimontlading in een boog waar te nemen. Parallel aan de spanningsval tussen de elektroden van de buis, is er een toename van de kathodetemperatuur en een geleidelijke afname van de kathodeval.

Het gebruik van de gebruikelijke methode om een boog te ontsteken door de elektroden uit elkaar te bewegen is te wijten aan het feit dat de boog brandt bij relatief lage spanningen van tientallen volts, terwijl een spanning in de orde van tientallen kilovolts nodig is om een glimontlading te ontsteken bij atmosferische druk. Het ontstekingsproces wanneer de elektroden uit elkaar worden bewogen, wordt verklaard door lokale verwarming van de elektroden door de vorming van slecht contact tussen de elektroden op het moment dat het circuit wordt verbroken. De kwestie van de ontwikkeling van een boog wanneer een circuit wordt verbroken, is technisch belangrijk, niet alleen vanuit het oogpunt van het verkrijgen van "nuttige" bogen, maar ook vanuit het oogpunt van het bestrijden van "schadelijke" bogen, bijvoorbeeld met de vorming van een boog wanneer een messchakelaar wordt geopend. Laat L de zelfinductie van het circuit zijn, W zijn weerstand, b de emf. stroombron U(I) is een functie van de stroom-spanningskarakteristiek van de boog. Dan zouden we moeten hebben:

b= L dI/dt+WI+U(I) (1)

LdI/dt=(b-WI)-U(I)=? (2)

Het verschil (b - WI) is niets meer dan de ordinaat van de directe weerstand AB (Fig. 1), en U (I) is de ordinaat van de boogkarakteristiek voor een gegeven I. Voor dI / dt om negatief te zijn, d.w.z. Om ervoor te zorgen dat de stroom I met de tijd zeker afneemt en er geen stabiele boog ontstaat tussen de elektroden van de schakelaar, is het noodzakelijk dat

Rijst. 1. De relatieve positie van de weerstandslijn en de curve van de stroom-spanningskarakteristiek van een stabiele boog voor de gevallen: a) wanneer de boog niet kan optreden wanneer het circuit is verbroken; b) wanneer de boog optreedt bij een onderbreking in het stroomsterkte-interval dat overeenkomt met de punten P en Q.

vond plaats?<0, т. е. надо, чтобы во всех точках характеристики соблюдалось неравенство U(I)>b-wi. Hiervoor moet de karakteristiek met al zijn punten boven de weerstandslijn liggen (afb. 1, a). Deze eenvoudige conclusie houdt geen rekening met de capaciteit in het circuit en is alleen van toepassing op gelijkstroom.

Het snijpunt van de directe weerstand met de curve van de stroom-spanningskarakteristiek van een stabiele boog komt overeen met de laagste limiet van de gelijkstroomsterkte, waarbij een boog kan optreden wanneer het circuit wordt verbroken (Fig. 1, b) . In het geval van het openen van een wisselstroomboog met een messchakelaar, die bij elke spanningsovergang door nul wordt gedoofd, is het essentieel dat de omstandigheden in de ontladingsspleet tijdens het openen een nieuwe ontsteking van de boog met een daaropvolgende toename niet toestaan in de spanning van de stroombron. Dit vereist dat de ontladingsspleet voldoende gedeïoniseerd is naarmate de spanning toeneemt. In schakelaars met hoge wisselstroom wordt een verbeterde deïonisatie kunstmatig bereikt door het introduceren van speciale elektroden die geladen gasdeeltjes uitzuigen als gevolg van bipolaire diffusie, evenals door mechanisch blazen of door de ontlading bloot te stellen aan een magnetisch veld. Bij hoge spanningen worden olieschakelaars gebruikt.

2.2 kathode plek. Uiterlijk en afzonderlijke delen van de boogontlading

De kathodevlek, gefixeerd op de koolstofkathode, op het oppervlak van vloeibaar kwik is continu in snelle beweging. De positie van de kathodevlek op het oppervlak van vloeibaar kwik kan worden vastgezet met een metalen pen die in het kwik is ondergedompeld en er iets uitsteekt.

Bij afnemende druk neemt het gebied dat wordt ingenomen door de kathodevlek op de koolstofkathode toe bij een constante stroomsterkte.

Met een horizontale opstelling van elektroden en hoge gasdruk buigt de positieve kolom van de boogontlading naar boven onder invloed van convectiestromen van het gas dat door de ontlading wordt verwarmd. Vandaar de naam van de boogontlading.

2.3 Potentiaalverdeling en stroom-spanningskarakteristiek tijdens een boogontlading

In de Petrov-boog maken hoge temperatuur en hoge druk het onmogelijk om de sondemethode te gebruiken om de potentiaalverdeling te meten.

De potentiaaldaling tussen de boogelektroden is de som van de kathodedaling en Uk, de anodedaling Ua en de daling in de positieve kolom. De som van de kathode- en anodepotentiaaldalingen kan worden bepaald door de anode en kathode dichter bij elkaar te brengen totdat de positieve kolom verdwijnt en de spanning tussen de elektroden te meten. In het geval van een boog bij lage druk kan men de potentiaalwaarden op twee punten van de boogkolom bepalen met behulp van de sondekarakteristiekmethode, hieruit de longitudinale potentiaalgradiënt berekenen en vervolgens zowel de anodische als de kathodische potentiaaldalingen berekenen.

Gebleken is dat bij een boogontlading bij atmosferische druk de som van de kathode- en anodedruppels ongeveer dezelfde waarde heeft als de ionisatiepotentiaal van het gas of de damp waarin de ontlading plaatsvindt.

Bij de techniek van het gebruik van de Petrov-boog met koolstofelektroden wordt meestal de empirische formule van Ayrton gebruikt:

U=a+bl+(c+dl)/I (3)

Hier is U de spanning tussen de elektroden, I is de stroom in de boog, l is de lengte van de boog, a, b, c en d zijn vier constanten. De karakteristieke formule (3) is ingesteld voor een boog tussen koolstofelektroden in lucht. Met l wordt de afstand bedoeld tussen de kathode en het vlak dat door de randen van de positieve krater wordt getrokken.

Laten we formule (4) herschrijven in de vorm

U=a+c/I+l(b+d/I). (vier)

In (4) komen de termen die de factor l bevatten overeen met de daling van de potentiaal in de positieve kolom; de eerste twee termen zijn de som van de kathode- en anodedruppel Uk+Ua. De constanten in (3) zijn afhankelijk van de luchtdruk en van de koelcondities van de elektroden, en dus van de grootte en vorm van de kolen.

In het geval van een boogontlading in een geëvacueerd vat gevuld met metaaldamp (bijvoorbeeld kwik), is de dampdruk afhankelijk van de temperatuur van de koudste delen van het vat en daarom is het gedrag van de karakteristiek sterk afhankelijk van de koeling omstandigheden van de hele buis.

De dynamische karakteristiek van de boogontlading is heel anders dan de statische. Het type dynamische karakteristiek hangt af van de veranderingssnelheid van de boogmodus. Praktisch het meest interessante kenmerk van de boog wanneer hij wordt aangedreven door wisselstroom. Gelijktijdige oscillografie van stroom en spanning geeft het beeld dat wordt getoond in Fig.2. De karakteristiek van de boog die voor de gehele periode uit deze krommen wordt getrokken, heeft de vorm zoals weergegeven in figuur 2. De stippellijn geeft het spanningsgedrag weer bij afwezigheid van een ontlading.

Rijst. 2. Oscillogram van de stroom en spanning van de boogontlading bij laagfrequente wisselstroom. Punten A, B, C, enz. corresponderen met de punten aangegeven met dezelfde letters

De kathode, die nog geen tijd heeft gehad om af te koelen na de ontlading die plaatsvond in de vorige halve cyclus van de stroom, vanaf het allereerste begin van de halve cyclus, toen de externe emf. gaat door nul, zendt elektronen uit. Van punt O tot punt A komt de karakteristiek overeen met een niet-zelfvoorzienende ontlading, waarvan de bron de elektronen zijn die door de kathode worden uitgezonden. Op punt A wordt de boog ontstoken. Na punt A neemt de ontlaadstroom snel toe. In aanwezigheid van weerstand in het externe circuit, daalt de spanning tussen de boogelektroden, hoewel de emf. stroombron (stippellijn in Fig. 3), die door de sinusoïde loopt, neemt nog meer toe. Met een afname van spanning en stroom geleverd door een externe bron, begint de ontlaadstroom af te nemen.

Met een afname van de stroom in de boog, kan de spanning tussen de elektroden opnieuw toenemen, afhankelijk van de externe weerstand, maar een deel van de BC-karakteristiek in Fig. 3 kan ook horizontaal zijn of een tegengestelde helling hebben. Bij punt C dooft de boog.

Na punt C neemt de niet-zelfvoorzienende ontladingsstroom af tot nul samen met een afname van de spanning tussen de elektroden.

Nadat de spanning door nul is gegaan, begint de voormalige anode de rol van de kathode te spelen en herhaalt het beeld zichzelf met de tegenovergestelde tekens van stroom en spanning.

Het type dynamische karakteristiek wordt beïnvloed door alle omstandigheden die de boogmodus bepalen: de afstand tussen de elektroden, de waarde van de externe weerstand, zelfinductie en capaciteit van het externe circuit, de frequentie van de wisselstroom die de boog levert, enz. .

Als een wisselspanning met een amplitude die kleiner is dan de spanning van de gelijkstroom die de boog voedt, wordt toegepast op de elektroden van de boog die worden gevoed door gelijkstroom, dan heeft de karakteristiek de vorm van een gesloten lus die de statische karakteristiek bedekt Zon van twee kanten. Met een toename van de frequentie van de wisselstroom, roteert de as van deze lus, wordt de lus zelf vlakker en heeft hij ten slotte de neiging om de vorm aan te nemen van een recht lijnsegment OA door de oorsprong gaan (Fig. 3).

Rijst. 3. Verandering in dynamische respons bij verhoogde frequentie van wisselstroom gesuperponeerd op gelijkstroom

Bij een zeer lage frequentie verandert de lus van de dynamische karakteristiek in een segment van de statische karakteristiek van de VS, aangezien alle interne parameters van de ontlading, in het bijzonder de concentratie van ionen en elektronen, tijd hebben op elk punt van de karakteristiek om waarden te nemen die overeenkomen met een stationaire ontlading voor gegeven U en I. Omgekeerd, bij een zeer snelle verandering en de ontladingsparameters hebben helemaal geen tijd om te veranderen, daarom blijkt I evenredig te zijn met en, wat overeenkomt met de rechte lijn OA die door de oorsprong van coördinaten gaat. Dus, met een toename van de frequentie van de wisselstroom, wordt de karakteristieke lus (figuur 3) op al zijn punten groter.

In verband met de mogelijkheid van volledige ionisatie van gas in een boogontlading, rijst de vraag van het breken van de boog bij lage gasdruk en zeer hoge stromen. Een belangrijke rol bij het fenomeen van boogonderbreking wordt gespeeld door een significante afname van de gasdichtheid als gevolg van elektroforese en het aanzuigen van ionen naar de wanden, vooral op plaatsen waar de ontladingsspleet erg smal is. In de praktijk leidt dit tot de noodzaak om overmatige vernauwing te vermijden bij het bouwen van kwikgelijkrichters voor zeer hoge stromen.

Elektriciens, die voor het eerst met een elektrische boog te maken hadden, probeerden ook in dit geval de wet van Ohm toe te passen. Om de resultaten van de berekening volgens de wet van Ohm te verkrijgen, in overeenstemming met de werkelijkheid, moesten ze het concept van de omgekeerde elektromotorische kracht van de boog introduceren. Naar analogie met de verschijnselen in galvanische cellen, is het verwachte uiterlijk van deze emf. boogpolarisatie genoemd. De vraag van de back emf. De werken van Russische wetenschappers D.A. Lachinov en V.F. Mitkevich zijn gewijd aan de boog. Verdere ontwikkeling van ideeën over elektrische ontladingen in gassen toonde aan dat een dergelijke vraagstelling puur formeel is en met succes kan worden vervangen door het idee van een dalende boogkarakteristiek. De geldigheid van dit standpunt wordt bevestigd door het mislukken van alle pogingen om de back-emf direct experimenteel te detecteren. elektrische boog.

2.4 Temperatuur en straling van afzonderlijke delen van de boogontlading

In het geval van een boog in de lucht tussen de koolstofelektroden, overheerst de straling van gloeilampelektroden, voornamelijk van de positieve krater. Anodestraling heeft, net als straling van vaste stoffen, een continu spectrum. De intensiteit wordt bepaald door de anodetemperatuur. Dit laatste is een karakteristieke waarde voor een boog in atmosferische lucht met een anode gemaakt van een bepaald materiaal, aangezien de anodetemperatuur niet afhankelijk is van de stroomsterkte en uitsluitend wordt bepaald door de smelt- of sublimatietemperatuur van het anodemateriaal. De smelt- of sublimatietemperatuur is afhankelijk van de druk waaronder het smelt- of sublimatielichaam zich bevindt. Daarom is de temperatuur van de anode, en dus de intensiteit van de straling van de positieve krater, afhankelijk van de druk waarbij de boog brandt. In dit opzicht zijn klassieke experimenten met een koolstofboog onder druk bekend, die tot zeer hoge temperaturen leidden.

De verandering in temperatuur van een positieve krater met druk wordt gegeven door de curve in Fig. 4. Een rechte lijn waarop punten voor drukken vanaf 1 atm zijn gelegd op deze tekening. en hoger bevestigt de aanname dat de temperatuur van de positieve krater wordt bepaald door de smelt- of sublimatietemperatuur van het anodemateriaal, aangezien er in dit geval een lineair verband moet zijn tussen ln R en 1/T. De afwijking van de lineaire afhankelijkheid bij lagere drukken wordt verklaard door het feit dat bij drukken onder 1 atm. de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij de anode is niet voldoende om de anode te verwarmen tot de smelt- of sublimatietemperatuur.

Rijst. 4. Verandering in de temperatuur van de koolstofanode van een elektrische boog in lucht met een verandering in druk. De schaal langs de y-as is logaritmisch

De temperatuur van de kathodevlek van de Petrov-boog is altijd enkele honderden graden lager dan de temperatuur van de positieve krater. De hoge temperaturen van het boogkoord zijn niet te bepalen met een thermozuil of bolometer. Momenteel worden spectrale methoden gebruikt om de temperatuur in de boog te bepalen. Bij hoge stromen kan de gastemperatuur in de Petrov-boog hoger zijn dan de anodetemperatuur en bereikt deze 6000 ° K. Dergelijke hoge gastemperaturen zijn kenmerkend voor alle gevallen van boogontlading bij atmosferische druk. In het geval van zeer hoge drukken (tientallen en honderden atmosfeer), bereikt de temperatuur in de centrale delen van de kolom met positieve boog met snoer 10.000 ° K. Bij een boogontlading bij lage drukken is de gastemperatuur in de positieve kolom van de dezelfde volgorde als in de positieve kolom van een glimontlading.

De temperatuur van de positieve boogkrater is hoger dan de temperatuur van de kathode omdat bij de anode alle stroom wordt gedragen door elektronen die de anode bombarderen en verwarmen. De elektronen doneren aan de anode niet alleen alle kinetische energie die is verkregen in het gebied van de anodeval, maar ook de werkfunctie (de latente verdampingswarmte van de elektronen). Integendeel, een klein aantal positieve ionen raakt de kathode en bombardeert en verhit deze in vergelijking met het aantal elektronen dat de anode raakt met dezelfde stroomsterkte. De rest van de stroom aan de kathode wordt uitgevoerd door elektronen, die, wanneer ze worden losgelaten, in het geval

thermionische boog, de thermische energie van de kathode wordt besteed aan de werkfunctie.

2.5 Opwekking van continue oscillaties met behulp van een elektrische boog

Omdat de boog een dalende karakteristiek heeft, kan hij worden gebruikt als generator van continue oscillaties. Een diagram van een dergelijke booggenerator wordt getoond in Fig. 5. De voorwaarden voor het genereren van oscillaties in dit schema kunnen worden afgeleid uit het beschouwen van de voorwaarden voor de stabiliteit van een stationaire ontlading voor bepaalde parameters van het externe circuit. Laat de elektromotorische kracht van de gelijkstroombron die de ontlading levert (Fig. 5) gelijk zijn aan b, de spanning tussen de elektroden van de buis U, de sterkte van de stationaire stroom door de ontladingsbuis in deze modus is gelijk aan I, de capaciteit van de kathode-anode van de buis plus de capaciteit van alle voedingsdraden C, zelfinductie in circuit L, de weerstand waardoor de stroom wordt geleverd door de bron, R.

Rijst. 5. Schematisch diagram van de booggenerator.

In de stabiele toestand van gelijkstroom hebben we:

b= uo+IR (5)

Laten we aannemen dat dit stationaire regime wordt geschonden. De ontlaadstroom op een bepaald moment is: l+ i, waar i- een kleine waarde, en het potentiaalverschil tussen de elektroden is gelijk aan U. Laten we de aanduiding U?=dU/dI (dU/d i)i=0 is gelijk aan de raaklijn van de helling van de raaklijn aan de stroom-spanningskarakteristiek op het werkpunt dat overeenkomt met de aanvankelijk gekozen modus (stroom I). Eens kijken hoe het zal veranderen i. Als een i zal toenemen, dan is deze ontladingsmodus onstabiel; als daarentegen i neemt oneindig af, dan is de ontladingsmodus stabiel.

Laten we ons wenden tot de stroom-spanningskarakteristiek van de beschouwde ontladingsspleet U = f(l+i) - stroom vloeit door de buis l+i en capaciteit VAN opladen (of ontladen). Potentieel verschil over de capaciteit: VAN wordt in dit geval niet alleen gecompenseerd door de spanning over de ontladingsspleet, maar ook door de emf. circuit zelfinductie. Laten l+i2--totale stroom door de weerstand R. Geef de stroom aan die de capaciteit C laadt door i1; momentane waarde van het potentiaalverschil op de capaciteit C-- tot U1. Het potentiaalverschil tussen de boogelektroden zal zijn u0+ iU".

Kommersant=U1+(i+I2)R, (6)

U1-U0 \u003d U "i + Ldi / dt, (7)

i2= i1+ i. (8)

Extra lading Q op capaciteit C in vergelijking met stationaire modus:

Q=?i 1 dt=(U 1 -U 0)C. (9)

Als we (5) van (6) aftrekken, vinden we:

u 1 - u 0 =- i 2 R (10)

Uitdrukkingen (7), (8) en (10) geven:

U "i + Ldi / dt \u003d -R (i + i 1 ) . (11)

Uitdrukkingen (7) en (9) geven:

1/C?i 1 dt= u"i+ ldi/ dt. (12)

Als we (12) differentiëren naar t en het resultaat invoegen in (11), vinden we:

U "i + Ldi / dt = -iR-RCU" di / dt-RLCdІi / dtІ. (13)

dІi/dtІ +(1/CR+U"/L)di/dt + 1/LC(U"/R+1)i=0 (14)

Formule (14) is een differentiaalvergelijking, die gehoorzaamt aan de extra stroom i.

Zoals bekend heeft de volledige integraal van vergelijking (14) de vorm:

i=A1e^r1t+A2e^r2t, (15)

waarbij r1 en r2 de wortels zijn van de karakteristieke vergelijking, gedefinieerd door de formule

r=-1/2(1/CR+ u"/ L)+ v 1/4(1/ CR+ u"/ L)І-1/LC(u"/ R+1) . (16)

Als de radicale waarde in (16) groter is dan nul, dan zijn r1 en r2 beide reëel, verandert i aperiodiek volgens de exponentiële wet, en komt oplossing (15) overeen met een aperiodieke verandering in stroom. Om stroomoscillaties te laten optreden in het circuit dat we overwegen, is het noodzakelijk dat r 1 en r 2 complexe grootheden zijn, d.w.z. dat

1/LC(U"/R+1)>1/4(1/CR+U"/L)І (17)

In dit geval kan (15) worden weergegeven als

i=A 1 e -dt+jшt+ A 2 e -dt-jшt, (18)

d=1/2(1/CR+U"/L); i= v-1.

Bij d < 0 колебания, возникшие в рассматриваемой цепи, будут раскачиваться. При d> 0, ze vervallen snel en de DC-ontlading zal stabiel zijn.

Dus, om ongedempte oscillaties uiteindelijk in het beschouwde schema tot stand te brengen, is het noodzakelijk dat:

(1/ CR+ u"/ L)<0. (19)

Aangezien Р, L en С in wezen positieve waarden zijn, kan ongelijkheid (19) alleen worden waargenomen onder de voorwaarde:

dU/di=U"<0. (20)

Hieruit concluderen we dat oscillaties in de betreffende schakeling alleen kunnen optreden bij een dalende stroom-spanningskarakteristiek van de ontlading.

De bestudering van de condities waaronder r1 en r2 reëel zijn en beide kleiner dan nul zijn, leidt tot de condities voor stabiliteit van de DC-ontlading: Condities (21) en (22) zijn algemene condities. De stabiliteit van een ontlading aangedreven door een constante spanning.

(1/ CR+ u"/ L)>0 en (21)

u"/ R+1>0 . (22)

Uit (21) volgt dat bij toenemende stroom-spanningskarakteristiek de ontlading altijd stabiel is. Door deze eis te combineren met voorwaarde (22) vinden we dat, met een afnemende karakteristiek, de ontlading alleen stabiel kan zijn wanneer

|U"|

Wanneer men de formules van deze paragraaf rechtstreeks toepast op de kwestie van het opwekken van trillingen met behulp van een boog, moet men U' nemen van de "gemiddelde karakteristiek", geconstrueerd op basis van de stijgende en dalende takken van de dynamische karakteristiek.

Met een periodieke verandering in de stroomsterkte in de Petrov-boog, veranderen de temperatuur en dichtheid van het gas en de snelheden van aerodynamische stromingen. Bij het selecteren van de juiste modus leiden deze veranderingen tot het optreden van akoestische trillingen in de omgevingslucht. Het resultaat is een zogenaamde zangboog die pure muzikale tonen weergeeft.

3 . Toepassing van een boogontlading

3.1 Moderne methoden voor elektrische verwerking

Van de moderne technologische processen is elektrisch lassen een van de meest voorkomende. Met lassen kunt u niet alleen metalen lassen, solderen, lijmen en spuiten, maar ook kunststoffen, keramiek en zelfs glas. Het toepassingsgebied van deze methode is werkelijk enorm - van de productie van krachtige kranen, het bouwen van metalen constructies, uitrusting voor kern- en andere energiecentrales, de bouw van grote tonnageschepen, nucleaire ijsbrekers tot de fabricage van de beste microschakelingen en verschillende huishoudelijke producten. In een aantal industrieën heeft de introductie van lassen geleid tot een fundamentele verandering in technologie. Een echte revolutie in de scheepsbouw was dus de ontwikkeling van de in-line constructie van schepen uit grote gelaste secties. Veel scheepswerven in het land bouwen nu volledig gelaste tankers met grote capaciteit. Elektrisch lassen maakte het mogelijk om de problemen op te lossen van het maken van gaspijpleidingen die zijn ontworpen om te werken in noordelijke omstandigheden bij een druk van 100-120 atmosfeer. Medewerkers van het Institute of Electric Welding. E. O. Paton stelde een originele methode voor voor het vervaardigen van pijpen op basis van lastechnologie, bedoeld voor dergelijke gaspijpleidingen.

Uit dergelijke buizen met wanden tot 40 millimeter dik worden zeer betrouwbare gasleidingen geassembleerd die de continenten doorkruisen.

Sovjetwetenschappers en specialisten hebben een grote bijdrage geleverd aan de ontwikkeling van elektrisch lassen. Voortzetting en creatieve ontwikkeling van de erfenis van zijn grote voorgangers - V. V. Petrov, N. N. Benardos, N. G. Slavyanov, zij creëerden de wetenschap van de theoretische grondslagen van lastechnologie, ontwikkelden een aantal nieuwe technologische processen. De namen van academici E. O. Paton, V. P. Vologdin, K. K. Khrenov, N. N. Rykalin en anderen zijn bekend bij de hele wereld.

Momenteel worden vlamboog-, elektroslak- en plasmabooglassen veel gebruikt.

3.2 Booglassen

Boog lassen. De eenvoudigste manier is handmatig booglassen. Een houder is met een flexibele draad verbonden met de ene pool van de stroombron en het te lassen werkstuk is verbonden met de andere. Een koolstof- of metalen elektrode wordt in de houder gestoken. Met een korte aanraking van de elektrode met het product, wordt een boog ontstoken, die het basismetaal en de elektrodestaaf smelt, waardoor een smeltbad wordt gevormd dat, wanneer het stolt, een las geeft.

Handmatig booglassen vereist een hoogopgeleide werknemer en wordt gekenmerkt door niet de beste werkomstandigheden, maar het kan worden gebruikt om onderdelen in elke ruimtelijke positie te lassen, wat vooral belangrijk is bij het installeren van metalen constructies. De productiviteit van handmatig lassen is relatief laag en hangt voor een groot deel af van zo'n eenvoudig onderdeel als een elektrodehouder. En nu, net als honderd jaar geleden, gaat de zoektocht naar het beste ontwerp verder. Een reeks eenvoudige en betrouwbare elektrodehouders is gemaakt door de vernieuwers van Leningrad, M.E. Vasiliev en V.S. Shumsky.

Bij booglassen is de bescherming van het lasmetaal tegen zuurstof en stikstof in de lucht van groot belang. Actieve interactie met het gesmolten metaal, zuurstof uit de lucht en stikstof vormen oxiden en nitriden, die de sterkte en taaiheid van de lasverbinding verminderen.

Er zijn twee manieren om de lasplaats te beschermen: het inbrengen van verschillende stoffen in het elektrodemateriaal en de elektrodecoating (interne bescherming) en het introduceren van inerte gassen en koolmonoxide in de laszone, waarbij de lasplaats wordt gecoat met fluxen (externe bescherming).

In 1932 werd aan het Moskouse Elektromechanische Instituut voor Spoorwegingenieurs, onder leiding van de academicus K.K. Khrenov, voor het eerst ter wereld elektrisch booglassen onder water uitgevoerd. In 1856 voerde L. I. Shpakovsky echter voor het eerst een experiment uit met het smelten van koperelektroden ondergedompeld in water met een boog. Op advies van D.A. Lachinov, die een onderwaterboog ontving, maakte N.N. Benardos in 1887 onderwatersnijden van metaal. Het duurde 45 jaar voordat de eerste ervaring wetenschappelijke onderbouwing kreeg en een methode werd.

En op 16 oktober 1969 brak voor het eerst een elektrische boog uit in de ruimte. Hier is hoe deze opmerkelijke gebeurtenis werd gerapporteerd in de Izvestia-krant; “De bemanning van het Sojoez-6-ruimtevaartuig, bestaande uit luitenant-kolonel G.S. Shonin en boordwerktuigkundige V.N. Kubasov, voerde experimenten uit met lassen in de ruimte. Het doel van deze experimenten was om de kenmerken van het lassen van verschillende metalen in de ruimte te bepalen. Verschillende soorten automatisch lassen werden één voor één uitgevoerd. En verder: "Het uitgevoerde experiment is uniek en van groot belang voor wetenschap en techniek bij de ontwikkeling van technologie voor las- en installatiewerkzaamheden in de ruimte."

3.3 Plasmatechnologie

Deze technologie is gebaseerd op het gebruik van een hoge temperatuur boog. Het omvat plasmalassen, snijden, oppervlaktebehandeling en plasmabewerking.

Hoe de boogprestaties te verbeteren? Om dit te doen, moet u een boog met een hogere energieconcentratie krijgen, d.w.z. de boog moet worden gefocust. Dit werd bereikt in 1957-1958, toen aan het Institute of Metallurgy. A. A. Baikov creëerde apparatuur voor plasma-boogsnijden.

Hoe de boogtemperatuur te verhogen? Waarschijnlijk op dezelfde manier als het verhogen van de druk van een water- of luchtstraal door deze door een smal kanaal te leiden.

De boog gaat door het smalle kanaal van het brandermondstuk en wordt gecomprimeerd door een gasstraal (neutraal, zuurstofhoudend) of een mengsel van gassen en in een dunne straal gezogen. Tegelijkertijd veranderen de eigenschappen ervan dramatisch: de temperatuur van de boogontlading bereikt 50.000 graden, het specifieke vermogen bereikt 500 of meer kilowatt per vierkante centimeter. De ionisatie van het plasma in de gaskolom is zo groot dat de elektrische geleidbaarheid ervan bijna gelijk blijkt te zijn aan die van metalen.

Een gecomprimeerde boog wordt een plasmaboog genoemd. Met zijn hulp worden plasmalassen, snijden, geleiden, spuiten, enz. uitgevoerd Om een plasmaboog te verkrijgen, zijn speciale generatoren gemaakt - plasmatoortsen.

De plasmaboog kan, zoals de gebruikelijke, zowel direct als indirect werken. De boog van directe actie sluit op het product, indirecte actie - op de tweede elektrode, het mondstuk. In het tweede geval is het geen boog die uit het mondstuk ontsnapt, maar een plasmastraal, die ontstaat door verhitting door de boog en daaropvolgende ionisatie van het plasmavormende gas. De plasmastraal wordt voornamelijk gebruikt voor plasmaspuiten en verwerken van niet-geleidende materialen. Het gas dat de boog omringt, heeft ook een hittebeschermende functie. De grootste belasting in de plasmatoorts wordt gedragen door het mondstuk. Hoe hoger de hittebestendigheid, hoe groter de stroom kan worden verkregen in een indirecte plasmatoorts. De buitenste laag plasmagas heeft een relatief lage temperatuur, waardoor het mondstuk wordt beschermd tegen vernietiging.

Een significante temperatuurstijging van het plasmavormende gas in directe plasmatoortsen kan leiden tot elektrische doorslag en het optreden van een dubbele boog - tussen de kathode en het mondstuk en tussen het mondstuk en het product. In dit geval faalt het mondstuk meestal.

3.4 Plasmalassen

Er zijn twee uitvoeringen van plasmatoortsen. In sommige ontwerpen wordt gas langs de boog toegevoerd en wordt een goede compressie bereikt. In andere ontwerpen omringt het gas de boog in een spiraal, waardoor het mogelijk is om een stabiele boog in het mondstukkanaal te verkrijgen en een betrouwbare bescherming van het mondstuk te bieden met een bijna-wandige gaslaag.

In plasmatoortsen met directe actie wordt de boog niet onmiddellijk ontstoken, omdat de luchtspleet tussen de kathode en het product te groot is. Eerst wordt tussen de kathode en het mondstuk de zogenaamde plicht- of hulpboog opgewekt. Het ontwikkelt zich uit een vonkontlading, die optreedt onder invloed van een hoogfrequente spanning die wordt gecreëerd door een oscillator. De gasstroom blaast de werkboog uit, raakt het metaal dat wordt verwerkt en vervolgens wordt de hoofdboog ontstoken. Daarna wordt de oscillator uitgeschakeld en gaat de pilootboog uit. Als dit niet gebeurt, kan er een dubbele boog ontstaan. De laszone bij plasmalassen wordt, net als bij de andere typen, beschermd tegen de inwerking van omgevingslucht. Hiervoor wordt naast het plasmavormende gas een beschermend gas in een speciaal mondstuk geleid: argon of het goedkopere en meer gebruikelijke kooldioxide. Kooldioxide wordt vaak niet alleen gebruikt voor bescherming, maar ook voor de vorming van plasma. Soms wordt plasmalassen uitgevoerd onder een laag flux.

Plasma-booglassen kan zowel automatisch als handmatig worden uitgevoerd. Op dit moment is deze methode vrij wijdverbreid. Veel fabrieken hebben plasmalassen van aluminiumlegeringen en staal geïntroduceerd. Aanzienlijke besparingen kwamen voort uit het gebruik van single-pass plasmalassen van aluminium in plaats van multi-pass argon-booglassen. Er wordt gelast op een automatische installatie met koolstofdioxide als plasmavormend en beschermend gas.

Conclusie

In het moderne leven is het gebruik van elektrische energie het meest wijdverbreid. De verworvenheden van elektrotechniek worden gebruikt op alle gebieden van menselijke praktische activiteit: in de industrie, landbouw, transport, geneeskunde, het dagelijks leven, enz. Vooruitgang in de elektrotechniek heeft een aanzienlijke invloed op de ontwikkeling van radiotechniek, elektronica, telemechanica, automatisering, computertechnologie, cybernetica. Dit alles werd mogelijk door de bouw van krachtige energiecentrales, elektrische netwerken, de creatie van nieuwe elektrische energiesystemen en de verbetering van elektrische apparaten. De moderne elektrische industrie produceert machines en apparaten voor de productie, transmissie, conversie, distributie en consumptie van elektriciteit, een verscheidenheid aan elektrische apparatuur en technologische apparatuur, elektrische meetinstrumenten en telecommunicatieapparatuur, regelgevende, bewakings- en regelapparatuur voor automatische controlesystemen, medische en wetenschappelijke apparatuur, elektrische apparaten en machines en nog veel meer. In de afgelopen jaren zijn verschillende methoden van elektrische bewerking verder ontwikkeld: elektrisch lassen, plasmasnijden en opperen van metalen, plasma-mechanische en elektro-erosieve bewerking. Uit het voorgaande blijkt dat de studie van een ontlading in een gas van groot belang is voor de algemene wetenschappelijke en technische vooruitgang. Daarom is het niet nodig om daar te stoppen, maar het is noodzakelijk om het onderzoek voort te zetten, op zoek naar het onbekende, en zo de constructie van nieuwe theorieën in de toekomst te stimuleren.

Lijst met gebruikte bronnen

1. Vazhov V.F., Lavrinovich VA, Lopatkin S.A. Hoogspanningstechniek / Hoorcollege voor bachelors van de richting 140200 “Electric Power Engineering” - Tomsk: TPU Publishing House, 2006. - 119p.

2. Raiser Yu. P. Fysica van een gasontlading. -- 2e druk - M.: Nauka, 1992. -536s.

3. Stepanchuk KF, Tinyakov N.A. Hoogspanningstechniek: [Tekstboek. Voordeel voor elektro-energetica. Specialist. instellingen voor hoger onderwijs]. - 2e druk, herzien. en extra - Mn.: Vysh. school 1982 - 367 d. ziek.,

4. V.V. Bazutkin, V.P. Larionov en Yu. Hoogspanningstechnologie: Isolatie en overspanning in elektrische systemen: Leerboek voor universiteiten / Ed. Ed. Larionova V.P. - 3e druk, herzien. en extra -M.: Energoatomizdat, 1986. - 464 p.: ziek.

5. E. D. Lozanskii en O. B. Firsov, Theorie van een vonk. M., Atomizdat, 1975, 272 p.

6. Leskov G.I. Elektrische lasboog. M., "Engineering", 1970, -335s.

7. Cherny OM Elektrisch booglassen: praktijk en theorie / - Ed. 2e, voeg toe. en herwerkt. - Rostov n.v.t.: Phoenix, 2009. - 319 d.

8. Svenchansky A.D., Smelyansky M. Ya Elektrische industriële ovens. - M.: 1970.

9. Sapko AI Bedieningsmechanismen voor vermogensregelaars van vlamboogovens. M., Energie, 1969. - 128 p.

10. Shirshov I.G., Kotikov V.N. Sh64 Plasmasnijden. - L.: Werktuigbouwkunde. Leningrad. afdeling, 1987. -192 p.: ziek.

11. V. Dembovsky. Plasmametallurgie. Praag, SNTL. Per. uit het Tsjechisch. M., "Metallurgie", 1981. - 280s. van ziek.

12. Gladkiy PV, Perepletchikov EF, Ryabtsev IA Plasma lassen. - K.: "Ecotechnologie", 2007. - 292s.

13. Koroteev A.S., Mironov VM, Svirchuk Yu.S. - M.: Mashinostroenie, 1993. - 296 d.

Gehost op Allbest.ru

...

Vergelijkbare documenten

Basisparameters en eigenschappen van de positieve kolom (PS) van gloei- en boogontladingen. Metastabiele atomen in PS. Het fenomeen van kataforese in een mengsel van gassen. Basismechanismen voor het pompen van energieniveaus van opgewonden gas. PS-straling, plasmaparameters.

test, toegevoegd 25-03-2016

Onderzoek en fysische interpretatie van de relatie die de afhankelijkheid van de spanning van de ontlading van de gasdruk en de interelektrodeafstand bepaalt. Het optreden van corona- en boogontladingen in een gasspleet met een platte oxidekathode.

samenvatting, toegevoegd 30-11-2011

Kenmerken van een glimontlading, processen die het bestaan ervan verzekeren. Gloed schilderij. Verklaring van glimontladingsverschijnselen vanuit het oogpunt van elementaire processen. Volt-ampère karakteristiek van de ontlading tussen de elektroden. Processen in atomaire gassen.

samenvatting, toegevoegd 02/03/2016

Concept van gloeiontladingsplasma. Bepaling van de concentratie en afhankelijkheid van de elektronentemperatuur van de gasdruk en de straal van de ontladingsbuis. Balans van vorming en recombinatie van ladingen. De essentie van de sondemethode voor het bepalen van de afhankelijkheid van plasmaparameters.

samenvatting, toegevoegd 30-11-2011

Studie van een gloeigasontlading als een van de typen van een stationaire onafhankelijke elektrische ontlading in gassen. Creatie van kwantumlichtbronnen in fluorescentielampen. Vorming van een glimgasontlading bij lage gasdruk, lage stroom.

presentatie, toegevoegd 13-04-2015

Capacitieve hoogfrequente ontlading: algemene informatie, typen, excitatiemethoden, constructie van het eenvoudigste model, bestaansvormen. Korte theorie van de Langmuir-sondemethode. Stelsel van vergelijkingen voor het bepalen van ontladingsparameters. Ontlaadstroommeting.

proefschrift, toegevoegd 30-04-2011

Methoden voor experimentele bepaling van de gasionisatiecoëfficiënt. Ontlaad spanning. Volt-ampère karakteristieken van een laagstroom gasontlading in argon met een molybdeen kathode. Potentiaalverdeling in de gasafvoerspleet.

test, toegevoegd 28-11-2011

Voorwaarden voor het optreden van een elektrische ontlading in gassen. Het principe van gasionisatie. Mechanisme van elektrische geleidbaarheid van gassen. Niet-zelfvoorzienende gasontlading. Onafhankelijke gasafvoer. Verschillende soorten zelfontlading en hun technische toepassingen.

samenvatting, toegevoegd 21-05-2008

Elektrische ontlading in gassen. De belangrijkste soorten gasontlading. Studie van quasi-stationaire stromen en quasi-stationaire spanningen in argon. Elementaire processen in de nabije-elektrodelaag. Spectroscopische studie van argon. Het werkingsprincipe van de monochromator.

samenvatting, toegevoegd 13-12-2013

Het concept en het doel van een CO2-laser, de technische kenmerken en componenten, het werkingsprincipe en de uitgevoerde functies. De procedure voor het berekenen van de belangrijkste indicatoren van CO2-laser. Methoden voor het organiseren van een niet-zelfvoorzienende gelijkstroomontlading, het berekenen van de efficiëntie ervan.