Іонізація дуги. Закон Соха.

Для іонізації і утворення дуги необхідно, щоб напруга між контактами було приблизно 15-30 В і струм ланцюга 80-100 мА.

При іонізації простору між контактами заповнюють його атоми газу (повітря) розпадаються на заряджені частинки - електрони і позитивні іони. Потік електронів, випромінюваних з поверхні контакту, що знаходиться під негативним потенціалом (катода), рухається у напрямку до позитивно зарядженого контакту (анода); потік ж позитивних іонів рухається до катода (рис. 303, а).

Головними носіями струму в дузі є електрони, так як позитивні іони, маючи велику масу, рухаються значно повільніше електронів і переносять тому в одиницю часу набагато менше електричних зарядів. Однак позитивні іони відіграють велику роль в процесі горіння дуги. Підходячи до катода, вони створюють поблизу нього сильне електричне поле, яке впливає на електрони, наявні в металевому катоді, і виривають їх з його поверхні. Це явище називається автоелектронної емісією (рис. 303, б). Крім того, позитивні іони безперервно бомбардують катод і віддають йому свою енергію, яка переходить в тепло; при цьому температура катода досягає 3000-5000 ° С.

При збільшенні температури рух електронів в металі катода прискорюється, вони набувають велику енергію і починають залишати катод, вилітаючи в навколишнє середовище. Це явище носить назву термоелектронної емісії. Таким чином, під дією авто-і термоелектронної емісії в електричну дугу надходять з катода все нові і нові електрони.

При своєму переміщенні від катода до анода електрони, стикаючись на своєму шляху з нейтральними атомами газу, розщеплюють їх на електрони і позитивні іони (рис. 303, в). Цей процес називається ударною іонізацією. З'явилися в результаті ударної іонізації нові, так звані вторинні електрони починають рухатися до анода і при своєму русі розщеплюють все нові атоми газу. Розглянутий процес іонізації газу носить лавиноподібний характер подібно до того, як один камінь, кинутий з гори, захоплює на своєму шляху все нові і нові камені, породжуючи лавину. В результаті проміжок між двома контактами заповнюється великою кількістю електронів і позитивних іонів. Ця суміш електронів і позитивних іонів називається плазмою. В освіті плазми значну роль відіграє термічна іонізація, яка відбувається в результаті підвищення температури, що викликає збільшення швидкості руху заряджених частинок газу.

Електрони, іони і нейтральні атоми, що утворюють плазму, безперервно стикаються один з одним і обмінюються енергією; при цьому деякі атоми під ударами електронів приходять у збуджений стан і випускають надлишок енергії у вигляді світлового випромінювання. Однак електричне поле, що діє між контактами, змушує основну масу позитивних іонів рухатися до катода, а основну масу електронів - до анода.

В електричній дузі постійного струму в сталому режимі визначальною є термічна іонізація. У дузі змінного струму при переході струму через нуль істотну роль грає ударна іонізація, а протягом решти часу горіння дуги - термічна іонізація31. Процес появи електронів і іонів називають іонізацією, а газ, який містить електрони та іони, називають іонізованим. Іонізація дугового проміжку з'являється при запалюванні дуги під впливом емісії деяких електронів з катода і постійно підтримується в ході горіння. Емісія це поява проводяться електронів. У дузі відбувається ще й рекомбінація-об'єднання негативних видів електронів, а так само позитивних іонів в атоми нейтрального характеру.

Зварна дуга характеризується так званої щільністю струму. Щільність струму це величина чисельно однакова відношенню сили електричного струму до місця поперечного перерізу провідника.

Пристрій зварної дуги. Іонізований газ накопичується в невеликому обсязі. Однак і в цьому маленькому просторі можна розділити три області, дві з яких катодні і третя анодна. У цих областях, як правило, спостерігається істотне падіння напруги.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: