Ish paytida elektr zanjirlari doimiy ravishda yopiladi va ochiladi. Ochilish vaqtida kontaktlar o'rtasida elektr yoyi hosil bo'lishi uzoq vaqtdan beri ta'kidlangan. Uning ko'rinishi uchun 10 voltdan ortiq kuchlanish va 0,1 amperdan ortiq oqim etarli. Yuqori oqim va kuchlanish qiymatlarida kamonning ichki harorati ko'pincha 3-15 ming darajaga etadi. Bu eritilgan kontaktlar va jonli qismlarning asosiy sababiga aylanadi.
Agar kuchlanish 110 kilovolt yoki undan yuqori bo'lsa, bu holda yoy uzunligi bir metrdan ortiq uzunlikka yetishi mumkin. Bunday yoy kuchli elektr stantsiyalari bilan ishlaydigan odamlar uchun jiddiy xavf tug'diradi, shuning uchun kuchlanishdan qat'i nazar, har qanday kontaktlarning zanglashiga olib, uning maksimal cheklanishi va tez o'chirilishi talab qilinadi.
Eng tipik misol - plazmadagi uzoq muddatli elektr zaryadsizlanishi shaklida o'zini namoyon qiladigan elektr payvandlash yoyi. O'z navbatida, plazma bir-biri bilan aralashtirilgan ionlangan gazlar va himoya atmosfera, asosiy va to'ldiruvchi metallning juft komponentlari.
Shunday qilib, elektr yoyi - gorizontal tekislikda joylashgan ikkita elektrod o'rtasidagi elektr zaryadining yonishi. Yuqoriga moyil bo'lgan qizdirilgan gazlar ta'sirida bu tushirish egilib, yoy yoki kamon shaklida ko'rinadi.
Bu xususiyatlar yoyni amalda gaz o'tkazgich sifatida ishlatishga imkon berdi, buning yordamida Elektr energiyasi issiqlikka aylantirilib, yuqori isitish intensivligini yaratadi. Ushbu jarayonni elektr parametrlarini o'zgartirish orqali nisbatan oson boshqarish mumkin.
Oddiy sharoitlarda gazlar oqim o'tkazmaydi. Biroq, agar mavjud bo'lsa qulay sharoitlar, ular ionlanishi mumkin. Ularning atomlari yoki molekulalari musbat yoki manfiy ionlarga aylanadi. Yuqori harorat va tashqi ta'sir ostida elektr maydoni Yuqori kuchlanish bilan gazlar o'zgaradi va o'tkazgichning barcha xususiyatlariga ega bo'lgan plazma holatiga aylanadi.
Elementlarni o'chirish elektr zanjiri kommutatsiya uskunasiga zarar bermasdan, juda ehtiyotkorlik bilan bajarilishi kerak. Kontaktlarni ochishning o'zi etarli bo'lmaydi, ular orasida paydo bo'lgan yoyni to'g'ri o'chirish kerak.
Yoyni yoqish va o'chirish jarayonlari tarmoqdan foydalanishga qarab sezilarli darajada farq qiladi. Agar to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan bog'liq maxsus muammolar bo'lmasa, unda mavjud bo'lsa o'zgaruvchan tok Bir qator omillarni hisobga olish kerak. Avvalo, yoy oqimi har bir yarim davrda nol belgisidan o'tadi. Ayni paytda energiya chiqishi to'xtaydi, natijada kamon o'z-o'zidan o'chadi va yana yonadi. Amalda, oqim nol belgisini kesib o'tishdan oldin ham nolga yaqinlashadi. Bu oqimning pasayishi va yoyga beriladigan energiyaning pasayishi bilan bog'liq.
Shunga ko'ra, uning harorati pasayadi, bu termal ionlanishni to'xtatishga olib keladi. Yoy bo'shlig'ining o'zida kuchli deionizatsiya sodir bo'ladi. Agar siz hozirgi vaqtda kontaktlarni tezda ochsangiz va yo'naltirsangiz, unda buzilish sodir bo'lmasligi mumkin, kontaktlarning zanglashiga olib, yoy paydo bo'lmasdan o'chadi.
Amalda, bunday ideal sharoitlarni yaratish juda qiyin. Shu munosabat bilan, yoyning yo'q bo'lib ketishini tezlashtirish uchun maxsus chora-tadbirlar ishlab chiqilgan. Har xil texnik echimlar yoy bo'shlig'ini tezda sovutish va zaryadlangan zarrachalar sonini kamaytirish imkonini beradi. Natijada, bu bo'shliqning elektr quvvati asta-sekin o'sib boradi va bir vaqtning o'zida u bo'ylab qayta tiklanadigan kuchlanish kuchayadi.
Ikkala miqdor ham bir-biriga bog'liq va keyingi yarim tsiklda yoyning yonishiga ta'sir qiladi. Elektr quvvati tiklash kuchlanishidan oshsa, yoy endi yonmaydi. Aks holda, u doimiy ravishda yonib ketadi.
Ko'pincha yoyni kengaytirish usuli kontaktlarning ajralish jarayonida kontaktlarning zanglashiga olib kelganda, u cho'zilib ketganda qo'llaniladi (1-rasm). Sirtni oshirib, sovutish sharoitlari sezilarli darajada yaxshilanadi va yonishni qo'llab-quvvatlash uchun bu talab qilinadi yuqoriroq qiymat Kuchlanishi.
1.
Boshqa holatda, umumiy elektr yoyi alohida qisqa yoylarga bo'linadi (2-rasm). Buning uchun maxsus metall panjara ishlatilishi mumkin. Uning plitalarida elektromagnit maydon paydo bo'ladi, u ajratish uchun yoyni tortadi. Bu usul da keng foydalaniladi kommutatsiya uskunalari kuchlanish 1 kV dan kam. Oddiy misol - havo o'chirgichlari.
2.
Kichik hajmlarda, ya'ni kamon kameralari ichida o'chirish juda samarali deb hisoblanadi. Ushbu qurilmalarda kamon milining yo'nalishi bilan o'qlar bo'ylab mos keladigan uzunlamasına tirqishlar mavjud. Sovuq yuzalar bilan aloqa qilish natijasida yoy intensiv soviy boshlaydi, zaryadlangan zarralarni atrof-muhitga faol ravishda chiqaradi.
Foydalanish Yuqori bosim. Bunday holda, harorat o'zgarishsiz qoladi, bosim oshadi va ionlanish kamayadi. Bunday sharoitda yoy intensiv ravishda sovutiladi. Yuqori bosim hosil qilish uchun mahkam yopilgan kameralar qo'llaniladi. Usul, ayniqsa, sigortalar va boshqa jihozlar uchun samarali.
Kontaktlar joylashtirilgan yog 'yordamida yoyni o'chirish mumkin. Ular ochilganda, yoy paydo bo'ladi, uning ta'siri ostida yog' faol ravishda bug'lana boshlaydi. U 70-80% vodorod va neft bug'idan iborat gaz pufakchasi yoki qobiq bilan qoplangan bo'lib chiqadi. To'g'ridan-to'g'ri bochka maydoniga kiradigan chiqarilgan gazlarning ta'siri ostida, pufak ichidagi sovuq va issiq gaz aralashib, yoy bo'shlig'ini intensiv ravishda sovutadi.
Elektr yoyini o'chirish uning qarshiligini oshirish orqali amalga oshirilishi mumkin. U asta-sekin o'sib boradi va oqim yonishni ta'minlash uchun etarli bo'lmagan qiymatga kamayadi. Ushbu usulning asosiy kamchiligi uzoq vaqt o'chirish vaqti bo'lib, uning davomida yoy tarqaladi. katta miqdorda energiya.
Ark qarshiligini oshirish turli yo'llar bilan amalga oshiriladi:
AC kuchlanish davrlarida yoyni o'chirish uchun nol oqim usuli qo'llaniladi. Bunday holda, joriy qiymat nolga tushguncha qarshilik past darajada qoladi. Natijada, so'nish sodir bo'ladi tabiiy ravishda, va kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin bo'lsa-da, ateşleme takrorlanmaydi. Nolga tushish har bir yarim davr oxirida sodir bo'ladi va yoy o'chadi qisqa vaqt. Kontaktlar orasidagi bo'shliqning dielektrik kuchini oshirsangiz, kamon o'chgan holda qoladi.
Arkning halokatli ta'siri nafaqat jihozlar, balki ishlaydigan odamlar uchun ham jiddiy xavf tug'diradi. Noqulay sharoitlarda siz jiddiy kuyishingiz mumkin. Ba'zida yoyning shikastlanishi o'limga olib keladi.
Qoida tariqasida, elektr yoyi oqim qismlari yoki o'tkazgichlar bilan tasodifiy aloqa qilish paytida paydo bo'ladi. Qisqa tutashuv oqimi ta'sirida simlar eriydi, havo ionlanadi va plazma kanalining shakllanishi uchun boshqa qulay sharoitlar yaratiladi.
Hozirgi vaqtda elektrotexnika sohasida zamonaviy texnologiyalar yordamida sezilarli ijobiy natijalarga erishilmoqda himoya vositalari, elektr yoyiga qarshi ishlab chiqilgan.
Elektr yoyi - bu energiya bilan ta'minlangan elektrodlar orasidagi gazlar va bug'larning yuqori ionlangan aralashmasidagi kuchli, uzoq muddatli elektr zaryadsizlanishi. tomonidan xarakterlanadi yuqori harorat gazlar va tushirish zonasida yuqori oqim.
Elektrodlar to'g'ridan-to'g'ri va teskari polariteli o'zgaruvchan tok (payvandlash transformatori) yoki to'g'ridan-to'g'ri oqim (payvandlash generatori yoki rektifikator) manbalariga ulanadi.
To'g'ridan-to'g'ri tok bilan payvandlashda musbat qutbga ulangan elektrodga anod, manfiy qutbga esa katod deyiladi. Elektrodlar orasidagi bo'shliq yoy bo'shlig'i mintaqasi yoki yoy oralig'i deb ataladi (3.4-rasm). Ark bo'shlig'i odatda 3 ta xarakterli maydonga bo'linadi:
Har qanday kamon ateşlemesi qisqa tutashuv bilan boshlanadi, ya'ni. elektrodning mahsulot bilan ulanishidan. Bunday holda, U d = 0 va oqim I max = I qisqa tutashuvi. Qisqa tutashuv joyida katod nuqtasi paydo bo'ladi, bu kamon zaryadining mavjudligi uchun ajralmas (zarur) shartdir. Elektrod chiqarilganda, hosil bo'lgan suyuq metall cho'ziladi, haddan tashqari qizib ketadi va harorat qaynash nuqtasiga etadi - yoy qo'zg'atiladi (yonadi).
Yoyni ionlanish tufayli elektrodlar bilan aloqa qilmasdan yoqish mumkin, ya'ni. osilatorlar tomonidan kuchlanishni oshirish orqali dielektrik havo (gaz) bo'shlig'ining buzilishi (argon boshq manbai).
Ark oralig'i ionlashtirilgan bo'lishi kerak bo'lgan dielektrik muhitdir.
Yoy razryadning mavjudligi uchun U d = 16÷60 V o'tish etarli elektr toki havo (yoy) bo'shlig'i orqali faqat elektronlar (elementar manfiy zarralar) va ionlar mavjud bo'lganda mumkin: musbat (+) ionlar - elementlarning barcha molekulalari va atomlari (me metallar osonroq shakllanadi); manfiy (-) ionlar - F, Cr, N 2, O 2 va elektronlarga yaqinligi bo'lgan boshqa elementlarni osonroq hosil qiladi e.
3.4-rasm – Yoyni yoqish diagrammasi
Yoyning katod hududi yoy bo'shlig'idagi gazlarni ionlashtiruvchi elektronlar manbai hisoblanadi. Katoddan ajralib chiqqan elektronlar elektr maydoni ta'sirida tezlashadi va katoddan uzoqlashadi. Shu bilan birga, ushbu maydon ta'sirida + ionlari katodga yo'naltiriladi:
U d = U k + U c + U a;
Anod mintaqasi sezilarli darajada katta hajmga ega U a< U к.
Ark ustuni - yoy bo'shlig'ining asosiy qismi elektronlar, + va – ionlari va neytral atomlar (molekulalar) aralashmasidir. Yoy ustuni neytral:
∑charge.neg. = ∑musbat zarrachalarning zaryadlari.
Statsionar yoyni ushlab turish uchun energiya quvvat manbaidan keladi.
Har xil haroratlar, anod va katod zonalarining o'lchamlari va turli miqdorlar chiqarilgan issiqlik - to'g'ridan-to'g'ri tokda payvandlashda to'g'ridan-to'g'ri va teskari polarit mavjudligiga olib keladi:
Q a > Q k; Ua< U к.
5-MA'RUZA
ELEKTR ARC
paydo bo'lishi va jismoniy jarayonlar elektr yoyida. Muhim oqimlar va kuchlanishlarda elektr zanjirini ochish divergent kontaktlar orasidagi elektr zaryadsizlanishi bilan birga keladi. Kontaktlar orasidagi havo bo'shlig'i ionlanadi va o'tkazuvchan bo'ladi va unda yoy yonadi. O'chirish jarayoni kontaktlarning zanglashiga olib keladigan havo bo'shlig'ini deionizatsiya qilish, ya'ni elektr zaryadini to'xtatish va dielektrik xususiyatlarni tiklashdan iborat. Da maxsus shartlar: past oqimlar va kuchlanishlar, oqim noldan o'tayotgan paytda o'zgaruvchan tok pallasida uzilish elektr zaryadsizlanishisiz sodir bo'lishi mumkin. Ushbu o'chirish uchqunsiz tanaffus deb ataladi.
Bo'shatish bo'shlig'idagi kuchlanish pasayishining gazlardagi elektr zaryadsizlanish oqimiga bog'liqligi rasmda ko'rsatilgan. 1.
Elektr yoyi yuqori harorat bilan birga keladi. Demak, yoy nafaqat elektr hodisasi, balki termal hodisa hamdir. Oddiy sharoitlarda havo yaxshi izolyator hisoblanadi. 1 sm havo bo'shlig'ini sindirish uchun 30 kV kuchlanish talab qilinadi. Havo bo'shlig'ining o'tkazgichga aylanishi uchun unda zaryadlangan zarralarning ma'lum bir konsentratsiyasini yaratish kerak: erkin elektronlar va musbat ionlar. Neytral zarrachadan elektronlarning ajralishi va erkin elektronlar va musbat zaryadlangan ionlarning hosil bo'lishi jarayoni deyiladi. ionlanish. Gazning ionlanishi yuqori harorat va elektr maydoni ta'sirida sodir bo'ladi. Elektr qurilmalarida yoy jarayonlari uchun eng yuqori qiymat elektrodlardagi jarayonlar (termion va maydon emissiyasi) va yoy bo'shlig'idagi jarayonlar (issiqlik va zarba ionlashuvi) mavjud.
Termion emissiyasi qizdirilgan sirtdan elektronlarning chiqishi deyiladi. Kontaktlar bir-biridan ajralib ketganda, kontakt sohasidagi kontakt qarshiligi va oqim zichligi keskin ortadi. Hudud qiziydi, eriydi va erigan metallning kontakt istmusi hosil bo'ladi. Kontaktlarning yanada uzoqlashishi bilan istmus buziladi va kontaktlarning metallining bug'lanishi sodir bo'ladi. Yoyning asosi va elektron nurlanish manbai bo'lib xizmat qiladigan salbiy elektrodda issiq maydon (katod nuqtasi) hosil bo'ladi. Termionik emissiya kontaktlar ochilganda elektr yoyi paydo bo'lishiga olib keladi. Termiyonik emissiya oqimining zichligi harorat va elektrod materialiga bog'liq.
Avtoelektron emissiyalar kuchli elektr maydoni ta'sirida katoddan elektron chiqarish hodisasi. Kontaktlar ochiq bo'lsa, ularga tarmoq kuchlanishi qo'llaniladi. Kontaktlar yopilganda, harakatlanuvchi kontakt statsionarga yaqinlashganda, kontaktlar orasidagi elektr maydon kuchi ortadi. Kontaktlar orasidagi kritik masofada maydon kuchi 1000 kV/mm ga etadi. Ushbu elektr maydon kuchi elektronlarni sovuq katoddan yirtib tashlash uchun etarli. Dala emissiya oqimi kichik va faqat yoy zaryadsizlanishining boshlanishi bo'lib xizmat qiladi.
Shunday qilib, ajralib chiqadigan kontaktlarda yoy zaryadining paydo bo'lishi termion va maydon elektronlari emissiyasining mavjudligi bilan izohlanadi. Kontaktlar yopilganda elektr yoyining paydo bo'lishi dala elektron emissiyasiga bog'liq.
Ta'sirli ionlanish elektronlar neytral zarracha bilan to'qnashganda erkin elektronlar va musbat ionlarning hosil bo'lishi deyiladi. Erkin elektron neytral zarrachani parchalaydi. Natijada yangi erkin elektron va musbat ion bo'ladi. Yangi elektron, o'z navbatida, keyingi zarrachani ionlashtiradi. Elektron gaz zarrachasini ionlashi uchun u ma'lum tezlikda harakatlanishi kerak. Elektronning tezligi o'rtacha erkin yo'l bo'ylab potentsiallar farqiga bog'liq. Shuning uchun, odatda, elektronning harakat tezligi emas, balki elektron kerakli tezlikni olishi uchun erkin yo'l uzunligi bo'ylab minimal potentsial farqi ko'rsatiladi. Bu potentsial farq ionlanish potensiali deb ataladi. Gaz aralashmasining ionlanish potentsiali gaz aralashmasi tarkibiga kiradigan komponentlarning eng past ionlanish potentsiali bilan belgilanadi va komponentlarning konsentratsiyasiga juda bog'liq emas. Gazlar uchun ionlanish potentsiali 13÷16V (azot, kislorod, vodorod), metall bug'lari uchun u taxminan ikki marta past: mis bug'lari uchun 7,7V.
Termal ionlanish yuqori harorat ta'sirida yuzaga keladi. Ark barrelining harorati 4000÷7000 K ga, ba'zan esa 15000 K ga etadi. Bu haroratda harakatlanuvchi gaz zarralarining soni va tezligi keskin ortadi. Ular to'qnashganda atomlar va molekulalar yo'q bo'lib, zaryadlangan zarrachalarni hosil qiladi. Termal ionlanishning asosiy xarakteristikasi ionlanish darajasi bo'lib, bu ionlangan atomlar sonining yoy bo'shlig'idagi atomlarning umumiy soniga nisbati. Olingan kamon zaryadini etarli miqdordagi bepul zaryadlar bilan ushlab turish termal ionizatsiya bilan ta'minlanadi.
Yoydagi ionlanish jarayonlari bilan bir vaqtda teskari jarayonlar sodir bo'ladi deionizatsiya- zaryadlangan zarralarning qayta birlashishi va neytral molekulalarning hosil bo'lishi. Yoy sodir bo'lganda, doimiy yonish yoyida ionlanish jarayonlari ustunlik qiladi, deionizatsiya jarayonlari ustunlik qilganda, yoy o'chadi;
Deionizatsiya asosan rekombinatsiya va diffuziya orqali sodir bo'ladi. Rekombinatsiya turli zaryadlangan zarralarning neytral zarrachalar hosil qilish uchun aloqa qilish jarayonidir. Diffuziya zaryadlangan zarralar - zaryadlangan zarralarni yoy bo'shlig'idan atrofdagi bo'shliqqa olib tashlash jarayoni, bu esa yoyning o'tkazuvchanligini pasaytiradi. Diffuziya ham elektr, ham termal omillar ta'sirida yuzaga keladi. Yoy milidagi zaryadlarning zichligi periferiyadan markazga oshadi. Buni hisobga olgan holda, u yaratilgan elektr maydoni, ionlarning markazdan periferiyaga o'tishi va yoy hududini tark etishiga olib keladi. Ark o'qi va uning atrofidagi bo'shliq o'rtasidagi harorat farqi ham xuddi shu yo'nalishda harakat qiladi. Stabillashgan va erkin yonayotgan yoyda diffuziya ahamiyatsiz rol o'ynaydi. Siqilgan havo bilan puflangan yoyda, shuningdek, tez harakatlanuvchi ochiq yoyda, diffuziya tufayli deionizatsiya rekombinatsiyaga yaqin bo'lishi mumkin. Tor tirqish yoki yopiq kamerada yonayotgan yoyda rekombinatsiya tufayli deionizatsiya sodir bo'ladi.
ELEKTR ARQ BO'YICHA VOLTAJ TUSHISHI
Statsionar yoy bo'ylab kuchlanishning pasayishi notekis taqsimlanadi. Voltaj pasayishining o'zgarishi sxemasi U d va bo'ylama kuchlanish gradienti (yoy uzunligi birligiga kuchlanish pasayishi) E d yoy bo'ylab rasmda ko'rsatilgan. 2.
|
Xususiyatlarning rivojlanishi U d Va E d elektrodga yaqin hududlarda yoyning qolgan qismidagi xarakteristikalar kursidan keskin farq qiladi. Elektrodlarda, katodga yaqin va anodga yaqin hududlarda, taxminan 10-3 mm bo'shliqda, katodga yaqin deb ataladigan kuchlanishning keskin pasayishi kuzatiladi. U Kimga va anod U A . IN katod mintaqada, ularning yuqori harakatchanligi tufayli elektronlarning etishmasligi hosil bo'ladi. Ushbu sohada musbat hajmli zaryad hosil bo'ladi, bu esa potentsial farqni keltirib chiqaradi U Kimga, taxminan 10÷20V. Katod hududidagi maydon kuchi 10 5 V / sm ga etadi va maydon emissiyasi tufayli katoddan elektronlarning chiqishini ta'minlaydi. Bundan tashqari, katoddagi kuchlanish katodni isitish va termion emissiyani ta'minlash uchun zarur energiyani chiqarishni ta'minlaydi. |
Guruch. 2. Bo'ylab kuchlanish taqsimoti |
IN statsionar DC yoyi anod U A. Anod tomon yo'nalgan elektronlar tezlashadi va anod yaqinida mavjud bo'lgan ikkilamchi elektronlarni anoddan chiqarib tashlaydi.
Anodga yaqin va katodga yaqin kuchlanish pasayishining umumiy qiymati elektrodga yaqin kuchlanish pasayishi deb ataladi: 
va 20-30V.
Arkning qolgan qismida, kamon mili deb ataladi, kuchlanishning pasayishi U d yoy uzunligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional:
,
Qayerda E ST- kamon milidagi uzunlamasına kuchlanish gradienti, l ST- kamon barrel uzunligi.
Bu erda gradient magistral bo'ylab doimiydir. U ko'p omillarga bog'liq va keng miqyosda o'zgarishi mumkin, 100÷200 V/sm ga etadi.
Shunday qilib, yoy bo'shlig'idagi kuchlanish pasayishi:
DC ELEKTR ARK BARQARORLIGI
To'g'ridan-to'g'ri elektr yoyini o'chirish uchun yoy bo'shlig'idagi deionizatsiya jarayonlari barcha joriy qiymatlarda ionizatsiya jarayonlaridan oshib ketadigan sharoitlarni yaratish kerak.
|
Qarshilikni o'z ichiga olgan sxema (3-rasm) uchun R,
induktivlik L, kuchlanish pasayishi bilan boshq bo'shlig'i U d, doimiy kuchlanish manbai U,
o'tish rejimida (
Qayerda Doimiy yonib turgan yoy bilan (statsionar holat
Yoyni o'chirish uchun undagi oqim doimo kamayishi kerak. Bu shuni anglatadiki
Grafik yechim tenglama (3) rasmda ko'rsatilgan. 4. To'g'ridan-to'g'ri 1 - manba kuchlanishi U, to'g'ri chiziq 2 - qarshilikdagi kuchlanish pasayishi (reostatik xarakteristikasi), egri 3 - yoy bo'shlig'ining I-V xarakteristikasi U d . |
|
Nuqtalarda A Va b(2) tenglama to'g'ri, ya'ni 
. Bu erda muvozanat holati mavjud. Shu nuqtada A muvozanat beqaror, nuqtada b barqaror.
Oqimlarda 
,
Kuchlanishi 
,
a 
, va agar biron-bir sababga ko'ra oqim kamroq bo'lsa I A ,
keyin u nolga tushadi - yoy o'chadi.
Agar biron sababga ko'ra oqim biroz kattaroq bo'lsa I A, keyin shunday bo'ladi 
,
zanjirda "ortiqcha" kuchlanish bo'ladi, bu esa oqimning qiymatga oshishiga olib keladi I b .
Har qanday qiymat uchun I A
< i
< I b
yoy oqimi bir qiymatga oshadi I b .
Ballar orasida A Va b kattalik 
. Devrendagi oqimning oshishi elektromagnit energiyaning to'planishi bilan birga keladi.
Hozirgi vaqtda 
yana chiqadi 
,
A 
, ya'ni bunday oqim qiymatini, kuchlanishni saqlab qolish uchun U yetarli emas. Zanjirdagi oqim bir qiymatga tushadi I b. Bu nuqtada yoy doimiy ravishda yonadi.
Yoyning chiqishi uchun har qanday joriy qiymatda (3) shart bajarilishi kerak, ya'ni yoyning I-V xarakteristikasi xarakteristikasidan yuqori bo'lishi kerak. 
(5-rasm) butun uzunligi bo'ylab va bu xarakteristikaga ega bo'lgan yagona aloqa nuqtasiga ega emas.
Elektr yoyini o'chirish usullari... Mavzu dolzarb va qiziqarli. Shunday ekan, boshlaylik. Biz o'zimizga savollar beramiz: Elektr yoyi nima? Uni qanday nazorat qilish kerak? Uning shakllanishi jarayonida qanday jarayonlar sodir bo'ladi? U nimadan iborat? Va u qanday ko'rinishga ega.
Elektr yoyi (voltaik yoy, yoy zaryadsizlanishi) fizik hodisa, gazdagi elektr razryadlarining turlaridan biri. Birinchi marta 1802 yilda rus olimi V.V.
Elektr yoyi materiya holatining to'rtinchi shakli - plazmaning maxsus holati bo'lib, ionlangan, elektr kvazi-neytral gazdan iborat. Bepul mavjudligi elektr zaryadlari elektr yoyining o'tkazuvchanligini ta'minlaydi.
Ikki elektrod orasidagi kuchlanish ma'lum darajaga ko'tarilganda, elektrodlar orasidagi havoda elektr uzilishi sodir bo'ladi. Elektr uzilish kuchlanishi elektrodlar orasidagi masofaga bog'liq va hokazo. Ko'pincha mavjud kuchlanishda buzilishni boshlash uchun elektrodlar bir-biriga yaqinlashadi. Buzilish vaqtida odatda elektrodlar o'rtasida uchqun chiqishi sodir bo'lib, elektr pallasini puls bilan yopadi.
Uchqun razryadlaridagi elektronlar elektrodlar orasidagi havo bo'shlig'idagi molekulalarni ionlashtiradi. Kuchlanish manbasining etarli quvvati bilan havo bo'shlig'ida etarli miqdordagi plazma hosil bo'ladi, shunda bu joydagi buzilish kuchlanishi (yoki havo bo'shlig'ining qarshiligi) sezilarli darajada pasayadi. Bunday holda, uchqun razryadlari yoy zaryadiga aylanadi - elektrodlar orasidagi plazma shnuri, bu plazma tunnelidir. Bu yoy o'z mohiyatiga ko'ra o'tkazgich bo'lib, elektrodlar orasidagi elektr zanjirini yopadi, o'rtacha oqim yanada ko'payadi, yoyni 5000-50000 K gacha qizdiradi. Bunday holda, yoyni yoqish tugallangan deb hisoblanadi.
Elektrodlarning yoy plazmasi bilan o'zaro ta'siri ularning qizishi, qisman erishi, bug'lanishi, oksidlanishi va boshqa turdagi korroziyaga olib keladi. Elektr payvandlash yoyi gazsimon muhitda oqadigan kuchli elektr zaryadidir. Ark zaryadsizlanishi ikkita asosiy xususiyat bilan tavsiflanadi: katta miqdordagi issiqlikni chiqarish va kuchli yorug'lik effekti. An'anaviy payvandlash yoyining harorati taxminan 6000 ° S ni tashkil qiladi.
Ark nuri ko'zni qamashtiradigan darajada yorqin va turli xil yoritish ilovalarida qo'llaniladi. Ark ko'p miqdorda ko'rinadigan va ko'rinmas termal (infraqizil) va kimyoviy (ultrabinafsha) nurlarni chiqaradi. Ko'rinmas nurlar ko'zning yallig'lanishiga olib keladi va inson terisini kuydiradi, shuning uchun payvandchilar ulardan himoya qilish uchun maxsus qalqonlar va maxsus kiyimlardan foydalanadilar.
Arkning oqishi sodir bo'lgan muhitga qarab, quyidagi payvandlash yoylari ajratiladi:
1. Ochiq yoy. Havoda yonadi. Ark zonasining gaz muhitining tarkibi payvandlanadigan metallning bug'lari, elektrodlar va elektrod qoplamalarining materiali bilan aralashtirilgan havodir.
2. Yopiq yoy. Oqim qatlami ostida kuyadi. Ark zonasining gaz muhitining tarkibi - asosiy metallning bug'i, elektrod materiali va himoya oqimi.
3. Himoya gazlarini etkazib berish bilan yoy. Bosim ostida yoyga turli gazlar kiradi - geliy, argon, karbonat angidrid, vodorod, yorituvchi gaz va gazlarning turli aralashmalari. Ark zonasidagi gaz muhitining tarkibi himoya gazining atmosferasi, elektrod materialining bug'i va asosiy metalldir.
Ark to'g'ridan-to'g'ri yoki o'zgaruvchan tok manbalaridan quvvatlanishi mumkin. To'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri quvvat bo'lsa, to'g'ridan-to'g'ri qutbli yoy (elektroddagi quvvat manbai minus, asosiy metallda ortiqcha) va teskari polarit (asosiy metallda minus, elektrodda) o'rtasida farqlanadi. Elektrodlarning materialiga qarab, yoylar eruvchan (metall) va erimaydigan (uglerod, volfram, keramika va boshqalar) elektrodlari bilan ajralib turadi.
Payvandlashda yoy to'g'ridan-to'g'ri ta'sirga ega bo'lishi mumkin (asosiy metall yoyning elektr zanjirida ishtirok etadi) va bilvosita (asosiy metall yoyning elektr zanjirida ishtirok etmaydi). Bilvosita ta'sir yoyi nisbatan kam qo'llaniladi.
Payvandlash yoyidagi oqim zichligi boshqacha bo'lishi mumkin. Yoylar oddiy oqim zichligi bilan - 10--20 a/mm2 (muntazam qo'lda payvandlash, ba'zi himoya gazlarda payvandlash) va yuqori oqim zichligi bilan - 80--120 a/mm2 va undan ko'p (avtomat, yarim avtomatik suv ostida) ishlatiladi. boshq payvandlash, himoya gaz muhitida).
Elektrod va asosiy metall orasidagi gaz ustuni ionlangan bo'lsa, ya'ni ionlar va elektronlar mavjud bo'lsa, boshq zaryadsizlanishi sodir bo'lishi mumkin. Bunga gaz molekulasi yoki atomiga ionlanish energiyasi deb ataladigan tegishli energiyani berish orqali erishiladi, buning natijasida atomlar va molekulalardan elektronlar ajralib chiqadi. Ark deşarj muhiti dumaloq silindrsimon shaklga ega bo'lgan elektr tokining gaz o'tkazgichi sifatida ifodalanishi mumkin. Yoy uchta hududdan iborat - katod mintaqasi, yoy ustuni va anod mintaqasi.
Arkni yoqish paytida elektrod va asosiy metallda faol dog'lar kuzatiladi, ular elektrod va asosiy metall yuzasida isitiladigan joylardir; Butun yoy oqimi bu nuqtalardan o'tadi. Katodda nuqta katod deb ataladi, anodda - anodik. Ark ustunining o'rta qismining kesimi bir nechta ko'proq o'lchamlar katod va anod nuqtalari. Uning kattaligi mos ravishda faol dog'lar hajmiga bog'liq.
Ark kuchlanishi oqim zichligiga qarab o'zgaradi. Grafik tarzda tasvirlangan bu bog'liqlik yoyning statik xarakteristikasi deb ataladi. Oqim zichligining past qiymatlarida statik xarakteristikasi kamayib boruvchi xususiyatga ega, ya'ni oqim kuchayishi bilan kamon kuchlanishi kamayadi. Buning sababi shundaki, oqim kuchayishi bilan kamon ustunining tasavvurlar maydoni va elektr o'tkazuvchanligi ortadi va yoy ustunidagi oqim zichligi va potentsial gradient pasayadi. Katod va anod yoyi kuchlanishining pasayishining kattaligi joriy qiymat bilan o'zgarmaydi va faqat elektrod materialiga, asosiy metallga, gaz muhitiga va boshq zonasidagi gaz bosimiga bog'liq.
Uchun ishlatiladigan an'anaviy rejimlarning payvandlash yoyining joriy zichligida qo'lda payvandlash, kamon kuchlanishi oqim qiymatiga bog'liq emas, chunki yoy ustunining tasavvurlar maydoni oqimga mutanosib ravishda ortadi va elektr o'tkazuvchanligi juda kam o'zgaradi va yoy ustunidagi oqim zichligi amalda doimiy bo'lib qoladi. . Bunday holda, katod va anod kuchlanishining pasayishi kattaligi o'zgarishsiz qoladi. Oqim zichligi yuqori bo'lgan yoyda, oqim kuchi ortib borishi bilan, oqim zichligi oqim kuchiga mutanosib ravishda ortib borayotgan bo'lsa-da, katod nuqtasi va yoy ustunining kesishishi ortib bo'lmaydi. Bunday holda, boshq ustunining harorati va elektr o'tkazuvchanligi biroz oshadi.
Elektr maydoni kuchlanishi va yoy ustunining potentsial gradienti oqim kuchayishi bilan ortadi. Katod kuchlanishining pasayishi kuchayadi, buning natijasida statik xarakteristikasi ortib borayotgan xarakterga ega bo'ladi, ya'ni kamon oqimining ortishi bilan boshq kuchlanishi ortadi. Statik xarakteristikaning kuchayishi turli xil gaz muhitlarida yuqori oqim zichligi yoylarining xususiyati hisoblanadi. Statik xarakteristikalar yoyning uzunligi o'zgarmagan holda barqaror statsionar holatini anglatadi.
Agar ma'lum shartlar bajarilgan bo'lsa, payvandlash jarayonida barqaror yoyni yoqish jarayoni sodir bo'lishi mumkin. Arkni yoqish jarayonining barqarorligiga bir qator omillar ta'sir qiladi; yoy quvvat manbaining ochiq zanjirli kuchlanishi, oqim turi, oqim kattaligi, qutbliligi, yoy pallasida indüktans mavjudligi, sig'imning mavjudligi, oqim chastotasi va boshqalar.
Yoy quvvat manbaining oqimini, ochiq tutashuv kuchlanishini, shu jumladan kamon pallasida indüktans, oqim chastotasini oshirish (o'zgaruvchan tok bilan quvvatlanganda) va boshqa bir qator shartlar orqali yoy barqarorligini yaxshilashga hissa qo'shing. Barqarorlik, shuningdek, maxsus elektrod qoplamalari, oqimlar, himoya gazlar va boshqa bir qator texnologik omillarni qo'llash orqali sezilarli darajada yaxshilanishi mumkin.
elektr boshq payvandlashni o'chirish
Kitobda "Galvani-Volta yangiliklari tajribalari ba'zan 4200 mis va sink doiralaridan tashkil topgan ulkan akkumulyator yordamida" (Sankt-Peterburg, 1803). Elektr yoyi materiya holatining to'rtinchi shakli - plazmaning alohida holati bo'lib, ionlangan, elektr kvazi-neytral gazdan iborat. Erkin elektr zaryadlarining mavjudligi elektr yoyining o'tkazuvchanligini ta'minlaydi.
Atmosfera bosimida havodagi ikkita elektrod o'rtasida elektr yoyi quyidagicha hosil bo'ladi:
Ikki elektrod orasidagi kuchlanish ma'lum darajaga ko'tarilganda, elektrodlar orasidagi havoda elektr uzilishi sodir bo'ladi. Elektr uzilish kuchlanishi elektrodlar orasidagi masofaga va boshqa omillarga bog'liq. Metall atomlarining birinchi elektronining ionlanish potentsiali taxminan 4,5 - 5 V, kamon kuchlanishi esa ikki baravar yuqori (9 - 10 V). Bir elektrodning metall atomidan elektronni chiqarish va ikkinchi elektrod atomini ionlashtirish uchun energiya sarflash kerak. Jarayon elektrodlar o'rtasida plazma hosil bo'lishiga va yoyning yonishiga olib keladi (taqqoslash uchun: uchqun zaryadini hosil qilish uchun minimal kuchlanish elektron chiqish potentsialidan bir oz yuqori - 6 V gacha).
Mavjud kuchlanishda buzilishni boshlash uchun elektrodlar bir-biriga yaqinlashadi. Buzilish vaqtida odatda elektrodlar o'rtasida uchqun chiqishi sodir bo'lib, elektr pallasini puls bilan yopadi. Uchqun razryadlaridagi elektronlar elektrodlar orasidagi havo bo'shlig'idagi molekulalarni ionlashtiradi. Havo bo'shlig'idagi kuchlanish manbasining etarli quvvati bilan, havo bo'shlig'ining buzilishi kuchlanishining sezilarli pasayishi yoki qarshiligi uchun etarli miqdordagi plazma hosil bo'ladi. Bunday holda, uchqun razryadlari yoy zaryadiga aylanadi - elektrodlar orasidagi plazma shnuri, bu plazma tunnelidir. Olingan yoy, aslida, o'tkazgich bo'lib, elektrodlar orasidagi elektr davrini yopadi. Natijada, o'rtacha oqim yanada ko'payadi, yoyni 5000-50000 gacha qizdiradi. Bunday holda, kamonni yoqish tugallangan deb hisoblanadi. Yonishdan so'ng barqaror yoy yonishi katoddan termion emissiya bilan ta'minlanadi, oqim va ion bombardimoni bilan isitiladi.
Yonishdan keyin yoy uzaytirilganda barqaror bo'lib qolishi mumkin elektr kontaktlari ma'lum masofaga qadar.
Elektrodlarning yoy plazmasi bilan o'zaro ta'siri ularning qizishi, qisman erishi, bug'lanishi, oksidlanishi va boshqa turdagi korroziyaga olib keladi.
Elektr zanjirini almashtirishda elektr yoyi paydo bo'lishi muqarrar bo'lgan yuqori kuchlanishli elektr inshootlarini ishlatishda unga qarshi kurash yoyni o'chirish kameralari bilan birlashtirilgan elektromagnit bobinlar yordamida amalga oshiriladi. Boshqa usullar orasida vakuum, havo, SF6 va moyli o'chirgichlardan foydalanish, shuningdek, oqimni elektr zanjirini mustaqil ravishda buzadigan vaqtinchalik yukga yo'naltirish usullari kiradi.
Elektr yoyi katod va anod hududlari, yoy ustuni va o'tish mintaqalaridan iborat. Anod hududining qalinligi 0,001 mm, katod hududi taxminan 0,0001 mm.
Sarflanadigan elektrod bilan payvandlashda anodik mintaqadagi harorat taxminan 2500 ... 4000 ° S, boshq ustunidagi harorat 7000 dan 18 000 ° S gacha, katod mintaqasida - 9 000 - 12 000 ° S.
Ark ustuni elektr neytral hisoblanadi. Uning har qanday bo'limida bir xil miqdordagi qarama-qarshi belgilarning zaryadlangan zarralari mavjud. Ark ustunidagi kuchlanish pasayishi uning uzunligiga mutanosibdir.
Payvandlash yoylari quyidagilarga ko'ra tasniflanadi:
Tashqi buzilish sodir bo'lganda - tarmoq kuchlanishining o'zgarishi, simni uzatish tezligi va boshqalar - besleme tezligi va erish tezligi o'rtasidagi o'rnatilgan muvozanatda buzilish sodir bo'ladi. Zanjirdagi yoy uzunligi ortishi bilan payvandlash oqimi va elektrod simining erish tezligi pasayadi va besleme tezligi doimiy bo'lib, erish tezligidan kattaroq bo'ladi, bu esa yoy uzunligini tiklashga olib keladi. Ark uzunligi kamayishi bilan simning erish tezligi besleme tezligidan kattaroq bo'ladi, bu oddiy yoy uzunligini tiklashga olib keladi.
Arkning o'zini o'zi boshqarish jarayonining samaradorligi quvvat manbaining joriy kuchlanish xarakteristikasi shakliga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Ark uzunligi tebranishlarining yuqori tezligi sxemaning qattiq I-V xarakteristikalari bilan avtomatik ravishda qayta ishlanadi.
Elektr yoyi metallarni elektr payvandlashda, po'lat eritishda (arqon po'lat ishlab chiqaruvchi pechda) va yoritishda (arqon lampalarida) ishlatiladi. Ba'zan yoyning chiziqli bo'lmagan oqim kuchlanish xususiyatidan foydalaniladi (qarang: Dala o'chirish mashinasi).
Bir qator qurilmalarda elektr yoyi hodisasi zararli hisoblanadi. Bular, birinchi navbatda, elektr ta'minoti va elektr drayvlarida ishlatiladigan kontaktli kommutatsiya qurilmalari: yuqori voltli kalitlar, o'chirgichlar, kontaktorlar, elektrlashtirilgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan aloqa tarmog'idagi seksiya izolyatorlari. temir yo'llar va shahar elektr transporti. Yuqoridagi qurilmalar tomonidan yuklar uzilganda, ochilish kontaktlari o'rtasida yoy paydo bo'ladi.
Arkning paydo bo'lish mexanizmi Ushbu holatda Keyingisi:
Kontaktlarning shikastlanishini minimallashtirish uchun kamonni minimal vaqt ichida o'chirish kerak, yoyning bir joyda qolishiga yo'l qo'ymaslik uchun barcha sa'y-harakatlarni amalga oshirish kerak (arqon harakatlanayotganda, unda hosil bo'lgan issiqlik aloqa tanasi bo'ylab teng ravishda taqsimlanadi). ).
Yuqoridagi talablarni qondirish uchun yoyni boshqarishning quyidagi usullari qo'llaniladi:
) Kirxgof tenglamasi o‘rinli:
,
(1)
- oqim o'zgarganda indüktans bo'ylab kuchlanish pasayishi.
) ifoda (1) quyidagi shaklni oladi:
.
(2)
:
.
(3)
