Acasă | Despre noi | feedback-ul
Descărcarea gazului, care persistă după terminarea acțiunii ionizatorului extern, se numește independent.
Să analizăm condițiile pentru apariția unei descărcări proprii. Așa cum deja indicând faptul dizolvat în § 106 la tensiuni înalte între electrozii diferenței de gaz (vezi. Fig. 156), curente au crescut foarte mult (și porțiunile CD DE în Fig. 157). În durere Shih tensiunile ce apar sub acțiunea unui electroni extern-ionizator de foarte mult accelerate de câmpul electric, se ciocnesc cu moleculele de gaz neutre le ioniza, provocând formarea de electroni secundari și ioni au fost polo (proces 1 prezentat în Fig. 158). Ionii pozitivi se deplasează la catod și electronii către anod. Secundar elec-trona ioniza din nou moleculele de gaz și, prin urmare, numărul total de electroni și ioni vor crește pe măsură ce electronii se deplasează spre anod de avalanșă în formă. Acesta este motivul creșterii curentului electric în regiunea CD-ului (vezi figura 157). Procesul descris se numește ionizare cu impact.
În cele din urmă, pentru mare tensiune-niyah între electrozii promo gaz vine teribil un moment în care ionii-ing pozitiv cu cale de lungime liberă mai mică decât electronii dobândesc suficientă energie pentru a ioniza moleculele de gaz (Procedeul 6), și o placă negativă Ion avalanșe se grăbesc. Când există, de asemenea, avalanșe ionice, altele decât avalanșele de electroni, curentul crește aproape fără a crește tensiunea (secțiunea DE din figura 157).
Ca rezultat al proceselor descrise (1-6), numărul de ioni și electroni din volumul de gaz crește în mod avalanș și descărcarea devine independentă, adică este conservată după ce ionizatorul extern încetează să funcționeze. Tensiunea la care are loc o descărcare independentă se numește tensiunea de defectare.
În funcție de presiunea gazului, configurația electrozilor, parametrii circuitului extern, putem vorbi despre patru tipuri de descărcări independente: strălucire, scânteie, arc și coroană.
1. La presiuni scăzute apare o descărcare a strălucirii. În cazul în care electrozii sudat la un tub de sticlă de 50 cm în lungime de 30, pentru a aplica o tensiune de curent continuu de câteva sute de volți, treptat OTKA-chivaya de tuburi de aer, presiunea la x 5,3-6,7 kPa descărcare apare sub forma înfășurării cordonului luminos Krasnova culoarea care vine de la catod la anod. Cu o scădere suplimentară a presiunii, cordonul se îngroșă și la o presiune de 13 Pa, descărcarea are forma prezentată schematic în Fig. 159.
Cu o evacuare ulterioară a tubului la o presiune de 1,3 Pa, strălucirea gazului devine mai puțină și pereții tubului încep să strălucească. Electronii ejectate de la catod de ioni pozitivi, sub o astfel de inserție zheniyah rar se ciocnesc cu moleculele de gaz și, prin urmare, domeniul accelerat al unui geam pin-Yas, provocând strălucirea, așa-numita cathodoluminescence. Curentul acestor electroni a fost numit în mod istoric razele catodice. În cazul în care catod este de a fora găuri mici, ionii-ING pozitiv bombardează catod, trecând prin găurile pătrunde pro-spațiul din spatele catodului și formează un fascicul puternic mărginit primit de găzduire de proiect-set canal (sau pozitiv) Lou a căror numit pe semnul de încărcare , pe care le poartă.
2. Evacuarea cu scânteie are loc la intensități puternice ale câmpului electric (E = 3 × 106 V / m) într-un gaz care este sub presiune de ordinul presiunii atmosferice. Scânteia are aspectul unui canal subțire strălucitor, într-un mod complex, curbat și ramificat.
Explicația este dată pe descărcarea scânteii prin teoria streamer, potrivit căreia apariția canalului scântei strălucitoare luminos este precedată de apariția clusterelor low-luminoase-ionizate ale gazului - fanioane. Streamerele apar nu numai ca urmare a formării avalanșelor de electroni prin ionizarea șocurilor, dar și ca urmare a ionizării fotonice a gazului. Avalanche prins reciproc pentru a forma punți de efectuarea gutei la care mentelor următoare-mo de timp și pentru a muta fluxuri de electroni puternice care formează un canal de descărcare prin scânteie. Datorită energiei mari eliberate în procesele luate în considerare, gazul din spațiul de aprindere este încălzit la o temperatură foarte ridicată (aproximativ 10 4 K), ceea ce duce la emisia sa. încălzirea rapidă a gazului duce la presiuni asupra-vyshen și apariția de grevă unde explica sunet eficacitatea-vă atunci când descărcarea scânteie - de exemplu, un trosnituri caracteristic deversărilor slab și cardinality LARG tunete, în caz de fulger, este-yuscheysya un puternic scânteie-serii de timp între un nor de furtună și pe Pământ sau între două furtuni de tunete.
Declanșarea cu scânteie este utilizată pentru a aprinde amestecul combustibil din motoarele cu ardere internă și pentru a proteja liniile electrice de transmisie de supratensiune (descărcătoare de scântei). La o lungime mică a spațiului de evacuare, descărcarea prin scânteie provoacă eroziunea suprafeței metalului, deci este folosită pentru prelucrarea cu precizie a metalelor (tăiere, forare) prin electroaspiră. Se folosește în analiza spectrală pentru a înregistra particule încărcate (contoare de scânteie).
3. Evacuarea arcului. Dacă, după aprinderea unei descărcări scânteile de la o sursă puternică, distanța dintre electrozii este scăzută treptat, descărcarea devine continuă - apare o descărcare cu arc. În același timp, forța curentă crește brusc, ajungând la sute de amperi, iar tensiunea în golul de evacuare scade
o serie poate fi obținută dintr-o sursă de tensiune joasă, ocolind stadiul unei scântei. În acest scop, electrozii (de exemplu, cărbune), pentru a trage împreună de contact, acestea sunt curent electric puternic încălzit, apoi au fost diluate pentru a obține un arc electric (deci a fost deschis V. Petrov). La atmosferică împiedică temperatură lenii-catod este de aproximativ 3900 K. Deoarece arderea catod de carbon arc este ascuțit, iar degajarea este formată pe anod - crater schiysya este cel mai fierbinte punct al arcului.
Conform conceptelor moderne, descărcarea arcului este menținută datorită temperaturii ridicate a catodului datorită emisiei termice intense, precum și ionizării termice a moleculelor datorită temperaturii înalte a gazului.
Arcul de descărcare în arc este utilizat pe scară largă în economia națională pentru sudarea și tăierea metalelor, obținerea oțelurilor de înaltă calitate (cuptor cu arc) și iluminatul (proiectoare, echipamente de proiecție). Utilizate pe scară largă sunt lămpile cu arc cu electrozii de mercur în cilindri de cuarț, unde descărcarea cu arc are loc în vapori de mercur în aer evacuat. Arcul creat în vaporii de mercur este o sursă puternică de radiații ultraviolete și este folosit în medicină (de exemplu lămpi de cuarț). Debitul de arc la presiuni scăzute în vapori de mercur este utilizat în redresoarele de mercur pentru rectificarea curentului alternativ.
4. Descărcarea coroanei este o descărcare electrică de înaltă tensiune la o presiune ridicată (de exemplu, atmosferică) într-un câmp ascuțit omogen lângă electrozi cu o curbură mare a suprafeței (de exemplu, un punct). Atunci când intensitatea câmpului în apropierea vârfului atinge 30 kV / cm, apare o luminescență în cercul din jurul său, care are aspectul unei coroane, motiv pentru care se numește numele acestui tip de descărcare.
În funcție de semnul electrodului corona, se disting o coroană negativă sau pozitivă. În cazul unei coroane negative, producția de electroni care provoacă ionizarea în șoc a moleculelor catodice prin acțiunea ionilor pozitivi, în cazul ionilor pozitivi, se datorează ionizării gazului în apropierea anodului. În condiții naturale, coroana se ridică sub influența electricității atmosferice la vârfurile stâlpilor (aceasta este baza acțiunii conductorilor de trăsnet) și a copacilor. Acțiunea dăunătoare a coroanei în jurul firelor de conducte de înaltă tensiune se manifestă prin apariția curenților de scurgere dăunători. Pentru a le reduce, firele de linii de înaltă tensiune sunt făcute groase. Descărcarea coroanei, fiind intermitentă, devine, de asemenea, o sursă de interferențe radio.
Debitul Corona este utilizat în filtre electrice utilizate pentru purificarea gazelor industriale din impurități. Gazul care urmează să fie curățat se deplasează de jos în sus într-un cilindru vertical, de-a lungul axei căruia este amplasat firul corona. Ionii existenți în cantități mari în partea exterioară a coroanei, particulele de impurități se depun pe teren și a atras la exterior non-corona elec-trodes și să se stabilească pe ea. Descărcarea coroanei este utilizată și atunci când se aplică acoperiri cu pulbere și vopsea.
Plasma și proprietățile sale
O plasmă este un gaz puternic ionizat în care concentrațiile încărcăturilor pozitive și negative sunt practic aceleași. Există plasmă la temperaturi ridicate care apare la temperaturi foarte ridicate și o plasmă de descărcare de gaze care apare într-o descărcare de gaz. Plasma este caracterizată de gradul de ionizare a - raportul dintre numărul de particule ionizate și numărul lor total pe unitatea de volum de plasmă. În funcție de valoarea lui a, vorbesc prost (a este o fracțiune de procent), moderat (a-câteva procente) și complet (aproape de 100%) plasmă ionizată. Particulele încărcate (electroni, ioni) dintr-o plasmă de descărcare de gaze, fiind într-un câmp electric accelerator, au o energie cinetică diferită. Aceasta înseamnă că temperatura Te a gazului de electroni este una, iar gazul ionic este celălalt și Te> Tu. Neconcordanța acestor temperaturi indică faptul că plasma de descărcare în gaz este neechilibrată, deci este numită și non-izotermă. Pierderea numărului de particule încărcate în procesul de recombinare într-o plasmă de descărcare de gaze este compensată prin ionizarea șocurilor prin electroni accelerați de un câmp electric. Terminarea acțiunii câmpului electric duce la dispariția plasmei de gaze. Plasma de temperatură înaltă este echilibrată sau izotermică, adică, la o anumită temperatură, numărul de particule încărcate este compensat ca rezultat al ionizării termice. Într-o astfel de plasmă, se observă egalitatea energiilor cinetice medii ale diferitelor particule care constituie plasma. În starea unei astfel de plasme există stele, atmosfere stelare, Soarele. Temperatura lor atinge zeci de milioane de grade. Condiția existenței unei plasme este o anumită densitate minimă de particule încărcate, din care se poate vorbi despre o plasmă ca atare. Această densitate este definită în fizica plasmei, inegalitatea L >> D, în cazul în care L - dimensiunea liniară a sistemului de particule incarcate, D - așa-numita Debye Screen-nirovaniya reprezentând cursa-distanta, la care câmpul Coulomb ecranat, disponibilitatea oricărei taxe de plasmă . Plasma posedă următoarele proprietăți de bază: un grad ridicat de ionizare a gazului, în limita ionizării complete; egală cu zero la încărcătura spațială rezultată (concentrația de particule pozitive și negative în plasmă este practic aceeași); o conductivitate electrică mare, curentul din plasmă fiind generat în principal de electroni, ca de particulele cele mai mobile; strălucire; interacțiunea puternică cu câmpurile electrice și magnetice; oscilațiile electronice într-o plasmă cu frecvență înaltă (
= 10 8 Hz), determinând o stare vibrațională generală a plasmei; "Colectiv" - interacțiunea simultană a unui număr imens de particule (în gazele obișnuite, particulele interacționează între ele în perechi). Aceste proprietăți determină originalitatea calitativă a plasmei, ceea ce face posibilă considerarea acesteia a fi o stare specială, a patra, a materiei. Studiul proprietăților fizice ale plasmei permite, pe de o parte, pentru a rezolva problemele set-Gia astrofizicii, la fel ca în plasmă spațiu - conditie cele mai frecvente ve-există, iar pe de altă parte - se deschide Prince fezabilitatea Pial de fuziune ravlyaetsya PU. Obiectul principal al cercetării asupra fuziunii termonucleare controlate este o plasmă cu temperatură ridicată (
= 10 8 K) din deuteriu și tritiu (a se vedea § 268).
Plasma cu temperatură scăzută (<10 5 К) применяется в газовых лазерах, в термоэлектронных преобразователях и магнитогидродинамических генераторах (МГД-генераторах) — установках для не-посредственного преобразования тепловой энергии в электрическую, в плазменных ракетных двигателях, весьма перспектив-ных для длительных космических поле-тов.
Plasma cu temperatură scăzută, preparată la mai în torțele cu plasmă este utilizat pentru a tăia și metal pentru compuși chimici neko-toryh-ing sudură (de exemplu, halogenuri de gaze inerte), care nu pot fi obținute în alte moduri, și așa mai departe. D.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: