(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 [ 149 ] 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

оставаться тем же. Вместе с плотностью тока возрастает и относительная доля электронов и ионов, рекомбинирующих на стенках, в связи с тем, что плазма подходит ближе к стенкам в местах сужения. Для сохранения зарядной нейтральности в местах сужения дуги интенсивность ионизации должна повышаться.

По выходе из отверстия потенциал плазмы понижается на Д£/п , но степень такого понижения всегда меньше, чем повышение потенциала Д£/п у входа в отверстие. Поэтому в местах сужения дуги всегда появляется результирующее падение напряжений

AUe = Uu - UZ. (7.20)

Его называют переходным падением напряжения.

Такое падение напряжения AUC тем больше, чем меньше диаметр отверстия, больше его протяженность, меньше давление (плотность) ртутного пара, а также чем больше ток.

Если местом сужения являются отверстия в сетке, то в зависимости от степени удаления сетки от анода переходные процессы могут привести к дополнительному изменению величины и даже знака анодного падения напряжения. Это иллюстрирует кривая потенциалов на участке перед анодом (рис. 7.34, в). Здесь представлены два варианта расположения анода по отношению к сетке. В варианте /, когда анод достаточно близок к сетке, падение напряжения остается отрицательным. Это объясняется тем, что электроны по выходе из отверстия сохраняют еще достаточную скорость (энергию) для ионизации ими молекул пара. Ионизация необходима для создания ионов, компенсирующих объемный заряд электронов у анода. При большом удалении анода (вариант 2) электроны успевают израсходовать значительную часть энергии на упругие столкновения. Поэтому для ионизации они должны вновь накапливать энергию. Анодное падение напряжения становится в этом случае резко положительным (кривая 2 на рис. 7.34, в).

Суммарное падение напряжения в дуге ртутного вентиля с учетом переходных падений напряжения становится зависимым от геометрии межэлектродного промежутка, величины тока и режима давления (плотности) ртутного пара в нем.

Эту зависимость для одного из промышленных типов ртутных вентилей (на напряжение 1500-3000 в, средний ток 500 а и максимальный ток 1500 а) иллюстрирует вольт-амперная характеристика, приведенная на рис. 7.35, а. Характеристика соответствует температуре охлаждающей среды (воды) tw = 32° С. При более высоких температурах tw, которым соответствуют большие давления ртутного пара, падение напряжения в ртутном вентиле Аыа уменьшается.

Подъем вольт-амперной характеристики с увеличением тока объясняется главным образом увеличением переходных падений напряжения в местах сужения столба дуги Д£/с. Катодное падение



напряжения AUK оттока не зависит, а на величину падения напряжения на свободных участках столба дуги и на участке около анода ток относительно мало влияет.

Возрастание переходных падений напряжения особенно заметно сказывается при недостаточном давлении (плотности) пара. Малая плотность пара может привести к двум аномальностям. Первая из них заключается в возможности возникновения каскадного горения дуги, характеризуемого, как показано на рис. 7.35, б, распадением дуги на участки 1 и 2 с промежуточным прохождением тока через близлежащие металлические детали. Это имеет место, когда суммарное падение напряжения в каскадной дуге (с учетом катодного падения напряжения на вновь формируемых участках дуги


Рис. 7.35. Вольт-амперная характеристика ртутного вентиля в проводящую часть периода (а) и каскадное горение дуги (б)

с катодным пятном на металле) меньше суммарного падения напряжения в дуге при прохождении ее через места сужения.

Каскадное горение дуги приводит к порче вакуума, так как из металлических деталей выделяются газы. Кроме того, под действием нагрева и ионной бомбардировки металл распыляется, и продукты распыления осаждаются на внутренних деталях, изолирующих электроды от вакуумного корпуса.

Вторая аномальность заключается в том, что в местах сужения дуги при малой плотности пара и резком возрастании анодного тока может оказаться недостаточно молекул для ионизации. Это связано с резким увеличением переходного падения напряжения и последующим обрывом дуги. При обрыве дуги в мощных установках с большим запасом электромагнитной энергии в индуктивных элементах установки появляются недопустимо большие перенапряжения, часто приводящие к пробою изоляции.

Этой аномальности можно избежать, если предупредить появление значительных сужений на пути столба дуги и сохранить плотности пара на уровне, превышающем граничный минимум.



г] Процессы в непроводящую часть периода; обратный ток и обратное зажигание

Заряды, накопляющиеся в межэлектродном промежутке ртутного вентиля в период прохождения прямого тока (рис. 7.36, а), исчезают, как и во всех классах ионных приборов, не сразу (см. § 1.3), а в течение некоторого промежутка времени, называемого этапом деионизации.

Часть зарядов на этапе деионизации уходит из распадающейся плазмы к стенкам вентиля, где заряды противоположных знаков (электроны и ионы) рекомбинируют между собой, а другая их часть уходит к аноду и катоду, создавая при этом обратный ток во внеш-


ti-*-

Рис. 7.36. Распад остаточной плазмы после прямого тока (а) и диаграммы напряжения и обратного тока в непроводящую часть периода (б)

ней цепи. К отрицательному аноду уходят положительные ионы, а к катоду в таком же количестве перемещаются электроны.

Электроны, проходя по внешней цепи к аноду, рекомбинируют с ионами, приходящими к аноду из междуэлектродного промежутка. Через внешнюю цепь и вентиль, помимо зарядных составляющих обратного тока, проходит также ток смещения, обусловленный наличием внутривентильной емкости между катодом и анодом. Составляющая тока смещения становится величиной, заметной

только при быстром изменении анодного напряжения поскольку междуэлектродная емкость в ртутных вентилях относительно мала.

Влияние ионной составляющей обратного тока, пока она не переходит некоторые границы, сказывается на относительно небольшом распылении ионами поверхности анода. При больших значениях обратного тока (являющегося током несамостоятельного разряда) он может перейти в самостоятельный дуговой разряде эмиссионным



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 [ 149 ] 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.