Электр аппараттары «Федералдық білім беруді дамыту институты»

жүктеу 8,21 Mb.

Pdf просмотр

бет	23/116
Дата	18.09.2023
өлшемі	8,21 Mb.
	#43447

1 ... 19 20 21 22 23 24 25 26 ... 116

8 Девочкин Электр аппараттары. Оқулық

Қайта әрекет ету
– бұл қарама-қарсы
таңба зарядтарымен иондардың қосылу нəтижесінде бөлшектердің
бейтараптануы. Көлем бірлігінде заряд неғұрлым жоғары болса, қайта
əрекет ету соғұрлым күшті болатыны анық. Доғада зарядтардың қайта
əрекет ету дəрежесі газ, қысым жəне температура түріне тəуелді. Тем-
ператураның төмендеу кезінде қайта əрекет ету дəрежесі қатты өседі.
Бағанада ионсыздандыру диффиузия есебінен де өтеді. Доға бағана-
сындағы зарядталған бөлшектердің саны бөлшектің жылу қозғалыста-
ры салдарынан азаяды, доға бағанасының кедергісі ұлғаяды.
Газ диффузиясының теориясынан бөлшектердің кему жылдамдығы
олардың санына пропорционал екені белгілі:
|
dn
/
dt
|
= 2
Dn
/
r
2
,
(2.10)
мұндағы |
dn
/
dt
|
—
диффузия есебінен бөлшектердің кему жылдам-
дығының абсолютті мəні;
D
—диффузия коэффициенті;
n
— бір таңба-
ның зарядталған бөлшектерінің саны;
r
— доға радиусы.
Диффузия коэффициенті
D
= λ
v
/3, мұндағы λ — ионның еркі
жүрісінің ұзындығы;
v
— ион қозғалысының орта жылдамдығы. (2.10)
өрнегін талдау заряталған бөлшектердің санының кему жылдамдығы
доға радиусының азаюымен өсетінін көрсетеді, сондықтан доға сөн-
діруші құрылғыларда тар саңылау принципі кеңінен қолданылады (доға
жоғары жылу өткізгіштігімен доғары – тірек қабырғаларымен құрылған
саңылауында жанады). Доғадағы иондалған процестердің нəтижелерін
жиынтықтап жазуға болады:
dn
/
dt
= |
dn
/
dt
|
–
|
dn
/
dt
|
- |
dn
/
dt
| ,
(2.11)
мұндағы |
dn
/
dt
| , |
dn
/
dt
|
—сəйкесінше қысым айырмасы мен терми-
ялық иондану есебінен зарядтар санының өзгеруінің абсолютті мəндері.
Кедергісі осы ток кезінде өзгеріссіз тұрақты жанатын доға үшін
dn
/
dt
= 0, яғни динамикалық баланс орын алады: иондалған бөлшектердің
өсу жылдамдығы олардың жоғалу жылдамдығына тең. Доғаны сөндіру
жағдайында
dn
/
dt
< 0 болатыны белгілі. Иондану кезінде түзілетін за-
рядтар саны ионсыздандыру кезінде жоғалатын зарядтар санынан аз.
Үлкен токқа өту кезінде алдымен
dn
/
dt
> 0, одан кейін токтың осы мəні-
не сəйкес келетін динамикалық баланс (
dn
/
dt
= 0) белгіленеді.

43
Елеулі дəрежеде иондану жəне ионсыздану процестері доғалық ара-
лық температурасымен анықталады. Соңғысы доғада бөлінетін жылу
мен доғадан апарылатын жылу мөлшеріне тəуелді.
Доғаның салқындауы сəуле шығару, жылу өткізгіштік жəне конвек-
ция процестерінің нəтижесінде өтеді.
Сəуле шығару есебінен ауада жанатын ашық доға жағдайында доға-
да бөлінетін энергияның 15-30 % беріледі. Егер доға жабық доға сөндір-
гіш құрылғыда жанса, сəуле шығарумен берілетін жылу үлесі аз болады.
Газдың жылу өткізгіштігі есебінен жылуды бұру газ температура-
сына тəуелді. Сонымен, сутегінің молекуласының 4000 К температу-
ра кезінде атомға молекуласының диссоциирленеді. Бұл ретте доғадан
жылудың үлкен саны бұрылады. Сырттай бұл процесс жылу өткіз-
гіштіктің шұғыл ұлғаюы сияқты көрінеді. Газдың жылу өткізгіштігі
оның мəніне қатты тəуелді. Мысалы, сутегінің орта жылу өткізгіштігі
ауаға қарағанда 17 есе артық. Өзге тең жағдайлар кезінде өзінің жоғары
жылу өткізгіштігінің арқасында сутегі доға бағанасының тез салқында-
уына ықпал етеді. Сутегі атмосферасындағы сөндірілген ток ауада сөн-
дірілетін тура сондай қысымға қарағанда 7,5 есе артық.
Трансформаторлық майда доғаның жануы кезінде негізгі бөлігін су-
тегі құрайтын газдар бөліп, соңғысы ыдырайды. Осы газдың атмосфе-
расында тиімді доға сөндіру өтеді. Кейбір аппараттарда доға магнитті
өрістің əрекетімен ауада үлкен жылдамдықпен ауысады, бұл конвекция
есебінен доғаның салқындауына əкеледі. Жылу өткізгіштігімен қатыр
жылу берілісінің бұл түрі доға үшін басым болып табылады.
Доға бағанасынан электрондар ағыны оң электрод – анодқа ұмтыла-
ды. Доғалы разряд кезінде анод электрондарды бейтараптандыратын оң
иондарды таратады. Сондықтан анод маңында кернеудің анод маңын-
дағы төмендеуі мен электр өрісі кернеулігінің артуын негіздейтін теріс
көлемді заряд құрылады. Анод кернеудің шамалары анод, электрод ме-
талы температурасына, токқа тəуелді жəне 5.10 В құрайды.
Электрондар теріс көлемді зарядпен жəне анодпен түзілетін өрі-
сте таратылады. Электрондармен алынған энергия анодқа беріледі.
Электрондардың үлкен энергиясының арқасында əдетте катод темпе-
ратурасынан жоғары өте жоғары температураға дейін қыздырылады.
Электрондардың қуатты ағыны теріс көлемді зарядты құруға қатыса-
тын электрондар анодтан кетеді. Зерттеулер анодтың жоғары темпера-
турасы мен анод маңындағы аймақ доғалық разрядтың болу шартына
жəне туындауына елеулі ықпал етпейтінін көрсетті. Анодтың міндеті
доғалық бағанадан электронды ағынның қабылдауына əкеледі.
Қатты ағынды доға үшін анод кернеуі оларды ескермейтіндей аз бо-
лады.
Доғада кернеудің
U
, электрлік өрістің
E
=
dU
/
dx
жəне көлемді за-
рядтың σ =
d
2
U
/
dx
2
бөлінуі 2.11-суретте берілген. Катодта кернеудің

44
2.11
сурет. Электр доғасында
кернеуді
U
(
а
), электр өрісінің
кернеулігін
E
(
б
) жəне көлемді
зарядтардың о (
в
) таралуы
төмендеуі 10 - 20 В құрайды. Ол доға
жанатын катод материалына жəне газ
қасиеттеріне тəуелді. Кернеудің ка-
тод маңындағы төмендеуі потенци-
алы едəуір төмен катод металының
буларын катод маңындағы кеңістікте
болуы есебінен газдың иондалу по-
тенциалы біршама аз.
Доғалық бағана облысында оң
жəне теріс көлемді зарядтар бір-бірі-
нен теңдестіріледі жəне қорытқы
заряд нөлге тең. Доғадағы кернеудің
градиенті тұрақты болып қалады.
Ауада еркін жанатын доға үшін
ол
(2-3) · 10
3
В/м. Доға сөндіргіш
құрылғыларда градиент (2-3) ·10
4
В/м жетіп, қатты өседі.
Үлкен ток кезінде анодты кернеу азаяды, онда катод маңындағы кер-
неу сияқты тұрақты болып қалады.
Кейбір төмен кернеулі аппараттарда доға ұзындығы үлкен емес.
Доға бағанасындағы кернеудің төмендеуі катодта жəне анодта кернеу-
дің төмендеу сомасымен салыстырғанда аз. Мұндай доғалар
қысқа
деп
аталады. Қысқа доғада сөндіру шарттары елеулі дəрежеде электродтар-
да өтетін процестермен анықталады.
Бұл ретте доғадан электродтардың жылу бұруы үлкен рөл ойнайды.
Жоғары кернеулі аппараттарда доға бағанасында кернеудің құлауы
кернеудің электрод маңындағы құлауына қарағанда едəуір артық. Мұн-
дай доғалар ұзын деп аталады. Олардың тіршілік ету шарттары доғаның
бағанасында процестермен анықталады.

жүктеу 8,21 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 19 20 21 22 23 24 25 26 ... 116