Voltaik yoyning xarakteristikalari haqida gapiradigan bo'lsak, shuni ta'kidlash kerakki, u yorug'lik zaryadiga qaraganda pastroq kuchlanishga ega va yoyni qo'llab-quvvatlaydigan elektrodlardan elektronlarning termion nurlanishiga tayanadi. Ingliz tilida so'zlashadigan mamlakatlarda bu atama arxaik va eskirgan deb hisoblanadi.

Arkni bostirish usullari yoy davomiyligini yoki yoy hosil bo'lish ehtimolini kamaytirish uchun ishlatilishi mumkin.

1800-yillarning oxirida voltaik yoy ommaviy yoritish uchun keng qo'llanilgan. Ba'zi past bosimli elektr yoylari ko'plab ilovalarda qo'llaniladi. Masalan, yoritish uchun lyuminestsent lampalar, simob, natriy va metall halid lampalar ishlatiladi. Kino proyektorlari uchun ksenonli boshq lampalar ishlatilgan.

Voltaik yoyning ochilishi

Bu hodisa birinchi marta ser Xamfri Deyvi tomonidan 1801 yilda Uilyam Nikolsonning Natural Philosophy, Chemistry and Arts jurnalida chop etilgan maqolasida tasvirlangan deb ishoniladi. Biroq, Davy tomonidan tasvirlangan hodisa elektr yoyi emas, balki faqat uchqun edi. Keyinchalik tadqiqotchilar shunday deb yozishdi: “Bu, shubhasiz, yoyning emas, balki uchqunning tavsifi. Birinchisining mohiyati shundan iboratki, u uzluksiz bo'lishi kerak va u paydo bo'lgandan keyin uning qutblari tegmasligi kerak. Ser Xamfri Deyvi tomonidan yaratilgan uchqun uzluksiz emasligi aniq va u uglerod atomlari bilan aloqa qilgandan keyin bir muncha vaqt zaryadlangan bo'lsa-da, katta ehtimollik bilan yoyning hech qanday aloqasi yo'q edi, bu uni voltaik deb tasniflash uchun zarurdir.

O'sha yili Deyvi ikkita tegib turgan uglerod tayog'i orqali elektr tokini o'tkazib, keyin ularni bir-biridan qisqa masofaga tortib, Qirollik jamiyati oldida ta'sirini omma oldida namoyish etdi. Namoyish ko'mir nuqtalari orasidagi barqaror uchqundan deyarli farq qilmaydigan "zaif" yoyni ko'rsatdi. Ilmiy hamjamiyat unga 1000 ta plastinkadan iborat kuchliroq batareyani taqdim etdi va 1808 yilda u keng miqyosda voltaik yoyning paydo bo'lishini namoyish etdi. U shuningdek, ingliz tilidagi nomi (elektr yoyi) bilan ham tanilgan. U yoy deb atadi, chunki u elektrodlar orasidagi masofa yaqinlashganda yuqoriga qarab yoy shaklini oladi. Bu issiq gazning o'tkazuvchanlik xususiyatlariga bog'liq.

Voltaik yoy qanday paydo bo'lgan? Birinchi uzluksiz yoy 1802 yilda mustaqil ravishda qayd etilgan va 1803 yilda rus olimi Vasiliy Petrov tomonidan 4200 diskdan iborat mis-sink batareyasi bilan tajriba o'tkazgan "elektr xossalariga ega bo'lgan maxsus suyuqlik" deb ta'riflangan.

Qo'shimcha o'rganish

O'n to'qqizinchi asrning oxirida voltaik yoy ommaviy yoritish uchun keng qo'llanila boshlandi. Elektr yoylarining miltillash va xirillash tendentsiyasi asosiy muammo edi. 1895 yilda Gerta Marks Ayrton elektr toki haqida bir qator maqolalar yozib, volta yoyi kislorodning yoyni yaratish uchun ishlatiladigan uglerod tayoqchalari bilan aloqa qilishining natijasi ekanligini tushuntirdi.

1899 yilda u elektr muhandislari institutiga (IEE) o'z qog'ozini taqdim etgan birinchi ayol edi. Uning ma'ruzasi "Elektr yoyi mexanizmi" deb nomlangan. Ko'p o'tmay, Ayrton elektrotexnika institutining birinchi ayol a'zosi etib saylandi. Keyingi ayol institutga 1958 yilda qabul qilingan. Ayrton Qirollik jamiyati oldida qog'oz o'qishni iltimos qildi, lekin jinsi tufayli bunga ruxsat berilmadi va 1901 yilda uning o'rniga "Elektr yoyi mexanizmi" ni Jon Perri o'qidi.

Tavsif

Elektr yoyi eng yuqori oqim zichligiga ega bo'lgan turdir. Yoy orqali o'tadigan maksimal oqim faqat atrof-muhit bilan chegaralanadi, yoyning o'zi emas.

Ikki elektrod orasidagi yoy elektrodlar orqali oqim kuchayganida ionlanish va porlash deşarjı bilan boshlanishi mumkin. Elektrod bo'shlig'ining parchalanish kuchlanishi bosimning, elektrodlar orasidagi masofaning va elektrodlarni o'rab turgan gaz turining qo'shma funktsiyasidir. Ark boshlanganda uning terminal kuchlanishi porlash razryadidan ancha past bo'ladi va oqim yuqoriroq bo'ladi. Atmosfera bosimi yaqinidagi gazlardagi yoy ko'rinadigan yorug'lik, yuqori oqim zichligi va yuqori harorat bilan tavsiflanadi. Uning nurli razryaddan farqi shundaki, ikkala elektronning ham, musbat ionlarning ham samarali temperaturalari taxminan bir xil bo‘ladi va porlash razryadda ionlar elektronlarga qaraganda ancha past issiqlik energiyasiga ega.

Payvandlashda

Kengaytirilgan yoyni dastlab aloqada bo'lgan va tajriba davomida ajratilgan ikkita elektrod bilan boshlash mumkin. Ushbu harakat yuqori kuchlanishli porlashsiz yoyni boshlashi mumkin. Bu payvandchining payvandlash elektrodini ob'ektga bir zumda tegizish orqali bo'g'inni payvandlashni boshlaydigan usul.

Yana bir misol - kalitlar, o'rni yoki o'chirgichlardagi elektr kontaktlarini ajratish. Yuqori energiya davrlarida kontaktning shikastlanishini oldini olish uchun yoyni bostirish talab qilinishi mumkin.

Voltaik yoy: xususiyatlari

Uzluksiz yoy bo'ylab elektr qarshilik ko'proq gaz molekulalarini ionlashtiradigan issiqlik hosil qiladi (bu erda ionlanish darajasi harorat bilan belgilanadi) va bu ketma-ketlikka ko'ra, gaz asta-sekin issiqlik muvozanatida bo'lgan termal plazmaga aylanadi. barcha atomlar, molekulalar, ionlar va elektronlar bo'ylab nisbatan bir xil taqsimlangan. Elektronlar tomonidan uzatiladigan energiya og'irroq zarralar bilan ularning yuqori harakatchanligi va ko'p sonlari tufayli elastik to'qnashuvlar bilan tez tarqaladi.

Yoydagi oqim katoddagi elektronlarning termion va maydon emissiyasi bilan ta'minlanadi. Oqim katoddagi juda kichik issiq nuqtada to'planishi mumkin - kvadrat santimetr uchun million amper. Yorqin razryaddan farqli o'laroq, kamon nozik tuzilishga ega, chunki musbat ustun juda yorqin va deyarli ikkala uchida elektrodlargacha cho'zilgan. Katod tushishi va bir necha voltlik anod tushishi har bir elektrodning bir millimetr qismida sodir bo'ladi. Ijobiy ustun pastroq kuchlanish gradientiga ega va juda qisqa yoylarda yo'q bo'lishi mumkin.

past chastotali yoy

Past chastotali (100 Gts dan kam) o'zgaruvchan tok yoyi doimiy tok yoyiga o'xshaydi. Har bir tsiklda yoy buzilish bilan boshlanadi va oqim yo'nalishini o'zgartirganda elektrodlar rollarni o'zgartiradi. Joriy chastotaning oshishi bilan har bir yarim tsiklda divergentsiyada ionlanish uchun etarli vaqt yo'q va yoyni saqlab qolish uchun buzilish endi kerak emas - kuchlanish va oqim xarakteristikasi yanada ohmik bo'ladi.

Boshqa jismoniy hodisalar orasida joy

Elektr yoylarining turli shakllari - oqim va elektr maydonining chiziqli bo'lmagan modellarining paydo bo'ladigan xususiyatlari. Ark ikkita Supero'tkazuvchilar elektrod (ko'pincha volfram yoki uglerod) orasidagi gaz bilan to'ldirilgan bo'shliqda paydo bo'ladi, natijada ko'pchilik materiallarni eritish yoki bug'lash qobiliyatiga ega bo'lgan juda yuqori haroratlar paydo bo'ladi. Elektr yoyi uzluksiz zaryadsizlanishdir, shunga o'xshash elektr uchqunli razryad esa bir zumda bo'ladi. Voltaik yoy doimiy oqim zanjirlarida ham, o'zgaruvchan tok zanjirlarida ham paydo bo'lishi mumkin. Ikkinchi holda, u joriy hodisaning har bir yarim davriga qayta-qayta urishi mumkin. Elektr yoyi nurli razryaddan farq qiladi, chunki oqim zichligi ancha yuqori va yoy ichidagi kuchlanish pasayishi past. Katodda oqim zichligi kvadrat santimetr uchun bir megaamperga yetishi mumkin.

Buzg'unchi potentsial

Elektr yoyi oqim va kuchlanish o'rtasida chiziqli bo'lmagan munosabatga ega. Yoy hosil bo'lgandan so'ng (yoki yorug'lik oqimidan oldinga siljish yoki elektrodlarga bir lahza tegib, keyin ularni ajratish orqali), oqimning oshishi kamon terminallari orasidagi kuchlanishning past bo'lishiga olib keladi. Ushbu salbiy qarshilik effekti barqaror yoyni saqlab turish uchun kontaktlarning zanglashiga olib kirishi uchun ijobiy impedansning qandaydir shaklini (masalan, elektr balastini) talab qiladi. Bu xususiyat apparatdagi boshqarilmaydigan elektr yoylarining bunchalik halokatli bo'lishiga sabab bo'ladi, chunki yoy paydo bo'lgandan so'ng, qurilma yo'q qilinmaguncha doimiy kuchlanish manbasidan tobora ko'proq oqim oladi.

Amaliy foydalanish

Sanoat miqyosida elektr yoylari payvandlash, plazmali kesish, elektr toki bilan ishlov berish, kino proyektorlarida va yoritishda boshq chiroq sifatida ishlatiladi. Elektr boshq pechlari po'lat va boshqa moddalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Kaltsiy karbid shu tarzda olinadi, chunki endotermik reaktsiyaga erishish uchun katta miqdorda energiya talab qilinadi (2500 ° S haroratda).

Karbonli yoy chiroqlari birinchi elektr chiroqlar edi. Ular 19-asrda ko'cha chiroqlari uchun va Ikkinchi Jahon urushigacha projektorlar kabi maxsus qurilmalar uchun ishlatilgan. Bugungi kunda past bosimli elektr yoylari ko'plab sohalarda qo'llaniladi. Masalan, yoritish uchun lyuminestsent, simob, natriy va metall galoidli lampalar, kinoproyektorlar uchun esa ksenon yoy lampalar ishlatiladi.

Kichkina o'lchamdagi yoy chaqnashi kabi kuchli elektr yoyi hosil bo'lishi portlovchi detonatorlarning asosidir. Olimlar voltaik yoy nima ekanligini va undan qanday foydalanish mumkinligini bilib olgach, dunyo qurollarining xilma-xilligi samarali portlovchi moddalar bilan to'ldirildi.

Qolgan asosiy dastur - uzatish tarmoqlari uchun yuqori kuchlanishli o'chirish moslamalari. Zamonaviy qurilmalarda yuqori bosimli oltingugurt geksaflorid ham qo'llaniladi.

Xulosa

Voltaik yoyning yonish chastotasiga qaramay, u sanoatda, ishlab chiqarishda va bezak buyumlarini yaratishda hali ham keng qo'llaniladigan juda foydali jismoniy hodisa hisoblanadi. Uning o'ziga xos estetikasi bor va uning surati ko'pincha ilmiy-fantastik filmlarda porlaydi. Voltaik yoyning mag'lubiyati halokatli emas.

5-MA'RUZA

ELEKTR ARC

Elektr yoyida yuzaga kelishi va fizik jarayonlar. Muhim oqimlar va kuchlanishlarda elektr davrining ochilishi divergent kontaktlar orasidagi elektr zaryadsizlanishi bilan birga keladi. Kontaktlar orasidagi havo bo'shlig'i ionlanadi va o'tkazuvchan bo'ladi, unda yoy yonadi. Ajratish jarayoni kontaktlar orasidagi havo bo'shlig'ini deionizatsiya qilishdan iborat, ya'ni elektr zaryadini tugatish va dielektrik xususiyatlarni tiklash. Maxsus sharoitlarda: past oqimlar va kuchlanishlar, oqim noldan o'tayotgan paytda o'zgaruvchan tok zanjirining uzilishi elektr zaryadsizlanishisiz sodir bo'lishi mumkin. Ushbu o'chirish uchqunsiz tanaffus deb ataladi.

Chiqarish bo'shlig'idagi kuchlanish pasayishining gazlardagi elektr zaryadining oqimiga bog'liqligi rasmda ko'rsatilgan. bitta.

Elektr yoyi yuqori harorat bilan birga keladi. Shuning uchun kamon nafaqat elektr hodisasi, balki termal hamdir. Oddiy sharoitlarda havo yaxshi izolyator hisoblanadi. 1 sm havo bo'shlig'ining buzilishi 30 kV kuchlanishni talab qiladi. 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 apparatlaridagi yoy jarayonlari uchun elektrodlardagi jarayonlar (termoelektron va maydon emissiyasi) va yoy bo'shlig'idagi jarayonlar (issiqlik va zarba ionizatsiyasi) eng katta ahamiyatga ega.

Termion emissiyasi qizdirilgan sirtdan elektronlar chiqishi deyiladi. Kontaktlar ajralib ketganda, kontaktning kontakt qarshiligi va kontakt sohasidagi oqim zichligi keskin oshadi. Platforma qiziydi, eriydi va erigan metalldan kontakt istmus hosil bo'ladi. Kontaktlar uzoqlashganda istmus buziladi va kontaktlarning metalli bug'lanadi. Yoyning asosi va elektron nurlanish manbai bo'lib xizmat qiladigan salbiy elektrodda qizil-issiq maydon (katod nuqtasi) hosil bo'ladi. Kontaktlar ochilganda elektr yoyi paydo bo'lishining sababi termion emissiya hisoblanadi. Termiyonik emissiya oqimining zichligi harorat va elektrod materialiga bog'liq.

Avtoelektron emissiya kuchli elektr maydon ta'sirida katoddan elektronlar chiqarish hodisasi deyiladi. Kontaktlar ochiq bo'lsa, ularga tarmoq kuchlanishi qo'llaniladi. Kontaktlar yopilganda, harakatlanuvchi kontakt sobit kontaktga yaqinlashganda, kontaktlar orasidagi elektr maydon kuchi ortadi. Kontaktlar orasidagi kritik masofada maydon kuchi 1000 kV/mm ga etadi. Bunday elektr maydon kuchi elektronlarni sovuq katoddan chiqarish uchun etarli. Dala emissiya oqimi kichik va faqat yoy zaryadsizlanishining boshlanishi bo'lib xizmat qiladi.

Shunday qilib, divergent kontaktlarda yoy zaryadsizlanishining paydo bo'lishi termion va avtoelektron emissiyalarning mavjudligi bilan izohlanadi. Kontaktlar yopilganda elektr yoyining paydo bo'lishi avtoelektron emissiya bilan bog'liq.

ta'sir ionlashuvi elektronlarning neytral zarracha bilan to'qnashuvida erkin elektronlar va musbat ionlarning paydo bo'lishi deyiladi. Erkin elektron neytral zarrachani parchalaydi. Natijada yangi erkin elektron va musbat ion hosil bo'ladi. Yangi elektron, o'z navbatida, keyingi zarrachani ionlashtiradi. Elektron gaz zarrachasini ionlashtira olishi uchun u ma'lum tezlikda harakatlanishi kerak. Elektronning tezligi o'rtacha erkin yo'l bo'ylab potentsial farqiga bog'liq. Shuning uchun, odatda, elektronning 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 ionlanish potentsiallarining eng pasti 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 baravar past: mis bug'lari uchun 7,7V.

Termal ionlanish yuqori harorat ta'sirida yuzaga keladi. Yoy valining harorati 4000÷7000 K ga, ba'zan esa 15000 K ga etadi. Bu haroratda harakatlanuvchi gaz zarrachalarining soni va tezligi keskin ortadi. To'qnashuvda 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. Etarli miqdordagi bo'sh zaryadlar bilan paydo bo'lgan kamon zaryadini saqlash 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 paydo bo'lganda, ionlanish jarayonlari ustunlik qiladi, doimiy yonib turgan yoyda ionlanish va deionizatsiya jarayonlari bir xil darajada intensiv bo'ladi, deionizatsiya jarayonlari ustunligi bilan yoy o'chadi.

Deionizatsiya asosan rekombinatsiya va diffuziya tufayli sodir bo'ladi. rekombinatsiya har xil zaryadlangan zarralarning aloqaga kirishishi natijasida neytral zarrachalarni hosil qilish jarayonidir. Diffuziya zaryadlangan zarralar - zaryadlangan zarralarni yoy bo'shlig'idan atrofdagi bo'shliqqa olib chiqish jarayoni, bu esa yoyning o'tkazuvchanligini pasaytiradi. Diffuziya ham elektr, ham issiqlik omillariga bog'liq. Yoy milidagi zaryad zichligi periferiyadan markazga oshadi. Buni hisobga olgan holda, ionlarni markazdan periferiyaga ko'chib o'tishga va yoy hududini tark etishga majbur qiladigan elektr maydoni hosil bo'ladi. 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 qiymati rekombinatsiyaga yaqin bo'lishi mumkin. Tor tirqish yoki yopiq kamerada yonayotgan yoyda rekombinatsiya tufayli deionizatsiya sodir bo'ladi.

ELEKTR YOYDAGI VOLTAJ TUSHISHI

Statsionar yoy bo'ylab kuchlanishning pasayishi notekis taqsimlanadi. Kuchlanishning pasayishi sxemasi U d va bo'ylama kuchlanish gradienti (yoy uzunligi birligiga kuchlanish pasayishi) E d yoy bo'ylab rasmda ko'rsatilgan. 2.

Ishlash jarayoni U d va E d yaqin elektrodli hududlarda kamonning qolgan qismidagi xarakteristikalar harakatidan keskin farq qiladi. Elektrodlarda, katodga yaqin va anodga yaqin hududlarda 10-3 mm oraliqda, katodga yaqin deb ataladigan kuchlanishning keskin pasayishi kuzatiladi. U uchun va anod U a . DA katod mintaqada, ularning yuqori harakatchanligi tufayli elektronlar tanqisligi hosil bo'ladi. Ushbu mintaqada potentsial farqni keltirib chiqaradigan hajmli musbat zaryad hosil bo'ladi U uchun, taxminan 10÷20V. Katodga yaqin hududdagi 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 statsionar DC yoyi

DA anod mintaqada manfiy fazoviy zaryad hosil bo'lib, potentsial farqni keltirib chiqaradi U a. Anod tomon yo'nalgan elektronlar tezlashadi va anod yaqinida joylashgan ikkilamchi elektronlarni anoddan chiqarib yuboradi.

Anod va katod kuchlanishining pasayishining umumiy qiymati elektrodga yaqin kuchlanish pasayishi deb ataladi:
va 20-30V.

Yoyning qolgan qismida, kamon novdasi deb ataladi, kuchlanish pasayishi U d yoy uzunligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional:

,

qayerda E ST kamon milidagi uzunlamasına kuchlanish gradienti, l ST yoy milining uzunligi.

Bu yerda gradient poya bo‘ylab doimiy bo‘ladi. 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 ( ) Kirxgof tenglamasi o‘rinli: , (1) qayerda - oqimning o'zgarishi bilan indüktansdagi kuchlanishning pasayishi. Doimiy yonib turgan yoy bilan (statsionar holat ) ifoda (1) quyidagi shaklni oladi: . (2) Yoyni o'chirish uchun undagi oqim doimo kamayishi kerak. Bu shuni anglatadiki :

Elektr zanjiri ochilganda, shaklda elektr zaryadsizlanishi sodir bo'ladi elektr yoyi. Elektr yoyining paydo bo'lishi uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish 0,1A yoki undan ko'p zanjirdagi oqimda 10 V dan yuqori bo'lishi kifoya. Muhim kuchlanish va oqimlarda kamon ichidagi harorat 3 - 15 ming ° S ga yetishi mumkin, buning natijasida kontaktlar va oqim o'tkazuvchi qismlar eriydi.

110 kV va undan yuqori kuchlanishlarda kamon uzunligi bir necha metrga yetishi mumkin. Shuning uchun, ayniqsa, yuqori quvvatli elektr zanjirlarida 1 kV dan yuqori kuchlanishdagi elektr yoyi katta xavf tug'diradi, garchi jiddiy oqibatlar 1 kV dan past kuchlanishli qurilmalarda bo'lishi mumkin. Natijada, elektr yoyi imkon qadar cheklangan bo'lishi va 1 kV dan yuqori va past kuchlanishli zanjirlarda tezda o'chirilishi kerak.

Elektr yoyining hosil bo'lish jarayonini quyidagicha soddalashtirish mumkin. Kontaktlar ajralib chiqqanda, birinchi navbatda kontakt bosimi pasayadi va shunga mos ravishda aloqa yuzasi ortadi (joriy zichlik va harorat - mahalliy (aloqa maydonining ma'lum qismlarida) qizib ketish boshlanadi, bu esa yuqori harorat ta'sirida termion emissiyaga yordam beradi. harorat elektronlar tezligini oshiradi va ular elektrod yuzasidan chiqib ketadi.

Kontaktlar ajralish paytida, ya'ni kontaktlarning zanglashiga olib kelganda, kontakt bo'shlig'ida kuchlanish tezda tiklanadi. Bu holda kontaktlar orasidagi masofa kichik bo'lgani uchun, yuqori kuchlanish paydo bo'ladi, uning ta'siri ostida elektronlar elektrod yuzasidan qochib ketadi. Ular elektr maydonida tezlashadi va neytral atomga urilganda unga kinetik energiyasini beradi. Agar bu energiya neytral atomning qobig'idan kamida bitta elektronni yirtib tashlash uchun etarli bo'lsa, u holda ionlanish jarayoni sodir bo'ladi.

Hosil bo'lgan erkin elektronlar va ionlar yoy o'qining plazmasini, ya'ni yoy yonadigan va zarrachalarning uzluksiz harakati ta'minlangan ionlangan kanalni tashkil qiladi. Bunday holda, manfiy zaryadlangan zarralar, birinchi navbatda elektronlar, bir yo'nalishda (anod tomon) va bir yoki bir nechta elektrondan mahrum bo'lgan atomlar va gaz molekulalari - musbat zaryadlangan zarralar - teskari yo'nalishda (katod tomon) harakatlanadi. Plazma o'tkazuvchanligi metallarnikiga yaqin.

Ark shaftida katta oqim oqadi va yuqori harorat hosil bo'ladi. Yoy milining bunday harorati termal ionlanishga olib keladi - yuqori kinetik energiyaga ega bo'lgan molekulalar va atomlarning yuqori harakat tezligida (yoy yonayotgan muhitning molekulalari va atomlari) to'qnashuvi natijasida ionlarning hosil bo'lish jarayoni. elektronlar va musbat zaryadlangan ionlar). Kuchli termal ionizatsiya yuqori plazma o'tkazuvchanligini saqlaydi. Shuning uchun, kamon uzunligi bo'ylab kuchlanish pasayishi kichikdir.

Elektr yoyida ikkita jarayon uzluksiz davom etadi: ionlanishdan tashqari, atomlar va molekulalarning deionizatsiyasi ham mavjud. Ikkinchisi, asosan, diffuziya, ya'ni zaryadlangan zarrachalarning atrof-muhitga o'tishi va elektronlar va musbat zaryadlangan ionlarning rekombinatsiyasi, ularning parchalanishiga sarflangan energiyani qaytarish bilan neytral zarrachalarga qayta birlashishi bilan sodir bo'ladi. Bunday holda, issiqlik atrof-muhitga chiqariladi.

Shunday qilib, ko'rib chiqilayotgan jarayonning uchta bosqichini ajratib ko'rsatish mumkin: ta'sirning ionlanishi va katoddan elektron emissiyasi tufayli kamon zaryadsizlanishi boshlanganda va ionlanish intensivligi deionizatsiyadan yuqori bo'lsa, yoyning yonishi, issiqlik ionizatsiyasi tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan barqaror yoy yonishi. kamon o'qida, ionlanish va deionizatsiya intensivligi bir xil bo'lsa, deionizatsiya intensivligi ionlanishdan yuqori bo'lsa, yoyning so'nishi.

Elektr kommutatsiya qurilmalarida yoyni o'chirish usullari

Elektr zanjirining elementlarini uzish va shu bilan kommutatsiya moslamasining shikastlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun nafaqat uning kontaktlarini ochish, balki ular orasida paydo bo'ladigan yoyni ham o'chirish kerak. O'zgaruvchan va to'g'ridan-to'g'ri oqim uchun yoyni yo'q qilish jarayonlari, shuningdek, yonish har xil. Bu, birinchi holda, yoydagi oqim har bir yarim tsiklda noldan o'tishi bilan aniqlanadi. Bu lahzalarda yoyda energiya chiqishi to'xtaydi va yoy har safar o'z-o'zidan o'chadi va keyin yana yonadi.

Amalda, yoydagi oqim nol kesishmasidan bir oz oldin nolga yaqinlashadi, chunki oqim pasayganda, yoyga beriladigan energiya kamayadi, yoyning harorati mos ravishda pasayadi va termal ionlanish to'xtaydi. Bunday holda, yoy bo'shlig'ida deionizatsiya jarayoni intensiv ravishda davom etadi. Agar hozirda kontaktlarni ochsangiz va tezda ajratib qo'ysangiz, keyingi elektr uzilishi sodir bo'lmasligi mumkin va kontaktlarning zanglashiga olib o'tish yoyisiz o'chiriladi. Biroq, buni amalda bajarish nihoyatda qiyin va shuning uchun yoyning so'nishini tezlashtirish uchun maxsus choralar ko'riladi, bu esa yoy bo'shlig'ining sovishini va zaryadlangan zarrachalar sonining kamayishini ta'minlaydi.

Deionizatsiya natijasida bo'shliqning dielektrik kuchi asta-sekin o'sib boradi va shu bilan birga, undagi tiklanadigan kuchlanish kuchayadi. Bu davrning keyingi yarmida yoy yonadimi yoki yo'qmi, bu qiymatlarning nisbatiga bog'liq. Agar bo'shliqning dielektrik kuchi tezroq oshsa va tiklanish kuchlanishidan kattaroq bo'lsa, yoy endi yonmaydi, aks holda yoy barqaror bo'ladi. Birinchi shart yoyni o'chirish muammosini belgilaydi.

Kommutatsiya qurilmalarida yoyni o'chirishning turli usullari qo'llaniladi.

Ark kengaytmasi

Elektr zanjirini o'chirish jarayonida kontaktlar ajralib ketganda, paydo bo'lgan yoy cho'ziladi. Bunday holda, yoyni sovutish uchun sharoitlar yaxshilanadi, chunki uning yuzasi oshadi va yonish uchun ko'proq kuchlanish talab qilinadi.

Uzun yoyni bir qator qisqa yoylarga bo'lish

Kontaktlar ochilganda hosil bo'lgan kamon K qisqa yoylarga bo'lingan bo'lsa, masalan, uni metall panjaraga mahkamlash orqali, keyin u chiqib ketadi. Yoy odatda girdobli oqimlar bilan panjara plitalarida induktsiya qilingan elektromagnit maydon ta'sirida metall panjara ichiga tortiladi. Yoyni o'chirishning bu usuli 1 kV dan past kuchlanishli kommutatsiya qurilmalarida, xususan, avtomatik havo o'chirgichlarida keng qo'llaniladi.

Tor tirqishlarda yoyni sovutish

Kichik hajmda kamonni o'chirish osonlashadi. Shuning uchun, uzunlamasına tirqishlari bo'lgan yoy naylari keng qo'llaniladi (bunday tirqishning o'qi yoy o'qining o'qi yo'nalishi bo'yicha mos keladi). Bunday bo'shliq odatda izolyatsion kamonga chidamli materiallardan tayyorlangan kameralarda hosil bo'ladi. Yoyning sovuq yuzalar bilan aloqasi tufayli uning intensiv sovishi, zaryadlangan zarralarning atrof-muhitga tarqalishi va shunga mos ravishda tez deionizatsiya sodir bo'ladi.

Tekis-parallel devorlari bo'lgan tirqishlardan tashqari, qovurg'alar, protrusionlar va kengaytmalar (cho'ntaklar) bo'lgan uyalar ham ishlatiladi. Bularning barchasi kamon milining deformatsiyasiga olib keladi va uning kameraning sovuq devorlari bilan aloqa qilish maydonining oshishiga yordam beradi.

Yoyning tor bo'shliqlarga tortilishi odatda yoy bilan o'zaro ta'sir qiluvchi magnit maydon ta'sirida sodir bo'ladi, bu oqim o'tkazuvchisi sifatida qaralishi mumkin.

Yoyni ko'chirish uchun tashqi ko'pincha kamon sodir bo'lgan kontaktlar bilan ketma-ket bog'langan bobin bilan ta'minlanadi. Tor teshiklarda yoyni o'chirish barcha kuchlanish uchun qurilmalarda qo'llaniladi.

Yuqori bosimli yoyni o'chirish

Doimiy haroratda gazning ionlanish darajasi bosim ortishi bilan kamayadi, gazning issiqlik o'tkazuvchanligi esa ortadi. Boshqa narsalar teng bo'lsa, bu kamonning sovishini kuchayishiga olib keladi. Yoyning o'zi tomonidan mahkam yopiq kameralarda yaratilgan yuqori bosim yordamida yoyni o'chirish sug'urta va boshqa bir qator qurilmalarda keng qo'llaniladi.

Yog 'ichida yoyni o'chirish

Yog 'ichiga joylashtirilsa, ular ochilganda paydo bo'ladigan yoy yog'ning kuchli bug'lanishiga olib keladi. Natijada, yoy atrofida asosan vodorod (70 ... 80%), shuningdek, neft bug'idan iborat gaz pufakchasi (qobiq) hosil bo'ladi. Yuqori tezlikda chiqarilgan gazlar to'g'ridan-to'g'ri yoy o'qi zonasiga kirib, pufakchada sovuq va issiq gazning aralashishiga olib keladi, intensiv sovutishni va shunga mos ravishda yoy bo'shlig'ining deionizatsiyasini ta'minlaydi. Bundan tashqari, gazlarning deionizatsiya qobiliyati pufak ichidagi yog'ning tez parchalanishi paytida hosil bo'lgan bosimni oshiradi.

Yog 'ichida yoyni o'chirish jarayonining intensivligi qanchalik yuqori bo'lsa, yoy yog'ga qanchalik yaqin bo'lsa va yog'ning yoyga nisbatan tezroq harakatlanishi. Shuni hisobga olgan holda, yoy bo'shlig'i yopiq izolyatsiyalash moslamasi bilan cheklangan - yoy trubkasi. Ushbu kameralarda yog'ning yoy bilan yaqinroq aloqasi yaratiladi va izolyatsion plitalar va egzoz teshiklari yordamida yoyning intensiv puflanishini (üflenmesini) ta'minlovchi neft va gazlar harakatlanadigan ishchi kanallar hosil bo'ladi.

Ark kanallari ishlash printsipiga ko'ra, ular uchta asosiy guruhga bo'linadi: avtomatik puflash bilan, yoyda ajralib chiqadigan energiya hisobiga yoy zonasida yuqori bosim va gaz harakati tezligi yaratilganda, maxsus nasos yordamida moyni majburiy puflash bilan. gidravlik mexanizmlar, yog'da magnit o'chirish bilan, yoy magnit maydon ta'sirida bo'lganda, tor teshiklarga o'tadi.

Eng samarali va oddiy avtoblast bilan yoy naylari. Kanallar va egzoz teshiklarining joylashishiga qarab, gaz-bug 'aralashmasi va yog'ning yoy bo'ylab (uzunlamasına portlash) yoki yoy bo'ylab (ko'ndalang portlash) intensiv puflanishi ta'minlangan kameralar ajratiladi. Yoyni o'chirishning ko'rib chiqilgan usullari 1 kV dan yuqori kuchlanish uchun o'chirgichlarda keng qo'llaniladi.

1 kV dan yuqori kuchlanish uchun qurilmalarda yoyni o'chirishning boshqa usullari

Yoyni o'chirishning yuqoridagi usullariga qo'shimcha ravishda ular quyidagilardan ham foydalanadilar: oqimi yoyni bo'ylab yoki bo'ylab puflab, uning intensiv sovishini ta'minlaydigan siqilgan havo (havo o'rniga boshqa gazlar ham ishlatiladi, ko'pincha qattiq gazdan olinadi) hosil qiluvchi materiallar - tolalar, vinil plastmassa va boshqalar - yonayotgan yoyning o'zi tomonidan parchalanishi tufayli), havo va vodorodga qaraganda yuqori elektr quvvatiga ega, buning natijasida bu gazda yonayotgan yoy tezda o'chadi. atmosfera bosimi, juda kam uchraydigan gaz (vakuum), kontaktlarning zanglashiga olib kirishda, oqimning noldan birinchi o'tishidan keyin yoy yana yonmaydi (o'chmaydi).

1. Yoyni boshlash va yoqish shartlari

Elektr zanjirining ochilishi, unda oqim mavjud bo'lganda, kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Agar uzilgan zanjirda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim va kuchlanish ushbu shartlar uchun kritik qiymatdan katta bo'lsa, u holda yoy, yonish vaqti kontaktlarning zanglashiga olib keladigan parametrlariga va yoy bo'shlig'ini deionizatsiya qilish shartlariga bog'liq. Mis kontaktlarini ochishda yoyning shakllanishi 0,4-0,5 A oqim va 15 V kuchlanishda mumkin.

Guruch. bitta. Statsionar doimiy yoy kuchlanishidagi joylashuv U(a) va intensivligiE(b).

Yoyda katodga yaqin bo'shliq, yoyning o'qi va anodga yaqin bo'shliq farqlanadi (1-rasm). Barcha stresslar ushbu hududlar o'rtasida taqsimlanadi U uchun, U sd, U a. DC yoyida katod kuchlanishining pasayishi 10-20 V, bu qismning uzunligi 10-4-10-5 sm, shuning uchun katod yaqinida yuqori elektr maydon kuchi (105-106 V / sm) kuzatiladi. . Bunday yuqori intensivlikda zarba ionlashuvi sodir bo'ladi. Uning mohiyati shundaki, elektr maydonining kuchlari (maydon emissiyasi) yoki katodning qizishi (termion emissiyasi) tufayli katoddan yirtilgan elektronlar elektr maydonida tezlashadi va neytral atomga urilganda. , unga ularning kinetik energiyasini bering. Agar bu energiya neytral atomning qobig'idan bitta elektronni yirtib tashlash uchun etarli bo'lsa, u holda ionlanish sodir bo'ladi. Olingan erkin elektronlar va ionlar yoy milining plazmasini tashkil qiladi.

Guruch. 2. .

Plazma o'tkazuvchanligi metallarnikiga yaqinlashadi [ da\u003d 2500 1 / (Ohm × sm)] / Yoy milida katta oqim o'tadi va yuqori harorat hosil bo'ladi. Oqim zichligi 10 000 A/sm2 yoki undan ko'pga yetishi mumkin, harorat esa atmosfera bosimida 6000 K dan yuqori bosimlarda 18 000 K yoki undan ko'p bo'lishi mumkin.

Ark shaftidagi yuqori haroratlar plazmaning yuqori o'tkazuvchanligini saqlaydigan kuchli termal ionlanishga olib keladi.

Termik ionlanish - yuqori kinetik energiyaga ega bo'lgan molekulalar va atomlarning yuqori harakat tezligida to'qnashuvi natijasida ionlarning hosil bo'lish jarayoni.

Yoydagi oqim qanchalik katta bo'lsa, uning qarshiligi shunchalik past bo'ladi va shuning uchun kamonni yoqish uchun kamroq kuchlanish talab qilinadi, ya'ni katta oqim bilan yoyni o'chirish qiyinroq.

Muqobil oqim bilan, quvvat manbai kuchlanishi u cd sinusoidal ravishda o'zgaradi, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim ham o'zgaradi i(2-rasm) va oqim kuchlanishdan taxminan 90 ° orqada qoladi. Ark kuchlanishi u e, kalitning kontaktlari orasidagi yonish, vaqti-vaqti bilan. Past oqimlarda kuchlanish qiymatga oshadi u h (ateşleme kuchlanishi), keyin kamondagi oqim kuchayishi va termal ionlashuv kuchayishi bilan kuchlanish pasayadi. Yarim davrning oxirida, oqim nolga yaqinlashganda, kamon o'chirish kuchlanishida o'chadi. u d) Keyingi yarim siklda, bo'shliqni deionizatsiya qilish choralari ko'rilmasa, hodisa takrorlanadi.

Agar yoy u yoki bu tarzda o'chirilgan bo'lsa, u holda kalitning kontaktlari orasidagi kuchlanish tarmoq kuchlanishiga qaytarilishi kerak - u vz (2-rasm, A nuqta). Shu bilan birga, zanjirda induktiv, faol va sig'imli qarshiliklar mavjud bo'lganligi sababli, vaqtinchalik jarayon sodir bo'ladi, kuchlanish o'zgarishlari paydo bo'ladi (2-rasm), uning amplitudasi. U c, max normal kuchlanishdan sezilarli darajada oshib ketishi mumkin. Uskunani uzish uchun AB bo'limida kuchlanish qanday tezlikda tiklanganligi muhim ahamiyatga ega. Xulosa qilib shuni ta'kidlash mumkinki, kamon zaryadsizlanishi ta'sirning ionlanishi va katoddan elektron emissiyasi tufayli boshlanadi va yondirilgandan so'ng yoy kamon milidagi termal ionlanish orqali saqlanadi.

Kommutatsiya qurilmalarida nafaqat kontaktlarni ochish, balki ular o'rtasida paydo bo'lgan yoyni o'chirish ham kerak.

O'zgaruvchan tok zanjirlarida yoydagi tok har yarim siklda noldan o'tadi (2-rasm), bu momentlarda yoy o'z-o'zidan o'chadi, lekin keyingi yarim tsiklda u yana paydo bo'lishi mumkin. Oscillogrammalardan ko'rinib turibdiki, yoydagi oqim tabiiy nol kesishmasidan biroz oldin nolga yaqinlashadi (3-rasm, a). Bu oqim pasayganda, yoyga beriladigan energiya kamayadi, shuning uchun yoyning harorati pasayadi va termal ionlanish to'xtaydi. O'lik vaqt davomiyligi t n kichik (o'nlab dan bir necha yuzlab mikrosekundlargacha), lekin yoyni o'chirishda muhim rol o'ynaydi. Agar siz o'lik vaqt ichida kontaktlarni ochsangiz va ularni elektr uzilishi sodir bo'lmaydigan masofaga etarli tezlikda ajratsangiz, kontaktlarning zanglashiga olib kelishi juda tez sodir bo'ladi.

Oqimsiz pauza vaqtida ionlanish intensivligi keskin pasayadi, chunki termal ionlanish sodir bo'lmaydi. Kommutatsiya qurilmalarida, bundan tashqari, yoy bo'shlig'ini sovutish va zaryadlangan zarrachalar sonini kamaytirish uchun sun'iy choralar ko'riladi. Ushbu deionizatsiya jarayonlari bo'shliqning dielektrik kuchining asta-sekin o'sishiga olib keladi u pr (3-rasm, b).

Oqim noldan o'tgandan so'ng bo'shliqning elektr quvvatining keskin o'sishi, asosan, katodga yaqin bo'shliqning kuchayishi (150-250V o'zgaruvchan tok zanjirlarida) tufayli sodir bo'ladi. Shu bilan birga, qayta tiklash kuchlanishi ortadi u ichida. Agar istalgan vaqtda u pr > u bo'shliq buzilmaydi, oqim noldan o'tgandan keyin yoy yana yoqilmaydi. Agar biror nuqtada u pr = u c, keyin bo'shliqda yoy qayta yoqiladi.

Guruch. 3. :

a- oqimning noldan tabiiy o'tishida yoyning so'nishi; b- oqim noldan o'tganda yoy bo'shlig'ining elektr quvvatini oshirish

Shunday qilib, kamonni o'chirish vazifasi kontaktlar orasidagi bo'shliqning dielektrik kuchiga ega bo'lgan sharoitlarni yaratishga qisqartiriladi. u pr ular orasida yanada keskinlik bor edi u ichida.

O'chiriladigan qurilmaning kontaktlari orasidagi kuchlanishning ko'tarilishi jarayoni o'chirilgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan parametrlariga qarab boshqa xarakterga ega bo'lishi mumkin. Agar faol qarshilik ustunligi bo'lgan sxema o'chirilgan bo'lsa, u holda kuchlanish aperiodik qonunga muvofiq tiklanadi; agar zanjirda induktiv qarshilik ustunlik qilsa, u holda tebranishlar sodir bo'ladi, ularning chastotalari kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sig'im va indüktans nisbatiga bog'liq. Tebranish jarayoni kuchlanishning sezilarli darajada tiklanishiga olib keladi va bu tezlikni oshiradi du ichida/ dt, bo'shliqning buzilishi va yoyni qayta yoqish ehtimoli qanchalik katta. Yoyni o'chirish shartlarini engillashtirish uchun o'chirilgan oqim davriga faol qarshiliklar kiritiladi, keyin kuchlanishning tiklanish tabiati aperiodik bo'ladi (3-rasm, 3-rasm). b).

3. 1000 gacha bo'lgan kommutatsiya qurilmalarida yoyni o'chirish usullariDA

1 kVgacha bo'lgan kommutatsiya qurilmalarida kamonni o'chirishning quyidagi usullari keng qo'llaniladi:

Kontaktlarning tez ajralishida yoyning cho'zilishi.

Ark qancha uzun bo'lsa, uning mavjudligi uchun zarur bo'lgan kuchlanish shunchalik katta bo'ladi. Quvvat manbaining kuchlanishi kamroq bo'lsa, u holda kamon o'chadi.

Uzun yoyning bir qator qisqa yoylarga bo'linishi (4-rasm, a).
Shaklda ko'rsatilganidek. 1, boshq kuchlanishi katodning yig'indisidir U va anodga U va kuchlanish pasayishi va kamon mili kuchlanishi U sd:

U d= U k+ U a+ U sd= U e+ U sd.

Agar kontaktlar ochilganda paydo bo'lgan uzun yoy metall plitalarning kamon o'chirish panjarasiga tortilsa, u holda u bo'linadi. N qisqa yoylar. Har bir qisqa yoy o'zining katod va anod kuchlanishiga ega bo'ladi. U e. Ark o'chadi, agar:

U n U uh,

qayerda U- tarmoq kuchlanishi; U e - katod va anod kuchlanishining pasayishi yig'indisi (to'g'ridan-to'g'ri yoyida 20-25 V).

AC yoyi ham bo'linishi mumkin N qisqa yoylar. Hozirgi vaqtda oqim noldan o'tadi, katodga yaqin bo'shliq bir zumda 150-250 V elektr quvvatiga ega bo'ladi.

Agar yoy o'chadi

Tor bo'shliqlarda yoyni o'chirish.

Agar yoy kamonga chidamli materialdan hosil bo'lgan tor tirqishda yonsa, u holda sovuq yuzalar bilan aloqa qilish natijasida intensiv sovutish va zaryadlangan zarrachalarning atrof-muhitga tarqalishi sodir bo'ladi. Bu tez deionizatsiyaga va yoyni o'chirishga olib keladi.

Guruch. 4.

a- uzun yoyni qisqalarga bo'lish; b– yoyni yoy nayining tor tirqishiga chizish; ichida– yoyning magnit maydonda aylanishi; G- yog'da yoyni o'chirish: 1 - qattiq aloqa; 2 - yoy tanasi; 3 - vodorod qobig'i; 4 - gaz zonasi; 5 - neft bug'lari zonasi; 6 - harakatlanuvchi kontakt

Magnit maydonda yoy harakati.

Elektr yoyi tok o'tkazuvchisi sifatida qaralishi mumkin. Agar yoy magnit maydonda bo'lsa, unda chap qo'l qoidasi bilan aniqlangan kuch ta'sir qiladi. Agar siz yoy o'qiga perpendikulyar yo'naltirilgan magnit maydon yaratsangiz, u translatsion harakatni qabul qiladi va yoy trubasining tirqishiga tortiladi (4-rasm, b).

Radial magnit maydonda yoy aylanish harakatini oladi (4-rasm, ichida). Magnit maydon doimiy magnitlar, maxsus bobinlar yoki oqim o'tkazuvchi zanjirning o'zi tomonidan yaratilishi mumkin. Yoyning tez aylanishi va harakati uning sovishi va deionizatsiyasiga yordam beradi.

Yoyni o'chirishning oxirgi ikki usuli (tor tirqishlarda va magnit maydonda) 1 kV dan yuqori kuchlanishli kommutatsiya qurilmalarida ham qo'llaniladi.

4. 1 dan yuqori qurilmalarda yoyni o'chirishning asosiy usullarikV.

1 kV dan ortiq kommutatsiya qurilmalarida 2 va 3-usullar p.p. 1.3. va quyidagi yoyni o'chirish usullari keng qo'llaniladi:

1. Yog 'ichida yoyni o'chirish .

Agar o'chirish moslamasining kontaktlari moyga joylashtirilsa, unda ochilish paytida yuzaga keladigan yoy intensiv gaz hosil bo'lishiga va yog'ning bug'lanishiga olib keladi (4-rasm, G). Yoy atrofida gaz pufakchasi hosil bo'lib, asosan vodoroddan (70-80%) iborat; neftning tez parchalanishi qabariqdagi bosimning oshishiga olib keladi, bu esa uning yaxshi sovishi va deionizatsiyasiga yordam beradi. Vodorod yuqori yoyni o'chirish xususiyatiga ega. Ark o'qi bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqada, uning deionizatsiyasiga hissa qo'shadi. Gaz pufakchasi ichida gaz va neft bug'larining uzluksiz harakati mavjud. Yog 'ichida yoyni o'chirish o'chirgichlarda keng qo'llaniladi.

2. Gaz - havo portlash .

Gazlarning yo'naltirilgan harakati - portlash yaratilsa, yoyning sovishi yaxshilanadi. Yoy bo'ylab yoki bo'ylab puflash (5-rasm) gaz zarralarining uning miliga kirib borishiga, yoyning intensiv tarqalishiga va sovishiga yordam beradi. Gaz neft yoy (moy kalitlari) yoki qattiq gaz hosil qiluvchi materiallar (avtogaz portlashi) bilan parchalanganda hosil bo'ladi. Maxsus siqilgan havo tsilindrlaridan (havo kalitlari) keladigan sovuq, ionlashtirilmagan havo bilan puflash yanada samaralidir.

3. Oqim zanjirining ko'p marta uzilishi .

Yuqori kuchlanishda yuqori oqimni o'chirish qiyin. Bu kirish energiyasi va qayta tiklanadigan kuchlanishning yuqori qiymatlarida yoy bo'shlig'ining deionizatsiyasi yanada murakkablashishi bilan izohlanadi. Shuning uchun yuqori kuchlanishli o'chirgichlarda har bir fazada bir nechta boshq uzilishlari qo'llaniladi (6-rasm). Bunday o'chirgichlarda nominal oqimning bir qismi uchun mo'ljallangan bir nechta o'chirish moslamalari mavjud. ip. Fazadagi uzilishlar soni elektron to'xtatuvchining turiga va uning kuchlanishiga bog'liq. 500-750 kV kuchlanishli o'chirgichlarda 12 ta yoki undan ko'p uzilishlar bo'lishi mumkin. Arkni o'chirishni engillashtirish uchun tiklash kuchlanishi tanaffuslar o'rtasida teng taqsimlanishi kerak. Shaklda. 6 sxematik ravishda har bir fazada ikkita tanaffusga ega bo'lgan moyli o'chirgichni ko'rsatadi.

Bir fazali qisqa tutashuv o'chirilganda, qayta tiklanadigan kuchlanish uzilishlar o'rtasida quyidagicha taqsimlanadi:

U 1/U 2 = (C 1+C 2)/C 1

qayerda U 1 ,U 2 - birinchi va ikkinchi uzilishlarga qo'llaniladigan kuchlanishlar; Bilan 1 - bu bo'shliqlarning kontaktlari orasidagi sig'im; C 2 - kontakt tizimining erga nisbatan sig'imi.

Guruch. 6. O'chirgichdagi uzilishlar bo'yicha kuchlanish taqsimoti: a - moyli o'chirgichdagi uzilishlar bo'yicha kuchlanish taqsimoti; b - sig'imli kuchlanish ajratgichlar; c - faol kuchlanish ajratgichlar.

Sifatida Bilan 2 sezilarli darajada ko'proq C 1, keyin kuchlanish U 1 > U 2 va shunga ko'ra, o'chirish moslamalari turli sharoitlarda ishlaydi. Kuchlanishni tenglashtirish uchun kondensatorlar yoki faol qarshiliklar kalitning asosiy kontaktlari (GK) bilan parallel ravishda ulanadi (16-rasm, b, ichida). Imkoniyatlar va faol shunt qarshilik qiymatlari uzilishlar bo'ylab kuchlanish teng taqsimlanishi uchun tanlanadi. O'chirish qarshiliklari bo'lgan o'chirgichlarda, GC orasidagi yoyni o'chirgandan so'ng, qarshiliklar bilan chegaralangan qo'shimcha oqim yordamchi kontaktlar (AC) bilan uziladi.

Shunt rezistorlari qayta tiklanadigan kuchlanishning ko'tarilish tezligini kamaytiradi, bu esa yoyni o'chirishni osonlashtiradi.

4. Vakuumda yoyni o'chirish .

Juda kam uchraydigan gaz (10-6-10-8 N/sm2) atmosfera bosimidagi gazdan oʻn baravar yuqori elektr quvvatiga ega. Agar kontaktlar vakuumda ochilsa, yoydagi oqimning noldan birinchi o'tishidan so'ng darhol bo'shliqning kuchi tiklanadi va yoy yana yoqilmaydi.

5. Yuqori bosimli gazlarda yoyni o'chirish .

2 MPa yoki undan ortiq bosimdagi havo yuqori elektr quvvatiga ega. Bu siqilgan havo atmosferasida yoyni o'chirish uchun juda ixcham qurilmalarni yaratishga imkon beradi. Oltingugurt geksaftorid SF6 (SF6) kabi yuqori quvvatli gazlardan foydalanish yanada samaralidir. SF6 nafaqat havo va vodorodga qaraganda ko'proq elektr quvvatiga ega, balki atmosfera bosimida ham yaxshi kamon o'chirish xususiyatlariga ega.

Elektr jihozlarini almashtirishda yoki oqim o'tkazuvchi qismlar o'rtasidagi kontaktlarning zanglashiga olib kelganda, elektr yoyi paydo bo'lishi mumkin. U foydali texnologik maqsadlarda ishlatilishi mumkin va shu bilan birga uskunaga zararli bo'lishi mumkin. Hozirgi vaqtda muhandislar elektr yoyi bilan kurashish va foydali maqsadlarda foydalanishning bir qator usullarini ishlab chiqdilar. Ushbu maqolada biz uning qanday sodir bo'lishini, oqibatlarini va ko'lamini ko'rib chiqamiz.

Ark hosil bo`lishi, uning tuzilishi va xossalari

Tasavvur qiling, biz laboratoriyada tajriba o'tkazyapmiz. Bizda ikkita o'tkazgich bor, masalan, metall mixlar. Biz ularni bir-biriga uchi bilan qisqa masofada joylashtiramiz va sozlanishi kuchlanish manbasining simlarini mixlarga ulaymiz. Agar siz quvvat manbai kuchlanishini asta-sekin oshirsangiz, unda ma'lum bir qiymatda biz uchqunlarni ko'ramiz, shundan so'ng chaqmoqqa o'xshash barqaror porlash hosil bo'ladi.

Shunday qilib, uning shakllanish jarayonini kuzatish mumkin. Elektrodlar orasida hosil bo'ladigan porlash plazmadir. Aslida, bu elektrodlar orasidagi gazli muhit orqali elektr yoyi yoki elektr tokining oqimi. Quyidagi rasmda siz uning tuzilishi va oqim kuchlanish xususiyatini ko'rasiz:

Va bu erda taxminiy haroratlar:

Nima uchun elektr yoyi paydo bo'ladi?

Har bir narsa juda oddiy, biz maqolada, shuningdek, maqolada ko'rib chiqdik, agar biron bir o'tkazgich tanasi (masalan, po'lat mix) elektr maydoniga kiritilsa, uning yuzasida zaryadlar to'plana boshlaydi. Bundan tashqari, sirtning egilish radiusi qanchalik kichik bo'lsa, ular shunchalik ko'p to'planadi. Oddiy qilib aytganda, to'lovlar tirnoqning uchida to'planadi.

Bizning elektrodlarimiz orasida havo gazdir. Elektr maydoni ta'sirida u ionlanadi. Bularning barchasi natijasida elektr yoyining hosil bo'lishi uchun sharoitlar paydo bo'ladi.

Ark paydo bo'ladigan kuchlanish o'ziga xos muhitga va uning holatiga bog'liq: bosim, harorat va boshqa omillar.

Qiziqarli: bir versiyaga ko'ra, bu hodisa shakli tufayli shunday nomlangan. Gap shundaki, razryadni yoqish jarayonida uni o'rab turgan havo yoki boshqa gaz qiziydi va ko'tariladi, buning natijasida to'g'ri chiziqli shakl buziladi va biz yoy yoki kamonni ko'ramiz.

Yoyni yoqish uchun elektrodlar orasidagi muhitning parchalanish kuchlanishini engish yoki elektr zanjirini buzish kerak. Agar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan katta induktivlik mavjud bo'lsa, u holda kommutatsiya qonunlariga ko'ra, undagi oqimni bir zumda to'xtatib bo'lmaydi, u oqishni davom ettiradi. Shu munosabat bilan, ajratilgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish kuchayadi va kuchlanish yo'qolguncha va induktorning magnit maydonida to'plangan energiya tarqalguncha yoy yonadi.

Yonish va yonish shartlarini ko'rib chiqing:

Elektrodlar orasida havo yoki boshqa gaz bo'lishi kerak. Muhitning parchalanish kuchlanishini engish uchun o'n minglab voltsli yuqori kuchlanish talab qilinadi - bu elektrodlar va boshqa omillar orasidagi masofaga bog'liq. Arkni ushlab turish uchun 50-60 volt va 10 yoki undan ortiq amperlik oqim etarli. Maxsus qiymatlar atrof-muhitga, elektrodlarning shakliga va ular orasidagi masofaga bog'liq.

Zarar keltiring va unga qarshi kurashing

Biz elektr yoyining paydo bo'lish sabablarini ko'rib chiqdik, endi u qanday zarar etkazishini va uni qanday o'chirishni aniqlaylik. Elektr yoyi kommutatsiya uskunasiga zarar etkazadi. Agar siz tarmoqdagi kuchli elektr moslamasini yoqsangiz va bir muncha vaqt o'tgach vilkasini rozetkadan chiqarib qo'ysangiz, kichik chaqnash paydo bo'lishini payqadingizmi. Ushbu yoy elektr zanjiridagi uzilish natijasida vilka va rozetkaning kontaktlari o'rtasida hosil bo'ladi.

Muhim! Elektr yoyining yonishi paytida juda ko'p issiqlik chiqariladi, uning yonish harorati 3000 darajadan yuqori darajaga etadi. Yuqori kuchlanishli davrlarda yoy uzunligi bir metr yoki undan ko'proqqa etadi. Inson salomatligiga ham, uskunaning holatiga ham zarar yetkazish xavfi mavjud.

Xuddi shu narsa yorug'lik kalitlarida, boshqa kommutatsiya uskunalarida sodir bo'ladi, jumladan:

• avtomatik kalitlar;
• magnit startlar;
• kontaktorlar va boshqalar.

0,4 kV kuchlanishli tarmoqlarda, shu jumladan odatiy 220 V da ishlatiladigan qurilmalarda maxsus himoya vositalari - boshq oluklari qo'llaniladi. Ular kontaktlarga etkazilgan zararni kamaytirish uchun kerak.

Umuman olganda, kamon trubkasi dielektrik materialning devorlari bilan mahkamlangan maxsus konfiguratsiya va shakldagi o'tkazuvchan qismlar to'plamidir.

Kontaktlar ochilganda, hosil bo'lgan plazma yoyni o'chirish kamerasiga egilib, u erda kichik qismlarga bo'linadi. Natijada, u soviydi va o'chadi.

Yuqori kuchlanishli tarmoqlarda moyli, vakuumli, gazli o'chirgichlar qo'llaniladi. Yog 'to'xtatuvchisida damping yog'li hammomdagi kontaktlarni almashtirish orqali sodir bo'ladi. Elektr yoyi neftda yonganda, u vodorod va gazlarga parchalanadi. Kontaktlar atrofida gaz pufakchasi hosil bo'ladi, u kameradan yuqori tezlikda qochishga intiladi va yoy soviydi, chunki vodorod yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Vakuumli o'chirgichlar gazlarni ionlashtirmaydi va kamon uchun sharoit yo'q. Yuqori bosimli gaz bilan to'ldirilgan kalitlar ham mavjud. Elektr yoyi hosil bo'lganda, ulardagi harorat ko'tarilmaydi, bosim ko'tariladi va shu sababli gazlarning ionlanishi kamayadi yoki deionizatsiya sodir bo'ladi. Ular istiqbolli yo'nalish hisoblanadi.

Nol ACda almashtirish ham mumkin.

Foydali dastur

Ko'rib chiqilgan hodisa bir qator foydali ilovalarni ham topdi, masalan:

Endi siz elektr yoyi nima ekanligini bilasiz, bu hodisaga nima sabab bo'ladi va mumkin bo'lgan ilovalar. Umid qilamizki, taqdim etilgan ma'lumotlar siz uchun aniq va foydali bo'ldi!

materiallar