Elektr yoyi- bu gazlar va bug'larning yuqori ionlangan aralashmasida quvvatlangan elektrodlar orasidagi kuchli, uzoq muddatli elektr zaryadsizlanishi. Bo'shatish zonasida yuqori gaz harorati va yuqori oqim bilan tavsiflanadi.

Elektrodlar AC manbalariga ulangan ( payvandlash transformatori) yoki to'g'ridan-to'g'ri oqim (payvandlash generatori yoki rektifikator) to'g'ridan-to'g'ri va teskari polariteli.

To'g'ridan-to'g'ri oqim bilan payvandlashda musbat qutbga ulangan elektrodga anod, manfiyga esa - katod deyiladi. Elektrodlar orasidagi bo'shliq yoy bo'shlig'i yoki yoy oralig'i deb ataladi (3.4-rasm). Yoy bo'shlig'i odatda 3 ta xarakterli mintaqaga bo'linadi:

1. anodga ulashgan anod hududi;
2. katod hududi;
3. yoy posti.

Har qanday yoyni yoqish bilan boshlanadi qisqa tutashuv, ya'ni. mahsulot bilan elektrodning qisqa tutashuvidan. Bunday holda, U d \u003d 0 va oqim I max \u003d I qisqa tutashuvi. Yopish joyida katodli nuqta paydo bo'ladi, bu yoy oqimining mavjudligi uchun ajralmas (zarur) shartdir. Olingan suyuq metall, elektrod tortib olinganda, cho'ziladi, haddan tashqari qizib ketadi va harorat qaynash nuqtasiga etadi - yoy qo'zg'aladi (yonadi).

Yoyni ionlanish tufayli elektrodlar bilan aloqa qilmasdan yoqish mumkin, ya'ni. osilatorlar tomonidan kuchlanish kuchayishi (argon boshq manbai) tufayli dielektrik havo (gaz) bo'shlig'ining buzilishi.

Ark oralig'i ionlashtirilgan bo'lishi kerak bo'lgan dielektrik muhitdir.

Ark zaryadsizlanishining mavjudligi uchun U d \u003d 16 ? 60 V etarli.Elektr tokining havo (yoy) bo'shlig'idan o'tishi faqat elektronlar mavjud bo'lganda mumkin (elementar). manfiy zarralar) va ionlar: musbat (+) ionlar - elementlarning barcha molekulalari va atomlari (Me metallarni osonroq hosil qiladi); manfiy (-) ionlar - F, Cr, N 2, O 2 va elektron yaqinligi e bo'lgan boshqa elementlarni osonroq hosil qiladi.

3.4-rasm - Yoyni yoqish sxemasi

Yoyning katod mintaqasi yoy bo'shlig'idagi gazlarni ionlashtiruvchi elektronlar manbai hisoblanadi. Katoddan chiqarilgan elektronlar elektr maydoni ta'sirida tezlashadi va katoddan uzoqlashadi. Shu bilan birga, ushbu maydon ta'sirida + ionlari katodga yuboriladi:

U d \u003d U k + U c + U a;

Anod mintaqasi ancha 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:

? zaryad manfiy. = ? musbat zarrachalarning zaryadlari.

Statsionar yoyni saqlash uchun energiya quvvat manbaining quvvat manbaidan keladi.

Har xil haroratlar, anod va katod zonalarining o'lchamlari va turli miqdor chiqarilgan issiqlik - to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan payvandlashda to'g'ridan-to'g'ri va teskari polarit mavjudligini aniqlaydi:

Q a > Q to; U a< U к.

• iltimosiga binoan katta raqam katta qalinlikdagi metallning chekkalarini isitish uchun issiqlik, to'g'ridan-to'g'ri polarit ishlatiladi (masalan, sirt qoplamasi);
• yupqa devorli va haddan tashqari qizib ketmaydigan payvandlangan metallar bilan, teskari polarit (elektrodda +).

O'zgartirish paytida elektr jihozlari yoki oqim o'tkazuvchi qismlar orasidagi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan haddan tashqari kuchlanish, 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 uning ko'lamini ko'rib chiqamiz.

Ark hosil bo'lishi, uning tuzilishi va xususiyatlari

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 Supero'tkazuvchilar tanasi (masalan, po'lat mix) kiritilgan bo'lsa. elektr maydoni- Uning yuzasida zaryadlar to'plana boshlaydi. Bundan tashqari, sirtning egilish radiusi qanchalik kichik bo'lsa, ular shunchalik ko'p to'planadi. gapirish oddiy til- tirnoqning uchida zaryadlar to'planadi.

Bizning elektrodlarimiz orasida havo gazdir. Elektr maydoni ta'sirida u ionlanadi. Bularning barchasi natijasida elektr yoyi 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 sindirish kerak. elektr zanjiri. Agar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan katta ind?ktans bo'lsa, u holda kommutatsiya qonunlariga ko'ra, undagi oqim bir zumda to'xtatilishi mumkin emas, u oqishda davom etadi. 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 bu talab qilinadi yuqori kuchlanish o'n minglab volts - 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 quyidagilarga bog'liq muhit, elektrodlarning shakli va ular orasidagi masofa.

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:

• elektron to'xtatuvchilari;
• magnit startlar;
• kontaktorlar va boshqalar.

0,4 kV tarmoqlarda ishlatiladigan qurilmalarda, shu jumladan odatdagi 220 V, ular foydalanadilar maxsus vositalar himoya qilish - yoy oluklari. Ular kontaktlarga etkazilgan zararni kamaytirish uchun kerak.

DA umumiy ko'rinish yoy trubkasi - dielektrik materialning devorlari bilan mahkamlangan maxsus konfiguratsiya va shakldagi o'tkazuvchan qismlar to'plami.

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

Yuqori kuchlanishli tarmoqlarda neft, vakuum, gaz o'chirgichlar ishlatiladi. Yog 'o'chirgichida 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'lib, u kameradan yuqori tezlikda chiqib ketishga 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 topildi va butun chiziq foydali ilovalar, masalan:

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

materiallar

Elektr yoyi asbob-uskunalar uchun juda halokatli va eng muhimi, odamlar uchun xavfli bo'lishi mumkin. U sabab bo'lgan dahshatli miqdordagi baxtsiz hodisalar har yili sodir bo'lib, ko'pincha og'ir kuyish yoki o'limga olib keladi. Yaxshiyamki, elektr sanoatida kamondan himoya qilish vositalari va usullarini yaratish nuqtai nazaridan sezilarli yutuqlarga erishildi.

Sabablari va paydo bo'lish joylari

Elektr yoyi eng halokatli va eng kam tushunilgan elektr xavflaridan biri bo'lib, ko'pgina sohalarda keng tarqalgan. Voltaj qanchalik yuqori bo'lsa, keng tarqalgan elektr tizimi, energiya bilan ta'minlangan simlar va qurilmalarda yoki ular yaqinida ishlaydigan odamlar uchun xavf qanchalik katta.

Biroq, kamon chaqnashidan olingan issiqlik energiyasi aslida kattaroq bo'lishi mumkin va bir xil halokatli ta'sirlar bilan past kuchlanishlarda tez-tez sodir bo'ladi.

Elektr yoyining paydo bo'lishi, qoida tariqasida, oqim o'tkazuvchisi, masalan, trolleybus yoki tramvay liniyasining aloqa simi, boshqa o'tkazgich yoki tuproqli sirt bilan tasodifiy aloqada bo'lganda sodir bo'ladi.

Bu sodir bo'lganda, qisqa tutashuv oqimi simlarni eritadi, havoni ionlashtiradi va xarakterli yoy shakliga ega (shuning uchun nomi) o'tkazuvchan plazmaning olovli kanalini hosil qiladi va uning yadrosidagi elektr yoyining harorati 20 000 dan oshishi mumkin. ° C.

Elektr yoyi nima?

Darhaqiqat, bu fizika va elektrotexnika sohasida mashhur deb ataladigan narsadir kamon zaryadsizlanishi- gazdagi mustaqil elektr razryadning bir turi. Nima jismoniy xususiyatlar elektr yoyi? U gaz bosimining keng diapazonida, elektrodlar orasidagi doimiy yoki o'zgaruvchan (1000 Gts gacha) kuchlanishda bir necha voltdan (payvand yoyi) o'nlab kilovoltgacha yonadi. Yoy oqimining maksimal zichligi katodda (10 2 -10 8 A/sm 2) kuzatiladi, u erda u juda yorqin va kichik katod nuqtasiga qisqaradi. U elektrodning butun maydoni bo'ylab tasodifiy va doimiy ravishda harakatlanadi. Uning harorati shundayki, unda katod moddasi qaynaydi. Shuning uchun, bor ideal sharoitlar katodga yaqin bo'shliqqa elektronlarning termion emissiyasi uchun. Uning ustida kichik qatlam hosil bo'lib, u musbat zaryadlangan va chiqarilgan elektronlarning elektrodlararo bo'shliqdagi muhit atomlari va molekulalarini ionlashtiradigan tezlikka tezlashishini ta'minlaydi.

Xuddi shu nuqta, lekin biroz kattaroq va kamroq harakatchan, anodda ham hosil bo'ladi. Undagi harorat katod nuqtasiga yaqin.

Agar yoy oqimi bir necha o'nlab amperga teng bo'lsa, plazma oqimlari yoki mash'alalar ikkala elektroddan yuqori tezlikda normal ravishda ularning yuzasiga oqib chiqadi (quyidagi rasmga qarang).

Yuqori oqimlarda (100-300 A) qo'shimcha plazma oqimlari paydo bo'ladi va yoy plazma filamentlari nuriga o'xshaydi (quyidagi rasmga qarang).

Arkning elektr jihozlarida qanday namoyon bo'lishi

Yuqorida aytib o'tilganidek, uning paydo bo'lishining katalizatori katod nuqtasida kuchli issiqlik chiqishi hisoblanadi. Elektr yoyining harorati, yuqorida aytib o'tilganidek, 20 000 ° C ga yetishi mumkin, bu quyosh yuzasiga qaraganda to'rt baravar yuqori. Bu issiqlik mis o'tkazgichlarni tezda eritishi yoki hatto bug'lanishi mumkin, ular erish nuqtasi taxminan 1084 ° S, yoyga qaraganda ancha past. Shuning uchun unda mis bug'lari va erigan metallning chayqalishi ko'pincha hosil bo'ladi. Mis qattiq holatdan bug'ga o'tganda, u asl hajmidan bir necha o'n minglab marta kengayadi. Bu bir kub santimetrdagi misning bir bo'lagi soniyaning bir qismida 0,1 kubometr hajmiga o'zgarishiga teng. Bunday holda, yuqori intensivlikdagi bosim va yuqori tezlikda (soatiga 1100 km dan ortiq bo'lishi mumkin) tarqaladigan tovush to'lqinlari bo'ladi.

Elektr yoyining ta'siri

Jiddiy shikastlanish va hatto o'lim, agar u sodir bo'lsa, nafaqat elektr jihozlarida ishlaydigan odamlar, balki yaqin atrofdagi odamlar tomonidan ham qabul qilinishi mumkin. Ark jarohatlari o'z ichiga olishi mumkin tashqi kuyishlar teri, issiq gazlar va bug'langan metallni inhalatsiyalash natijasida ichki kuyishlar, eshitish shikastlanishi, ultrabinafsha nurlanishdan ko'rlik kabi ko'rishning shikastlanishi va boshqa ko'plab halokatli jarohatlar.

Ayniqsa, kuchli yoy bilan uning portlashi kabi hodisalar ham sodir bo'lishi mumkin, bu esa sekundiga 300 metr tezlikda shrapnel kabi qoldiq zarralarini chiqarish bilan 100 kilopaskal (kPa) dan ortiq bosim hosil qiladi.

Elektr yoyi toklariga duchor bo'lgan shaxslar jiddiy davolanish va reabilitatsiyaga muhtoj bo'lishi mumkin va ularning jarohatlari juda katta bo'lishi mumkin - jismoniy, hissiy va moliyaviy. Qonun korxonalardan barcha turdagi xavflarni baholashni talab qiladi mehnat faoliyati ammo, elektr yoyi xavfi ko'pincha e'tibordan chetda qoladi, chunki ko'pchilik odamlar bu xavfni qanday samarali baholash va boshqarishni bilishmaydi. Elektr yoyi ta'siridan himoya qilish bir qator vositalardan foydalanishni o'z ichiga oladi, shu jumladan maxsus elektr himoya vositalari, himoya kiyimlari va uskunaning o'zi, birinchi navbatda, kamon o'chirish vositalaridan foydalangan holda ishlab chiqilgan yuqori past kuchlanishli kommutatsiya elektr qurilmalari. kuchlanish ostida elektr jihozlari bilan ishlash.

Elektr qurilmalaridagi yoy

Ushbu sinfdagi elektr qurilmalarida (o'chirgichlar, kontaktorlar, magnit startlar) bu hodisaga qarshi kurash alohida ahamiyatga ega. Yoyning oldini olish uchun maxsus moslamalar bilan jihozlanmagan kalitning kontaktlari ochiq bo'lsa, u albatta ular orasida yonadi.

Kontaktlar ajrala boshlagan paytda, ikkinchisining maydoni tezda pasayadi, bu oqim zichligi oshishiga va natijada haroratning oshishiga olib keladi. Kontaktlar orasidagi bo'shliqda hosil bo'lgan issiqlik (odatiy o'rta yog 'yoki havo) havoni ionlashtirish yoki yog'ni bug'lash va ionlashtirish uchun etarli. ionlangan havo yoki bug 'kontaktlar orasidagi yoy oqimi uchun o'tkazgich vazifasini bajaradi. Ularning orasidagi potentsial farq juda kichik, ammo bu kamonni saqlab qolish uchun etarli. Shuning uchun, yoy bartaraf etilmasa, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim uzluksiz bo'lib qoladi. U nafaqat joriy uzilish jarayonini kechiktiradi, balki hosil qiladi katta soni o'chirgichning o'ziga zarar etkazishi mumkin bo'lgan issiqlik. Shunday qilib, kalitda (birinchi navbatda yuqori voltli) asosiy muammo - bu elektr yoyining o'chirilishi. imkoni boricha tezda unda hosil bo'ladigan issiqlik xavfli qiymatga etib bormasligi uchun.

O'chirish to'xtatuvchisi kontaktlari orasidagi yoyni saqlash omillari

Bularga quyidagilar kiradi:

2. Ularning orasidagi ionlashgan zarralar.

Buni hisobga olib, biz qo'shimcha ravishda quyidagilarni ta'kidlaymiz:

• Kontaktlar o'rtasida kichik bo'shliq mavjud bo'lganda, kamonni saqlab qolish uchun kichik potentsial farq ham etarli. Uni o'chirish usullaridan biri kontaktlarni shunday masofaga ajratishdirki, potentsial farq yoyni ushlab turish uchun etarli bo'lmaydi. Biroq, bu usul ko'p metrlarni ajratish talab qilinishi mumkin bo'lgan yuqori kuchlanishli ilovalarda amaliy emas.
• Kontaktlar orasidagi ionlangan zarralar yoyni qo'llab-quvvatlashga moyil. Agar uning yo'li deionizatsiyalangan bo'lsa, unda s?nd?rme jarayoni osonlashadi. Bunga yoyni sovutish yoki kontaktlar orasidagi bo'shliqdan ionlangan zarralarni olib tashlash orqali erishish mumkin.
• O'chirish to'xtatuvchilari yoydan himoya qilishning ikki yo'li mavjud:

Yuqori qarshilik usuli;

Nolinchi oqim usuli.

Qarshiligini oshirish orqali yoyni o'chirish

Ushbu usulda yoy yo'lidagi qarshilik vaqt o'tishi bilan kuchayadi, shuning uchun oqim uni ushlab turish uchun etarli bo'lmagan qiymatga tushadi. Natijada, u uzilib qoladi va elektr yoyi o'chadi. Ushbu usulning asosiy kamchiligi shundaki, s?nd?rme vaqti juda uzoq va yoyda juda ko'p energiya tarqalib ketish vaqti bor.

Ark qarshiligini oshirish mumkin:

• Yoyning cho'zilishi - yoyning qarshiligi uning uzunligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Yoyning uzunligi kontaktlar orasidagi bo'shliqni o'zgartirish orqali oshirilishi mumkin.
• Arkni sovutish, aniqrog'i kontaktlar orasidagi vosita. Samarali havo sovutish yoy bo'ylab yo'naltirilishi kerak.
• Kontaktlarni ionlash qiyin bo'lgan gaz muhitiga (gaz kalitlari) yoki vakuum kamerasiga (vakuum kalitlari) joylashtirish orqali.
• Yoyning kesimini tor teshikdan o'tkazish yoki aloqa maydonini kamaytirish orqali kamaytirish.
• Yoyni bo'lish orqali - uning qarshiligini ketma-ket ulangan bir qancha kichik yoylarga bo'lish orqali oshirish mumkin. Ularning har biri cho'zilish va sovutish ta'sirini boshdan kechiradi. Yoyni kontaktlar orasiga ba'zi Supero'tkazuvchilar plitalarni kiritish orqali bo'linishi mumkin.

Nol oqim usuli bilan yoyni o'chirish

Bu usul faqat o'zgaruvchan tok zanjirlarida qo'llaniladi. Unda yoy qarshiligi oqim nolga tushguncha past darajada saqlanadi, bu erda u tabiiy ravishda o'chadi. Kontaktlarda kuchlanish kuchayishiga qaramay, uning qayta yonishi oldini oladi. Barcha zamonaviy yuqori oqim o'chirgichlari yoyni o'chirishning ushbu usulidan foydalanadilar.

O'zgaruvchan tok tizimida ikkinchisi har bir yarim tsikldan keyin nolga tushadi. Har bir bunday qayta o'rnatishda yoy o'chadi qisqa vaqt. Bunday holda, kontaktlar orasidagi muhit ionlar va elektronlarni o'z ichiga oladi, shuning uchun uning dielektrik kuchi past bo'ladi va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish tufayli osongina yo'q qilinadi.

Agar bu sodir bo'lsa, elektr yoyi oqimning keyingi yarim davri uchun yonadi. Agar uni nolga tenglashtirgandan so'ng darhol kontaktlar orasidagi muhitning dielektrik kuchi ulardagi kuchlanishdan tezroq o'ssa, u holda kamon yonmaydi va oqim uzilib qoladi. Nol oqimga yaqin muhitning dielektrik kuchining tez o'sishiga quyidagilar orqali erishish mumkin:

• kontaktlar orasidagi bo'shliqda ionlangan zarrachalarning neytral molekulalarga rekombinatsiyasi;
• ionlangan zarralarni olib tashlash va ularni neytral zarralar bilan almashtirish.

Shunday qilib, kamonning o'zgaruvchan oqimini to'xtatishning haqiqiy muammosi oqim nolga teng bo'lishi bilanoq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan muhitni tez deionizatsiya qilishdir.

Kontaktlar orasidagi muhitni deionizatsiya qilish usullari

1. Bo'shliqning cho'zilishi: muhitning dielektrik kuchi kontaktlar orasidagi bo'shliqning uzunligiga proportsionaldir. Shunday qilib, kontaktlarni tezda ochish orqali muhitning yuqori dielektrik kuchiga ham erishish mumkin.

2. Yuqori bosim. Agar u yoyga bevosita yaqin joyda ortib ketsa, yoy chiqarish kanalini tashkil etuvchi zarrachalarning zichligi ham ortadi. Zarrachalar zichligi oshishiga olib keladi yuqori daraja ularning deionizatsiyasi va natijada kontaktlar orasidagi muhitning dielektrik kuchi ortadi.

3. Sovutish. Ionlashgan zarrachalarning tabiiy rekombinatsiyasi, agar ular sovib ketsa, tezroq bo'ladi. Shunday qilib, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan muhitning dielektrik kuchini yoyni sovutish orqali oshirish mumkin.

4. Portlash effekti. Agar kontaktlar orasidagi ionlangan zarralar supurib tashlansa va ionlashtirilmaganlar bilan almashtirilsa, u holda muhitning dielektrik kuchini oshirish mumkin. Bunga tushirish zonasiga yo'naltirilgan gaz portlashi yoki o'zaro aloqa joyiga moy quyish orqali erishish mumkin.

Ushbu o'chirgichlar yoyni o'chirish vositasi sifatida oltingugurt geksaflorid (SF6) gazidan foydalanadi. U erkin elektronlarni yutish uchun kuchli moyillikka ega. Oqimdagi ochiq kontaktlarni almashtiring Yuqori bosim SF6) ular orasida (quyidagi rasmga qarang).

Gaz yoydagi erkin elektronlarni ushlaydi va kam harakatchanlikning ortiqcha qismini hosil qiladi manfiy ionlar. Yoydagi elektronlar soni tez kamayadi va u chiqib ketadi.

Zamonaviy sanoatda payvandlash mavjud katta ahamiyatga ega, u barcha sohalarda juda keng qamrovga ega. Payvandlash jarayonini amalga oshirish uchun payvandlash yoyi talab qilinadi.

Payvandlash yoyi nima, uning ta'rifi

Payvandlash yoyi gazlar aralashmasida energiya bilan ta'minlangan elektrodlar orasida mavjud bo'lgan quvvat va davomiylik nuqtai nazaridan juda katta elektr zaryadsizlanishi hisoblanadi. Uning xususiyatlari yuqori harorat va oqim zichligi bilan ajralib turadi, buning natijasida u erish nuqtasi 3000 darajadan yuqori bo'lgan metallarni eritishga qodir. Umuman olganda, elektr yoyi konvertatsiya qiluvchi gaz o'tkazgichdir, deb aytishimiz mumkin elektr energiyasi termal ichiga. elektr zaryadi gazsimon muhit orqali elektr tokining o'tishidir.

Elektr zaryadsizlanishining bir necha turlari mavjud:

• Yonayotgan oqindi. Past bosimda paydo bo'ladi, ishlatiladi lyuminestsent lampalar va plazma ekranlari;
• Uchqun chiqishi. Bosim atmosferaga teng bo'lganda paydo bo'ladi, u uzluksiz shaklga ega. Uchqun chiqishi chaqmoqqa to'g'ri keladi va ichki yonish dvigatellarini yoqish uchun ham ishlatiladi;
• Ark zaryadsizlanishi. Payvandlash va yoritish uchun ishlatiladi. Uzluksiz shaklda farqlanadi, atmosfera bosimida paydo bo'ladi;
• Toj. Elektrodning tanasi qo'pol va bir hil bo'lmaganda paydo bo'ladi, ikkinchi elektrod yo'q bo'lishi mumkin, ya'ni jet paydo bo'ladi. Gazlarni changdan tozalash uchun ishlatiladi;

Tabiat va tuzilish

Payvandlash yoyining tabiati birinchi qarashda ko'rinadigan darajada murakkab emas. Elektr toki katoddan o'tib, keyin ionlangan gazga kiradi, yorqin porlash va juda yuqori harorat bilan zaryadsizlanish paydo bo'ladi, shuning uchun elektr yoyining harorati 7000 - 10000 darajaga yetishi mumkin. Shundan so'ng, oqim qayta ishlangan payvandlangan materialga o'tadi. Harorat juda yuqori bo'lgani uchun, yoy zararli moddalar chiqaradi inson tanasi ultrabinafsha va infraqizil nurlanish, u ko'zlarga zarar etkazishi yoki terida engil kuyishga olib kelishi mumkin, shuning uchun payvandlashda to'g'ri himoya qilish kerak.

Payvandlash yoyining tuzilishi uchta asosiy sohadan iborat: anod, katod va boshq ustuni. Yoyning yonishi paytida katod va anodda faol dog'lar hosil bo'ladi - bu joylarda harorat eng yuqori qiymatlarga etadi, bu joylar orqali butun elektr toki, anod va katod hududlari kattaroq kuchlanish pasayishini ifodalaydi. Va ustunning o'zi bu joylar orasida joylashgan, ustundagi kuchlanish pasayishi juda kichik. Shunday qilib, payvandlash yoyi uzunligi yuqorida ko'rsatilgan maydonlarning yig'indisi bo'lib, odatda uzunligi bir necha millimetr bo'lib, anod va katod joylari mos ravishda 10-4 va 10-5 sm bo'lsa, eng qulay uzunlik taxminan 4-6 ni tashkil qiladi. mm, bunday uzunlik bilan doimiy va qulay harorat.

Turlari

Payvandlash yoyi turlari payvandlash oqimini etkazib berish sxemasi va ular paydo bo'ladigan muhitda farqlanadi, eng keng tarqalgan variantlar:

• To'g'ridan-to'g'ri harakat. Ushbu usul bilan payvandlash payvandlanadigan metall konstruktsiyaga parallel ravishda joylashgan va yoy elektrod va metallga nisbatan to'qson graduslik burchak ostida sodir bo'ladi;
• Bilvosita ta'sirning payvandlash yoyi. Payvandlanadigan qismning yuzasiga 40-60 daraja burchak ostida joylashgan ikkita elektroddan foydalanilganda paydo bo'ladi, elektrodlar o'rtasida yoy paydo bo'ladi va metallni payvandlaydi;

Ular paydo bo'ladigan atmosferaga qarab tasnif ham mavjud:

• ochiq turi. yoy bu turdagi havoda yonib ketadi va uning atrofida payvandlanadigan materialning bug'lari, elektrodlar va ularning qoplamalarini o'z ichiga olgan gaz fazasi hosil bo'ladi;
• yopiq turi. Bunday yoyning yonishi oqim qatlami ostida sodir bo'ladi, yoy atrofida hosil bo'lgan gaz fazasi metall, elektrod va oqim bug'larini o'z ichiga oladi;
• Gaz ta'minoti bilan yoy. Yonayotgan yoyga oziqlanadi siqilgan gazlar- geliy, argon, karbonat angidrid, vodorod va boshqa turli xil gaz aralashmalari, ular payvandlangan metall oksidlanmasligi uchun beriladi, ularning ta'minoti kamayishiga yoki kamayishiga yordam beradi. neytral muhit. Ark atrofidagi gaz fazasi o'z ichiga oladi - berilgan gaz, metall va elektrod bug'lari;

Ular, shuningdek, ta'sir qilish muddati bilan ajralib turadi - statsionar (uzoq muddatli foydalanish uchun) va impulsli (bir martalik foydalanish uchun), ishlatiladigan elektrodning materialiga ko'ra - uglerod, volfram - iste'mol qilinmaydigan elektrodlar va metall - sarflanadigan. Eng keng tarqalgan iste'mol qilinadigan elektrod po'latdir. Bugungi kunga kelib, iste'mol qilinmaydigan elektrod bilan eng ko'p ishlatiladigan payvandlash. Shunday qilib, payvandlash yoylarining turlari xilma-xildir.

Yonish sharoitlari

Da standart shartlar, ya'ni 25 daraja haroratda va 1 atmosfera bosimida gazlar elektr tokini o'tkaza olmaydi. Yoy hosil bo'lishi uchun elektrodlar orasidagi gazlar ionlashtirilgan bo'lishi kerak, ya'ni ular turli xil zaryadlangan zarralar - elektronlar yoki ionlar (kationlar yoki anionlar) ni o'z ichiga oladi. Ionlangan gazning hosil bo'lish jarayoni ionlanish deb ataladi va elektron va ion hosil qilish uchun atom zarrasidan elektronni ajratish uchun sarflanishi kerak bo'lgan ish ionlanish ishi deb ataladi, bu elektron volt va elektron bilan o'lchanadi. ionlanish potensiali deyiladi. Elektronni atomdan ajratish uchun qanday energiya sarflash kerakligi gaz fazasining tabiatiga bog'liq bo'lib, qiymatlar 3,5 dan 25 eV gacha bo'lishi mumkin. Eng kichik ionlanish potentsiali gidroksidi va gidroksidi tuproq guruhlari metallariga ega - kaliy, kaltsiy va shunga mos ravishda ularning kimyoviy birikmalar. Elektrodlar bunday birikmalar bilan qoplangan, shuning uchun ular payvandlash yoyining barqaror mavjudligi va yonishiga hissa qo'shadi.

Shuningdek, yoyning paydo bo'lishi va yonishi uchun katodda doimiy harorat talab qilinadi, bu katodning tabiatiga, uning diametriga, o'lchamiga va atrof-muhit haroratiga bog'liq. Shuning uchun elektr yoyining harorati doimiy bo'lishi kerak va o'zgarmas bo'lishi kerak, chunki oqim kuchining katta qiymatlari tufayli harorat 7 ming darajaga yetishi mumkin, shuning uchun mutlaqo barcha materiallar payvandlash orqali biriktirilishi mumkin. Doimiy harorat yaxshi quvvat manbai bilan ta'minlanadi, shuning uchun payvandlash mashinasini loyihalashda uning tanlovi juda muhim, u kamonning xususiyatlariga ta'sir qiladi.

paydo bo'lishi

Bu tez aylanish jarayonida, ya'ni elektrod payvandlanayotgan materialning yuzasi bilan aloqa qilganda, ulkan harorat tufayli materialning yuzasi eriydi va elektrod va elektrod o'rtasida eritilgan materialning kichik chizig'i hosil bo'ladi. sirt. Elektrod va payvandlanadigan material bir-biridan ajralgan vaqtga kelib, materialdan bo'yin hosil bo'ladi, u yuqori oqim zichligi qiymatlari tufayli bir zumda buziladi va bug'lanadi. Gaz ionlanadi va elektr yoyi paydo bo'ladi. Uni teginish yoki urish orqali qo'zg'atish mumkin.

Xususiyatlari

Boshqa elektr zaryadlari bilan solishtirganda quyidagi xususiyatlarga ega:

• Kvadrat santimetr uchun bir necha ming amperga yetadigan yuqori oqim zichligi, buning natijasida juda yuqori harorat;
• Elektrodlar orasidagi bo'shliqda elektr maydonining notekis taqsimlanishi. Elektrodlar yaqinida kuchlanishning pasayishi juda katta, ustunda bo'lganda - aksincha;
• Eng yuqori darajaga yetadigan ulkan harorat katta qiymatlar tufayli ustunda yuqori zichlik joriy. Ustun uzunligining oshishi bilan harorat pasayadi va torayishi bilan, aksincha, oshadi;
• Payvandlash yoylari yordamida turli xil oqim kuchlanish xususiyatlarini olish mumkin - kuchlanish pasayishining doimiy uzunlikdagi oqim zichligiga bog'liqligi, ya'ni barqaror yonish. Hozirgi vaqtda uchta oqim kuchlanish xususiyati mavjud.

Birinchisi, kuchning oshishi va shunga mos ravishda oqim zichligi bilan kuchlanish pasayganda, tushadi. Ikkinchisi qiyin, oqimning o'zgarishi kuchlanish qiymatiga hech qanday ta'sir qilmasa va uchinchisi kuchayib borayotganida, kuchlanish ham oqim kuchayishi bilan kuchayadi.

Shunday qilib, payvandlash yoyi mahkamlashning eng yaxshi va ishonchli usuli deb atash mumkin metall konstruktsiyalar. Payvandlash jarayoni bugungi sanoatga katta ta'sir ko'rsatadi, chunki faqat payvandlash yoyining yuqori harorati ko'pchilik metallarni ushlab turishga qodir. Yuqori sifatli va ishonchli tikuvlarni olish uchun kamonning barcha xususiyatlarini to'g'ri va to'g'ri hisobga olish, barcha qiymatlarni kuzatish kerak, buning natijasida protsedura tez va samarali bo'ladi. Bundan tashqari, yoyning xususiyatlarini hisobga olish kerak: oqim zichligi, harorat va kuchlanish.

Elektr yoyi - bu ikki elektrod yoki elektrod va ish qismi o'rtasida paydo bo'ladigan va ikki yoki undan ortiq qismlarni payvandlash yo'li bilan birlashtirishga imkon beruvchi yoy zaryadsizlanishi.

Payvandlash yoyi, u sodir bo'lgan muhitga qarab, bir necha guruhga bo'linadi. U ochiq, yopiq, shuningdek, himoya gazlar muhitida bo'lishi mumkin.

Ochiq yoy ga oqadi ochiq havoda yonish sohasidagi zarralarni ionlash orqali, shuningdek, payvandlangan qismlar va elektrod materialining metall bug'lari tufayli. Yopiq yoy, o'z navbatida, oqim qatlami ostida yonadi. Bu yonish sohasidagi gazsimon muhitning tarkibini o'zgartirish va ish qismlarining metallini oksidlanishdan himoya qilish imkonini beradi. Bunday holda, elektr yoyi metall bug'lari va oqim qo'shimchasining ionlari orqali oqadi. Himoya gaz muhitida yonadigan yoy bu gaz va metall bug'ining ionlari orqali oqadi. Bu, shuningdek, qismlarning oksidlanishini oldini olishga yordam beradi va natijada, hosil bo'lgan ulanishning ishonchliligini oshiradi.

Elektr yoyi ta'minlangan oqim turiga qarab farqlanadi - o'zgaruvchan yoki doimiy - va yonish muddati - impulsli yoki statsionar. Bundan tashqari, kamon to'g'ridan-to'g'ri yoki teskari polaritega ega bo'lishi mumkin.

Amaldagi elektrod turiga ko'ra, sarflanmaydigan va sarflanadigan elektrodlar ajralib turadi. Bir yoki boshqa elektroddan foydalanish to'g'ridan-to'g'ri xususiyatlarga bog'liq payvandlash mashinasi. Nomidan ko'rinib turibdiki, iste'mol qilinmaydigan elektroddan foydalanganda paydo bo'ladigan yoy uni deformatsiya qilmaydi. Sarflanadigan elektrod bilan payvandlashda boshq oqimi materialni eritib yuboradi va u asl ish qismiga yotqiziladi.

Ark bo'shlig'ini shartli ravishda uchta xarakterli bo'limga bo'lish mumkin: katod, anod va kamon mili. Bunday holda, oxirgi bo'lim, ya'ni. kamon tanasi eng katta uzunlikka ega, ammo yoyning xususiyatlari, shuningdek, uning paydo bo'lish ehtimoli elektrodga yaqin hududlar tomonidan aniq belgilanadi.

Umuman olganda, elektr yoyining xususiyatlari quyidagi ro'yxatga birlashtirilishi mumkin:

1. Yoy uzunligi. Bu katod va anod mintaqalarining umumiy masofasini, shuningdek, kamon milini bildiradi.

2. Ark kuchlanishi. U har bir soha bo'yicha yig'indidan iborat: magistral, katodga yaqin va anodga yaqin. Bunday holda, elektrodga yaqin hududlarda kuchlanishning o'zgarishi qolgan hududga qaraganda ancha katta.

3. Harorat. Elektr yoyi, gazsimon muhitning tarkibiga, elektrodlarning materialiga qarab, 12 ming daraja Kelvingacha bo'lgan haroratni rivojlanishi mumkin. Biroq, bunday cho'qqilar elektrodning oxirgi yuzining butun tekisligida joylashgan emas. Chunki hatto eng ko'p bilan yaxshiroq qayta ishlash Supero'tkazuvchilar qismning materialida mavjud turli xil tartibsizliklar va tuberkulyarlar, buning natijasida ko'plab oqmalar paydo bo'ladi, ular bitta deb qabul qilinadi. Albatta, yoyning harorati ko'p jihatdan u yonadigan muhitga, shuningdek, berilgan oqimning parametrlariga bog'liq. Misol uchun, agar siz joriy qiymatni oshirsangiz, shunga mos ravishda harorat qiymati ham oshadi.

Va, nihoyat, oqim kuchlanishining xarakteristikasi yoki VAC. U kuchlanishning oqim uzunligi va kattaligiga bog'liqligini ifodalaydi.