આર્ક ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ. અમૂર્ત: વાયુઓમાં આર્ક ડિસ્ચાર્જ

એક મહત્વપૂર્ણ પ્રસંગ સ્થિતિસ્થાપક સ્પંદનોકહેવાતા ટોર્સનલ સ્પંદનો છે, જેમાં શરીર તેના ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રમાંથી પસાર થતી અક્ષની આસપાસ આગળ-પાછળ વળે છે.

જો, ઉદાહરણ તરીકે, તમે વાયર પર ડિસ્ક લટકાવી શકો છો (ફિગ. 18), તેને ફેરવો જેથી વાયર ટ્વિસ્ટ થાય, અને પછી તેને છોડો, તો ડિસ્ક અનવાઇન્ડ થવાનું શરૂ થશે, ટ્વિસ્ટ થશે. વિપરીત બાજુવગેરે, એટલે કે તે ટોર્સનલ વાઇબ્રેશન કરશે. આ કિસ્સામાં, મૂવિંગ ડિસ્કની ગતિ ઊર્જાનું સંક્રમણ સંભવિત ઊર્જાટ્વિસ્ટિંગ વાયરની (તાણ ઊર્જા) અને ઊલટું. એન્જીન શાફ્ટમાં, ખાસ કરીને મોટર વાહનોના પ્રોપેલર શાફ્ટમાં, અને અમુક પરિસ્થિતિઓમાં, જેની નીચે ચર્ચા કરવામાં આવશે, ઘણી વખત ટોર્સીયનલ સ્પંદનો થાય છે, તે ખૂબ જ નુકસાનકારક હોઈ શકે છે (§ 15).

ચોખા. 18. વાયર પર સસ્પેન્ડ કરેલી ડિસ્કના ટોર્સિયલ સ્પંદનો

હાથ અને ખિસ્સા ઘડિયાળો લોલકનો ઉપયોગ કરી શકતા નથી; તેઓ કહેવાતા બેલેન્સર (ફિગ. 19) નો ઉપયોગ કરે છે - ધરી પર એક ચક્ર જેની સર્પાકાર સ્પ્રિંગ ("વાળ") જોડાયેલ છે. બેલેન્સર સમયાંતરે આગળ-પાછળ વળે છે, અને આ ટોર્સનલ સ્પંદનો દરમિયાન વસંત તેની બાજુથી બંને દિશામાં વળે છે (ખુલશે અને વળે છે). સંતુલન સ્થિતિ. આમ, બેલેન્સર એ ટોર્સિયન લોલક છે.

ચોખા. 19. ઘડિયાળ બેલેન્સર

ટોર્સનલ સ્પંદનોના સમયગાળા માટે, કોઈપણ સ્થિતિસ્થાપક સ્પંદનોના સમયગાળા માટે સમાન કાયદાઓ માન્ય રહે છે: સમયગાળો લાંબો છે, સિસ્ટમની કઠોરતા ઓછી છે અને તેનો સમૂહ (સતત આકાર સાથે) વધારે છે.

ટોર્સનલ સ્પંદનો દરમિયાન, માત્ર શરીરનો સમૂહ જ નોંધપાત્ર નથી, પરંતુ પરિભ્રમણની અક્ષની તુલનામાં તેનું વિતરણ પણ છે. જો, ઉદાહરણ તરીકે, આપણે વાયર પર ડમ્બેલ લટકાવીએ છીએ, જેમાં વણાટની સોય હોય છે, જેના પર બે સરખા વજન સમપ્રમાણરીતે માઉન્ટ થયેલ હોય છે (ફિગ. 20), તો પછી જ્યારે વજનને અલગથી ખસેડીએ છીએ, ત્યારે ટોર્સનલ સ્પંદનોની આવર્તન ઘટશે. તેમ છતાં ડમ્બેલનો સમૂહ સમાન રહે છે. લોડને તે જ જગ્યાએ છોડીને, પરંતુ તેમને વધુ વિશાળ બનાવતા, આપણે જોશું કે આવર્તન પણ ઓછી થાય છે.

ચોખા. 20. ડમ્બેલ ટોર્સનલ સ્પંદનો

પર ટોર્સનલ સ્પંદનો મોટા ખૂણાવળી જવું (નાના કોણીય કંપનવિસ્તાર) પણ હાર્મોનિક છે. તેમનો સમયગાળો સંબંધ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે

સિસ્ટમની કઠોરતા ક્યાં છે. આંકડાકીય રીતે, જડતા ટોર્કની બરાબર છે, જે રેડિયન દીઠ પરિભ્રમણ આપે છે. જો સ્થિતિસ્થાપક દળો થ્રેડ અથવા વાયરના વળાંકને કારણે થાય છે, તો આ શરીરની કહેવાતી ટોર્સનલ કઠોરતા છે. મૂલ્ય પરિભ્રમણની અક્ષ (જડતાની કહેવાતી ક્ષણ, જે રોટેશનલ ગતિમાં સમાન ભૂમિકા ભજવે છે જે રીતે અનુવાદની ગતિમાં સમૂહ કરે છે) સાથે સંબંધિત સમૂહના વિતરણને લાક્ષણિકતા આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડમ્બબેલ ​​માટે જ્યાં દરેક ભારનો સમૂહ હોય છે અને તે વજનથી પરિભ્રમણની ધરી સુધીનું અંતર હોય છે.

ટૉર્સિયનલ સ્પંદનો એ ઊભી અક્ષની આસપાસ સ્થિતિસ્થાપક થ્રેડ (સ્ટીલ વાયર) પર લટકાવેલા શરીરની રોટેશનલ હિલચાલ છે, જે સંતુલન સ્થિતિમાંથી એક અથવા બીજી દિશામાં તેના વૈકલ્પિક વિચલનમાં વ્યક્ત થાય છે. આવી ચળવળની ગતિશીલતાને દર્શાવતી બળની માત્રા એ થ્રેડના વિરૂપતાનું પરિણામ છે. વિરૂપતા એ શરીરના આકાર અને કદમાં તેના પર લાગુ દળોના પ્રભાવ હેઠળ ફેરફાર છે. જો, બળના સમાપ્તિ પછી, શરીર તેના મૂળ કદ અને આકારમાં પાછું આવે છે, તો પછી વિરૂપતાને સ્થિતિસ્થાપક કહેવામાં આવે છે. શરીરના વિકૃતિના ઘણા પ્રકારો છે: તાણ, સંકોચન,

ટોર્સિયન, શીયર, બેન્ડિંગ. આ કિસ્સામાં, વિકૃત શરીરની અંદર એક વિરોધી બળ ઉદભવે છે, જે વિકૃત બળની તીવ્રતામાં સમાન છે અને કહેવામાં આવે છે. સ્થિતિસ્થાપક બળ. સ્થિતિસ્થાપક બળની તીવ્રતા એફનિયંત્રણ . , જે કોઈપણ પ્રકારની નાની વિકૃતિ દરમિયાન થાય છે, તે વિરૂપતાની તીવ્રતાના સીધા પ્રમાણસર છે. x, એટલે કે, શરીરના કદમાં ફેરફાર, જે સામાન્ય રીતે ગુણોત્તર દ્વારા વ્યક્ત થાય છે:

એફ દા.ત. = – kh (10)

જ્યાં k- પ્રમાણસરતા ગુણાંક, જેને સ્થિતિસ્થાપકતા ગુણાંક કહેવાય છે. સંબંધ (10) ને હૂકનો કાયદો કહેવામાં આવે છે. બાદબાકીનું ચિહ્ન સ્થિતિસ્થાપક બળની વિરુદ્ધ દિશાઓ અને વિરૂપતાની તીવ્રતા દર્શાવે છે.

જ્યારે સસ્પેન્ડેડ બોડીવાળા થ્રેડને ચોક્કસ કોણ φ (ફિગ. 1) પર વળાંક આપવામાં આવે છે, ત્યારે થ્રેડમાં ઉદ્ભવતી પ્રતિક્રિયા બળની એક ક્ષણ છે એમ, જેનું મોડ્યુલસ મૂલ્ય કોણ φ ના પ્રમાણસર છે, અને દિશા, કોઈપણ વિરૂપતાની જેમ, તેની વિરુદ્ધ છે, એટલે કે. ટ્વિસ્ટ કોણ:

એમ = – ડી φ (11)

અહીં: ડી – ટોર્સિયન મોડ્યુલસ (સ્થિતિસ્થાપકતા ગુણાંક), થ્રેડના સ્થિતિસ્થાપક ગુણધર્મોની લાક્ષણિકતા.

શરીરની રોટેશનલ ગતિ માટે, ન્યૂટનનો બીજો નિયમ આ રીતે લખાયેલો છે:

એમ = જેε (12)

જ્યાં જે- ક્ષણ શરીરની જડતા, ε = ડી 2 φ/ તા 2 – કોણીય પ્રવેગક, એમ- દળોની કુલ ક્ષણ, માં આ કિસ્સામાંજે સ્થિતિસ્થાપક બળની ક્ષણ છે જે ત્યારે થાય છે જ્યારે સ્થિતિસ્થાપક થ્રેડ (વાયર) φ ખૂણા પર વળી જાય છે. આ સમીકરણમાં સ્થિતિસ્થાપક બળ (11) ની ક્ષણ માટે અભિવ્યક્તિને સ્થાનાંતરિત કરીને, અમે ટોર્સનલ સ્પંદનો દરમિયાન શરીરની ગતિનું વર્ણન કરતા બીજા ક્રમના રેખીય વિભેદક સમીકરણ મેળવીએ છીએ:

જે (ડી 2 φ/ તા 2 ) + ડી φ = 0 (13)

આ સમીકરણનો ઉકેલ છે:

φ = φ 0 પાપ(ω t + φ ઓ ) (14)

જ્યાં φ - સમયની ક્ષણે શરીરના પરિભ્રમણનો કોણ t , φ 0 – ઓસિલેશન દરમિયાન શરીરના પરિભ્રમણનો મહત્તમ કોણ (ઓસિલેશનનું કંપનવિસ્તાર), φ o – પ્રારંભિક તબક્કો oscillations, અને પર ગુણાંક t , રચના ω = (ડી / જે ) 1/2 , – ચક્રીય (અથવા પરિપત્ર) ઓસિલેશન આવર્તન. કારણ કે, બીજી તરફ,

ઓસિલેશનની ચક્રીય આવર્તન, વ્યાખ્યા પ્રમાણે, 2π/ ની બરાબર છે ટી (ટી- ઓસિલેશનનો સમયગાળો), પછી આપણે સમાનતા લખી શકીએ:

ω = (ડી / જે ) 1/2 = 2π/ટી (15)

જેમાંથી એક સ્થિતિસ્થાપક થ્રેડ અને થ્રેડના ટોર્સનલ મોડ્યુલસ પર લટકાવેલા શરીરની જડતાની ક્ષણ સાથે ટોર્સનલ સ્પંદનોના સમયગાળાને જોડતા સમીકરણને અનુસરે છે:

ટી = 2π(જે / ડી ) 1/2 (16)

ઇન્સ્ટોલેશન અને માપન પદ્ધતિનું વર્ણન:

નક્કર શરીરની જડતાની ક્ષણો નક્કી કરવા માટે, અમે ફિગમાં બતાવેલ ઇન્સ્ટોલેશનનો ઉપયોગ કરીએ છીએ. 2.

પર આધારિત છે 1 ઇલેક્ટ્રોનિક એકમ સ્થિત છે 2 મિલિસેકન્ડની ઘડિયાળ અને સંપૂર્ણ ઓસિલેશન કાઉન્ટર અને પ્રબલિત કૉલમ સાથે 3 , જેના પર ત્રણ કૌંસ છે 4 , 5 , 6 . કૌંસ 4 અને 6 સ્થિતિસ્થાપક સ્ટીલ થ્રેડો પર ફ્રેમ લટકાવવા માટે ક્લિપ્સ છે 7 . ફ્રેમમાં બે બીમ હોય છે 8 , સળિયા દ્વારા જોડાયેલ 9 . કોલેટ ક્લેમ્પ્સનો ઉપયોગ કરીને સળિયા પર 10 જંગમ બીમ ઇચ્છિત સ્થિતિમાં નિશ્ચિત છે 11 ,

જે પરવાનગી આપે છે (સ્ક્રુને કડક કરીને 12 ) એક ફ્રેમમાં અભ્યાસ કરેલા શરીરને મજબૂત બનાવો 13 , બાહ્ય પરિમાણોમાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ. કૌંસ સાથે જોડાયેલ સ્ટીલ પ્લેટ પર 5 , ઇલેક્ટ્રોનિક એકમ સાથે જોડાયેલ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ સ્થિત છે 14 અને ફોટોઈલેક્ટ્રીક સેન્સર 15 , તેમજ કોણીય સ્કેલ (આકૃતિમાં બતાવેલ નથી), જે ટ્વિસ્ટ એંગલના કંપનવિસ્તાર મૂલ્યને સેટ કરવા માટે સેવા આપે છે.

ઇન્સ્ટોલેશન પર કામ નીચેના ક્રમમાં હાથ ધરવામાં આવે છે:

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટને એવી સ્થિતિમાં ઠીક કરો કે જે ફ્રેમના ટ્વિસ્ટના ચોક્કસ ખૂણાને અનુરૂપ હોય (શિક્ષક દ્વારા સેટ કરેલું).

જો કાર્ય દ્વારા જરૂરી હોય, તો એક ફ્રેમમાં અભ્યાસ હેઠળના શરીરને મજબૂત કરો. આ કરવા માટે:

a) ક્લેમ્પ્સને છૂટા કરો 10 ;

b) જંગમ બીમ ખસેડવું 11 , નીચલા બીમના શંક્વાકાર પ્રોટ્રુઝન અને સ્ક્રુના શંકુ વચ્ચે શરીરને ક્લેમ્પ કરો 12 , clamps સજ્જડ 10 ;

c) છેલ્લે સ્ક્રુને કડક કરીને શરીરને મજબૂત કરો 12 .

"નેટવર્ક" કી દબાવીને સપ્લાય વોલ્ટેજ ચાલુ કરો.

તે જ સમયે, ફોટોઇલેક્ટ્રિક સેન્સર અને સ્ટોપવોચ સૂચકના લાઇટ બલ્બ્સ પ્રકાશિત થવા જોઈએ.

ઉપકરણની ફ્રેમને ફેરવો જેથી કરીને વિચલિત સ્થિતિમાં તેને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ દ્વારા ઠીક કરવામાં આવે.

"સ્ટાર્ટ" કી દબાવો. આ કી દબાવવાથી સ્ટોપવોચ શરૂ થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ બંધ થાય છે. તે જ સમયે, ફ્રેમ પ્રકાશિત થાય છે અને ટોર્સનલ વાઇબ્રેશન કરવાનું શરૂ કરે છે, જે ફોટોઇલેક્ટ્રિક સેન્સરમાંથી આવતા સિગ્નલોનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રોનિક એકમમાં ગણવામાં આવે છે. 15 .

ફ્રેમ કમિટ કર્યા પછી ચોક્કસ સંખ્યા"સ્ટોપ" બટન દબાવીને ઓસિલેશન સિસ્ટમ બંધ કરો. ઇલેક્ટ્રોનિક એકમના સૂચકાંકો નંબર સૂચવે છે એન સંપૂર્ણ સ્પંદનો અને કુલ સમય t જેના માટે તેઓ પ્રતિબદ્ધ હતા.

કાર્ય 1. ટોર્સનલ મોડ્યુલસનું નિર્ધારણ.

જડતાની ક્ષણો નક્કી કરવા માટે ટોર્સનલ વાઇબ્રેશન સેટઅપનો ઉપયોગ કરતી વખતે ઘનટોર્સનલ મોડ્યુલસનું મૂલ્ય જાણવું જરૂરી છે ડી સસ્પેન્શન થ્રેડો 7 ફ્રેમવર્ક સ્થિતિસ્થાપક ગુણધર્મો થી

ટોર્સિયન દરમિયાન સામગ્રી ઘણા પરિબળો પર આધારિત છે, પછી મોડ્યુલસનું મૂલ્ય ડી પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે. આ કાર્ય સમયગાળાની અવલંબન પર આધારિત, ટોર્સનલ મોડ્યુલસને માપવા માટે ગતિશીલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. ટી થી સ્થિતિસ્થાપક ગુણધર્મોવાયર સામગ્રી.

સમીકરણ (16) મુજબ, ઓસિલેશન સમયગાળો ટીટોર્સનલ મોડ્યુલસ પર આધાર રાખે છે ડી, અને જડતાની ક્ષણથી જેએક સિસ્ટમ જે ઓસીલેટ કરે છે. તેથી, માપન સંદર્ભ સંસ્થાઓનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે જેમની જડતાની ક્ષણો જેટી જાણીતા છે અથવા ગણતરી કરવા માટે સરળ છે. ઓસીલેટીંગ સિસ્ટમનો સમાવેશ થાય છે સંદર્ભ શરીરઅને ફ્રેમ, જડતાની ક્ષણ જે r જેની ઉપેક્ષા કરી શકાતી નથી. સંદર્ભ શરીર અને ફ્રેમ સમાન ધરીની આસપાસ રોટેશનલ ગતિ કરે છે, ત્યાર બાદ, સમીકરણ (9) અનુસાર, તેમની જડતાની ક્ષણોનો સારાંશ આપવામાં આવે છે:

જે = જે આર + જે ટી (17)

જો આપણે સમીકરણ (16) માંથી જડતાની ક્ષણ વ્યક્ત કરીએ, તો:

જે = જે આર + જે ટી = ટી 2 ડી /(4  2 ) (18)

ફ્રેમની જડતાના ક્ષણથી જે p અજ્ઞાત છે, જડતાની ક્ષણો સાથે બે અલગ અલગ સંદર્ભ સંસ્થાઓનો ઉપયોગ કરીને માપન બે તબક્કામાં કરવામાં આવે છે. જે t1 અને જે t2. આ કિસ્સામાં અમારી પાસે બે સમીકરણોની સિસ્ટમ છે:

જે આર + જે t1 = ટી 1 2 ડી /(4  2 ) (19a)

જે આર + જે t2 = ટી 2 2 ડી /(4  2 ) (19બી)

બીજામાંથી એકને બાદ કરીને, અમે ટોર્સિયન મોડ્યુલસ માટે એક અભિવ્યક્તિ મેળવીએ છીએ જેમાં અજાણ્યા (અથવા પ્રાયોગિક રીતે નિર્ધારિત નથી) પરિમાણો શામેલ નથી:

ડી = 4  2 (જે t1 – જે t2 )/(ટી 1 2 – ટી 2 2 ) (20)

માપન નીચે પ્રમાણે કરવામાં આવે છે:

પ્રથમ સંદર્ભ બોડી લો - બે ડિસ્કમાંથી એક. કેલિપર વડે તેની જાડાઈને માપો lઅને વ્યાસ. ડિસ્ક ત્રિજ્યા મૂલ્ય મેળવો આર.

તકનીકી ભીંગડા પર ડિસ્કનું વજન કરો, અથવા જાણીતા લો તેના સમૂહનું મૂલ્ય m જે(ડિસ્ક અથવા ઇન્સ્ટોલેશન પર સૂચિબદ્ધ થઈ શકે છે). સૂત્ર (4) નો ઉપયોગ કરીને, ડિસ્કની જડતાની ક્ષણની ગણતરી કરો

ઇન્સ્ટોલેશનના સંચાલન માટેની પ્રક્રિયાના મુદ્દા 1-7 અનુસાર કામગીરી હાથ ધરો (વિભાગ "ઇન્સ્ટોલેશન અને માપન પદ્ધતિનું વર્ણન" જુઓ). પ્રાપ્ત મૂલ્યો એનઅને tપ્રથમ શરીર માટે કોષ્ટક 1 માં દાખલ કરો.

વધુ બે વાર નક્કી કરો એનઅને t(ઇન્સ્ટોલેશન પર ઓપરેટિંગ પ્રક્રિયાના પોઈન્ટ 4-7 અનુસાર કામગીરી) અને તેમને સમાન કૉલમમાં દાખલ કરો.

મૂલ્યો દાખલ કરીને, બીજી ડિસ્ક માટે અગાઉના ઓપરેશન્સ (1-4) ને પુનરાવર્તિત કરો જે t2, એન, t, ટી 2 અને ટી 2cf થી ટેબલ 1 ("સેકન્ડ બોડી").

પ્રાપ્ત મૂલ્યોનો ઉપયોગ કરીને જે t1, જે t2, ટી 1 અને ટી 2, સૂત્ર (20) નો ઉપયોગ કરીને, ગણતરી કરો અને કોષ્ટક 1 માં ટોર્સિયન મોડ્યુલસની કિંમત દાખલ કરો ડી.

પરોક્ષ માપની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, ચોક્કસ અને સંબંધિત માપન ભૂલો શોધો.

કોષ્ટક 1.

કાર્ય 2. ખાલી ફ્રેમની જડતાની ક્ષણનું નિર્ધારણ.

વધારાના સંસ્થાઓમાંથી ફ્રેમ મુક્ત કરો અને મૂલ્યો ત્રણ વખત નક્કી કરો એનઅને tખાલી ફ્રેમ માટે (તે અગાઉના કાર્યમાં બોડી સાથેની ફ્રેમ માટે કેવી રીતે કરવામાં આવ્યું હતું તે સમાન) અને તેમને કોષ્ટક 2 માં દાખલ કરો.

ખાલી ફ્રેમના ઓસિલેશનના સમયગાળા માટે ત્રણ મૂલ્યો નક્કી કરો ટી 0 , તેમના સરેરાશ મૂલ્યની ગણતરી કરો ટી 0ср અને આ ડેટાને કોષ્ટક 2 માં દાખલ કરો.

ખાલી ફ્રેમની જડતાની ક્ષણ નક્કી કરવાની ત્રણ રીતો છે:

a) ઓસિલેશન સમયગાળાના પ્રાપ્ત મૂલ્યનો ઉપયોગ કરીને ટી 0av અને મૂલ્ય ડીકોષ્ટક 1 થી, ગણતરી કરો જેફોર્મ્યુલા (18) જેવા જ ફોર્મ્યુલા અનુસાર р0:

જે p0 = (ટી 0 બુધ ) 2 ડી /(4  2 )

b) મૂલ્યોનો ઉપયોગ કરીને જે t1, ટી 1 અને ડીકોષ્ટક 1 થી, ગણતરી કરો જેફોર્મ્યુલા (19a) માંથી મેળવેલ સૂત્ર અનુસાર р1:

જે p1 = ટી 1 2 ડી /(4  2 ) – જે t1

c) મૂલ્યોનો ઉપયોગ કરીને જે t2, ટી 2 અને ડીકોષ્ટક 1 થી, ગણતરી કરો જેફોર્મ્યુલા (19b) માંથી મેળવેલ સૂત્ર અનુસાર р2:

જે p2 = ટી 2 2 ડી /(4  2 ) – જે t2

પ્રાપ્ત મૂલ્યોની તુલના કરો જે p0, જે p1 અને જે p2; જેતેમની પાસેથી ખાલી ફ્રેમની જડતાના ક્ષણના સરેરાશ મૂલ્યની ગણતરી કરો

р-ср અને તેને કોષ્ટક 2 માં દાખલ કરો. સંપૂર્ણ અને ગણતરી કરો.

સંબંધિત ભૂલ

r-sr કાર્ય 3.

શરીરની જડતાની ક્ષણનું નિર્ધારણ. એનઅને tઅભ્યાસ હેઠળના શરીરને ઠીક કરો - એક લંબચોરસ સમાંતર - એક ફ્રેમમાં, આ શરીરની જડતાના મુખ્ય અક્ષોમાંથી એકને પરિભ્રમણની અક્ષ સાથે સંરેખિત કરો. ત્રણ વખત નક્કી કરો ટી = t/એન(અગાઉના કાર્યોમાં કરવામાં આવી હતી તે જ રીતે) અને આ મૂલ્યો, તેમજ અનુરૂપ મૂલ્યો દાખલ કરો

, કોષ્ટક 3 માં ધરી નંબર I માટે. એન, tઅને ટીઅભ્યાસ હેઠળના શરીરની જડતાના અન્ય બે મુખ્ય અક્ષો માટે કરવામાં આવેલ કામગીરીનું પુનરાવર્તન કરો. પ્રાપ્ત મૂલ્યો

અક્ષ નંબર II માટે અને અક્ષ નંબર III માટે કોષ્ટક 3 માં દાખલ કરો. ટીશરીર સાથેના ફ્રેમના ઓસિલેશનના સમયગાળાના ત્રણ મૂલ્યોના ત્રણેય અક્ષો માટે ટીતેમના સરેરાશ મૂલ્યોની ગણતરી કરો

બુધ અને કોષ્ટક 3 માં આ ડેટા દાખલ કરો. Ј ફ્રેમની જડતાના ક્ષણના અગાઉ મેળવેલ સરેરાશ મૂલ્યનો ઉપયોગ કરીને Ј р‑ср (કોષ્ટક 2), ગુણોત્તરમાંથી Ј – Ј t = Ј t તેના જડતાના ત્રણ મુખ્ય અક્ષો સાથે સંબંધિત છે અને કોષ્ટક 3 માં આ મૂલ્યો દાખલ કરો.

કોષ્ટક 3.

કાર્યની તૈયારી માટે પરીક્ષણ પ્રશ્નો:

ભૌતિક બિંદુ અને કઠોર શરીરની જડતાની ક્ષણને કયા જથ્થાને કહેવામાં આવે છે?

ટોર્સનલ સ્પંદનો કયા નિયમ મુજબ થાય છે?

ટોર્સનલ મોડ્યુલસ શું છે અને તે શું આધાર રાખે છે?

આ કાર્યમાં કયા જથ્થાને માપવામાં આવે છે, કયા કયા સૂત્રો દ્વારા ગણવામાં આવે છે?

તમારા કાર્યને સુરક્ષિત રાખવા માટે સુરક્ષા પ્રશ્નો:

જડતાની ક્ષણ શું છે અને તે શું છે ભૌતિક અર્થઆ કદ?

જડતાના ક્ષણના એકમો શું છે?

સ્થિતિસ્થાપક વિકૃતિ શું છે?

ટોર્સિયન મોડ્યુલસ નક્કી કરવા માટે એક સૂત્ર મેળવો.

ટોર્સનલ સ્પંદનોની પ્રકૃતિ શું છે અને તે કયા નિયમ મુજબ થાય છે?

શરીરની કોણીય ગતિ શું છે? તે કેવી રીતે નિર્દેશિત છે?

સ્ટીનરનું પ્રમેય શું છે?

ટોર્સનલ સ્પંદનોના સમયગાળા માટે સૂત્ર લખો.

શૈક્ષણિક આવૃત્તિ

મકારોવ ઇગોર એવજેનીવિચ, કેમિકલ સાયન્સના ડૉક્ટર પ્રોફેસર

યુરિક તમરા કોન્સ્ટેન્ટિનોવના, પીએચ.ડી. સહયોગી પ્રોફેસર

1. આર્કની ઘટના અને બર્નિંગ માટેની શરતો

ઓપનિંગ ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટજો તેમાં વર્તમાન હોય, તો તે સંપર્કો વચ્ચે વિદ્યુત સ્રાવ સાથે છે. જો ડિસ્કનેક્ટ થયેલ સર્કિટમાં સંપર્કો વચ્ચેનો વર્તમાન અને વોલ્ટેજ આપેલ શરતો માટે નિર્ણાયક કરતા વધારે હોય, તો એ ચાપ, જેના કમ્બશનનો સમયગાળો સર્કિટના પરિમાણો અને આર્ક ગેપના ડીયોનાઇઝેશનની શરતો પર આધારિત છે. જ્યારે તાંબાના સંપર્કો ખોલવામાં આવે ત્યારે ચાપની રચના 0.4-0.5 A ના વર્તમાન અને 15 V ના વોલ્ટેજ પર પહેલેથી જ શક્ય છે.

ચોખા. 1. સ્થિર ચાપમાં સ્થાન ડીસીવોલ્ટેજ U(a) અને તણાવઇ(b).

ચાપમાં નજીકની કેથોડ જગ્યા, આર્ક શાફ્ટ અને નજીકની એનોડ જગ્યા (ફિગ. 1) અલગ પડે છે. તમામ તણાવ આ વિસ્તારો વચ્ચે વહેંચવામાં આવે છે યુપ્રતિ, યુ sd, યુએ. ડીસી ચાપમાં કેથોડ વોલ્ટેજ ડ્રોપ 10-20 V છે, અને આ વિભાગની લંબાઈ 10-4-10-5 સેમી છે, તેથી કેથોડની નજીક ઉચ્ચ વોલ્ટેજ છે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર(105-106 V/cm). આવા ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર, અસર આયનીકરણ થાય છે. તેનો સાર એ હકીકતમાં રહેલો છે કે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ (ક્ષેત્ર ઉત્સર્જન) ના દળો દ્વારા કેથોડમાંથી ફાટી ગયેલા ઇલેક્ટ્રોન અથવા કેથોડ (થર્મિઓનિક ઉત્સર્જન) ના ગરમ થવાને કારણે, ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં ઝડપી બને છે અને, જ્યારે તટસ્થ અણુને પ્રહાર કરે છે, તેને તેમની ગતિ ઊર્જા આપો. જો આ ઊર્જા તટસ્થ અણુના શેલમાંથી એક ઇલેક્ટ્રોન દૂર કરવા માટે પૂરતી છે, તો પછી આયનીકરણ થશે. રચના મફત ઇલેક્ટ્રોનઅને આયનો ચાપ બેરલના પ્લાઝ્મા બનાવે છે.

ચોખા. 2. .

પ્લાઝ્મા વાહકતા ધાતુઓની વાહકતા સુધી પહોંચે છે [ ખાતે= 2500 1/(Ohm×cm)]/ ચાપ બેરલમાં મોટો પ્રવાહ પસાર થાય છે અને ઉચ્ચ તાપમાન સર્જાય છે. વર્તમાન ઘનતા 10,000 A/cm2 અથવા વધુ સુધી પહોંચી શકે છે અને તાપમાન - 6000 K થી વાતાવરણીય દબાણપર 18000 K અથવા વધુ સુધી હાઈ બ્લડ પ્રેશર.

ઉચ્ચ તાપમાનઆર્ક બેરલમાં તીવ્ર થર્મલ આયનીકરણ તરફ દોરી જાય છે, જે ઉચ્ચ પ્લાઝ્મા વાહકતા જાળવી રાખે છે.

થર્મલ આયનાઇઝેશન એ પરમાણુઓ અને અણુઓની અથડામણને કારણે આયનોની રચનાની પ્રક્રિયા છે ગતિ ઊર્જાખાતે ઊંચી ઝડપતેમની હિલચાલ.

ચાપમાં કરંટ જેટલો ઊંચો હોય છે તેટલો તેનો પ્રતિકાર ઓછો હોય છે, અને તેથી આર્કને બાળવા માટે ઓછા વોલ્ટેજની જરૂર પડે છે, એટલે કે, ઉંચા પ્રવાહ સાથે ચાપને ઓલવવી વધુ મુશ્કેલ હોય છે.

એસી પાવર સપ્લાય વોલ્ટેજ સાથે u cd sinusoidally બદલાય છે, સર્કિટમાં વર્તમાન પણ બદલાય છે i(ફિગ. 2), અને વર્તમાન વોલ્ટેજથી લગભગ 90° પાછળ રહે છે. આર્ક વોલ્ટેજ uડી, સ્વીચના સંપર્કો વચ્ચે બર્નિંગ, તૂટક તૂટક. નીચા પ્રવાહો પર, વોલ્ટેજ મૂલ્ય સુધી વધે છે u h (ઇગ્નીશન વોલ્ટેજ), પછી જેમ જેમ ચાપમાં વર્તમાન વધે છે અને થર્મલ આયનીકરણ વધે છે તેમ, વોલ્ટેજ ઘટે છે. અર્ધ-ચક્રના અંતે, જ્યારે વર્તમાન શૂન્યની નજીક આવે છે, ત્યારે ચાપ ક્વેન્ચિંગ વોલ્ટેજ પર બહાર જાય છે u d. આગામી અર્ધ-ચક્રમાં, જો ગેપને ડીયોનાઇઝ કરવા માટે પગલાં લેવામાં ન આવે તો ઘટનાનું પુનરાવર્તન થાય છે.

જો ચાપ એક અથવા બીજા માધ્યમથી ઓલવાઈ જાય, તો સ્વીચ સંપર્કો વચ્ચેનો વોલ્ટેજ સપ્લાય વોલ્ટેજમાં પુનઃસ્થાપિત થવો જોઈએ - u vz (ફિગ. 2, બિંદુ A). જો કે, સર્કિટમાં પ્રેરક, સક્રિય અને કેપેસિટીવ પ્રતિકાર હોવાથી, ક્ષણિક પ્રક્રિયા થાય છે, વોલ્ટેજની વધઘટ દેખાય છે (ફિગ. 2), જેનું કંપનવિસ્તાર યુમાં, મહત્તમ સામાન્ય વોલ્ટેજ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધી શકે છે. સ્વિચિંગ સાધનો માટે, એબી વિભાગમાં વોલ્ટેજ કેટલી ઝડપથી પુનઃસ્થાપિત થાય છે તે મહત્વનું છે. સારાંશ માટે, આર્ક ડિસ્ચાર્જ અસર આયનીકરણ અને કેથોડમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જન દ્વારા શરૂ કરવામાં આવે છે, અને ઇગ્નીશન પછી, આર્ક બેરલમાં થર્મલ આયનીકરણ દ્વારા ચાપ જાળવવામાં આવે છે.

સ્વિચિંગ ડિવાઇસીસમાં ફક્ત સંપર્કો ખોલવા માટે જ નહીં, પણ તેમની વચ્ચે ઉદ્ભવતા ચાપને ઓલવવા માટે પણ જરૂરી છે.

સાંકળોમાં એસીચાપમાંનો પ્રવાહ દરેક અર્ધ-ચક્રમાં શૂન્યમાંથી પસાર થાય છે (ફિગ. 2), આ ક્ષણો પર ચાપ સ્વયંભૂ નીકળી જાય છે, પરંતુ પછીના અર્ધ-ચક્રમાં તે ફરીથી ઉદ્ભવી શકે છે. ઓસિલોગ્રામ્સ બતાવે છે તેમ, ચાપમાંનો પ્રવાહ શૂન્ય દ્વારા કુદરતી સંક્રમણ કરતાં થોડો વહેલો શૂન્યની નજીક બની જાય છે (ફિગ. 3, એ). આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે જ્યારે વર્તમાન ઘટે છે, ત્યારે ચાપને પૂરી પાડવામાં આવતી ઊર્જા ઘટે છે, તેથી, ચાપનું તાપમાન ઘટે છે અને થર્મલ આયનીકરણ અટકે છે. મૃત સમયનો સમયગાળો t n નાનું છે (દસથી માંડીને સો માઇક્રોસેકન્ડ સુધી), પરંતુ ભજવે છે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાચાપ લુપ્તતામાં. જો તમે ડેડ ટાઇમ દરમિયાન સંપર્કો ખોલો છો અને તેમને પૂરતી ઝડપે એટલા અંતરે ખસેડો છો કે વિદ્યુત ભંગાણ, સર્કિટ ખૂબ જ ઝડપથી ડિસ્કનેક્ટ થઈ જશે.

મૃત વિરામ દરમિયાન, આયનીકરણની તીવ્રતા નોંધપાત્ર રીતે ઘટી જાય છે, કારણ કે થર્મલ આયનીકરણ થતું નથી. સ્વિચિંગ ઉપકરણોમાં, વધુમાં, ચાપની જગ્યાને ઠંડુ કરવા અને ચાર્જ થયેલા કણોની સંખ્યા ઘટાડવા માટે કૃત્રિમ પગલાં લેવામાં આવે છે. આ ડીયોનાઇઝેશન પ્રક્રિયાઓ ગેપની વિદ્યુત શક્તિમાં ધીમે ધીમે વધારો તરફ દોરી જાય છે u pr (ફિગ. 3, b).

વર્તમાન શૂન્યમાંથી પસાર થયા પછી ગેપની વિદ્યુત શક્તિમાં તીવ્ર વધારો મુખ્યત્વે નજીકની કેથોડ જગ્યા (AC સર્કિટ 150-250V માં) ની મજબૂતાઈમાં વધારો થવાને કારણે થાય છે. તે જ સમયે, પુનઃપ્રાપ્તિ વોલ્ટેજ વધે છે uવી. જો કોઈપણ સમયે u pr > uગેપ તૂટી જશે નહીં, વર્તમાન શૂન્યમાંથી પસાર થયા પછી ચાપ ફરીથી પ્રકાશિત થશે નહીં. જો કોઈ સમયે u pr = u c, પછી આર્ક ગેપમાં ફરી સળગે છે.

ચોખા. 3. :

એ- જ્યારે વર્તમાન કુદરતી રીતે શૂન્યમાંથી પસાર થાય ત્યારે ચાપનું લુપ્ત થવું; b- જ્યારે વર્તમાન શૂન્યમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે આર્ક ગેપની વિદ્યુત શક્તિમાં વધારો

આમ, ચાપને ઓલવવાનું કાર્ય એવી પરિસ્થિતિઓ બનાવવા માટે નીચે આવે છે કે સંપર્કો વચ્ચેના અંતરની વિદ્યુત શક્તિ uતેમની વચ્ચે વધુ તણાવ હતો uવી.

બંધ કરવામાં આવતા ઉપકરણના સંપર્કો વચ્ચે વોલ્ટેજ વધારવાની પ્રક્રિયા હોઈ શકે છે અલગ પાત્રસ્વિચ કરેલ સર્કિટના પરિમાણો પર આધાર રાખીને. જો સક્રિય પ્રતિકારની પ્રબળતા સાથેનું સર્કિટ બંધ કરવામાં આવે છે, તો પછી વોલ્ટેજ એપિરીયોડિક કાયદા અનુસાર પુનઃસ્થાપિત થાય છે; જો સર્કિટમાં પ્રેરક પ્રતિક્રિયા પ્રબળ હોય, તો ઓસિલેશન થાય છે, જેની ફ્રીક્વન્સી સર્કિટના કેપેસીટન્સ અને ઇન્ડક્ટન્સના ગુણોત્તર પર આધારિત છે. ઓસીલેટરી પ્રક્રિયાવોલ્ટેજ પુનઃપ્રાપ્તિની નોંધપાત્ર ઝડપ તરફ દોરી જાય છે, અને વધુ ઝડપ duવી/ તા, વધુ શક્યતા છે કે ગેપ તૂટી જશે અને ચાપ ફરીથી સળગશે. ચાપને ઓલવવા માટેની પરિસ્થિતિઓને સરળ બનાવવા માટે, ડિસ્કનેક્ટ થયેલ વર્તમાન સર્કિટમાં સક્રિય પ્રતિકાર દાખલ કરવામાં આવે છે, પછી વોલ્ટેજ પુનઃપ્રાપ્તિની પ્રકૃતિ એપિરિયોડિક હશે (ફિગ. 3, b).

3. 1000 સુધીના ઉપકરણોને સ્વિચ કરવા માટે આર્કને બુઝાવવા માટેની પદ્ધતિઓIN

1 kV સુધીના ઉપકરણોને સ્વિચ કરવા માટે, નીચેની ચાપ બુઝાવવાની પદ્ધતિઓનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે:

સંપર્કોના ઝડપી વિચલન સાથે ચાપને લંબાવવું.

ચાપ જેટલો લાંબો છે, તેના અસ્તિત્વ માટે જરૂરી વોલ્ટેજ વધારે છે. જો પાવર સ્ત્રોત વોલ્ટેજ ઓછું હોય, તો ચાપ બહાર જાય છે.

લાંબી ચાપને સંખ્યાબંધ ટૂંકામાં વિભાજીત કરવી (ફિગ. 4, એ).
ફિગ માં બતાવ્યા પ્રમાણે. 1, આર્ક વોલ્ટેજ એ કેથોડ વોલ્ટેજનો સરવાળો છે યુ k અને એનોડ યુઅને વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સ અને આર્ક શાફ્ટ વોલ્ટેજ યુ sd:

યુ d= યુ k+ યુ a+ યુ sd= યુ e+ યુ sd

જો સંપર્કો ખોલતી વખતે બનેલી લાંબી ચાપ ધાતુની પ્લેટની બનેલી ચાપ-ઓલવતા ગ્રીડમાં ખેંચાય છે, તો તે વિભાજિત થઈ જશે. એનટૂંકા ચાપ. દરેક ટૂંકા ચાપમાં તેના પોતાના કેથોડ અને એનોડ વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સ હશે યુઇ. ચાપ બહાર જાય છે જો:

યુ n યુઉહ,

જ્યાં યુ- મુખ્ય વોલ્ટેજ; યુ e - કેથોડ અને એનોડ વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સનો સરવાળો (DC ચાપમાં 20-25 V).

AC આર્કને પણ વિભાજિત કરી શકાય છે એનટૂંકા ચાપ. આ ક્ષણે વર્તમાન શૂન્યમાંથી પસાર થાય છે, નજીકની કેથોડ જગ્યા તરત જ 150-250 V ની વિદ્યુત શક્તિ પ્રાપ્ત કરે છે.

ચાપ બહાર જાય છે જો

સાંકડી સ્લોટમાં આર્ક લુપ્તતા.

જો ચાપ-પ્રતિરોધક સામગ્રી દ્વારા રચાયેલી સાંકડી ગેપમાં ચાપ બળે છે, તો પછી ઠંડી સપાટીના સંપર્કને કારણે, સઘન ઠંડક અને ચાર્જ થયેલા કણોનું પ્રસાર થાય છે. પર્યાવરણ. આ ઝડપી ડીઓનાઇઝેશન અને ચાપ લુપ્ત થવા તરફ દોરી જાય છે.

ચોખા. 4.

એ- લાંબી ચાપને ટૂંકામાં વિભાજીત કરવી; b- ચાપને બુઝાવવાની ચેમ્બરમાં સાંકડા સ્લોટમાં દોરો; વી- ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ચાપનું પરિભ્રમણ; જી- તેલમાં ચાપ લુપ્ત: 1 - નિશ્ચિત સંપર્ક; 2 - આર્ક ટ્રંક; 3 - હાઇડ્રોજન શેલ; 4 - ગેસ ઝોન; 5 - તેલ વરાળ ઝોન; 6 - ફરતા સંપર્ક

ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ચાપની હિલચાલ.

વિદ્યુત આર્કને વર્તમાન વહન કરતા વાહક તરીકે ગણી શકાય. જો ચાપ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં હોય, તો તેના પર ડાબા હાથના નિયમ દ્વારા નિર્ધારિત બળ દ્વારા કાર્ય કરવામાં આવે છે. જો તમે ચાપની ધરી પર લંબ નિર્દેશિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવો છો, તો તે પ્રાપ્ત થશે આગળની ગતિઅને આર્ક ચુટના ગેપની અંદર ખેંચવામાં આવશે (ફિગ. 4, b).

રેડિયલ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, ચાપ રોટેશનલ ગતિ પ્રાપ્ત કરશે (ફિગ. 4, વી). ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવી શકાય છે કાયમી ચુંબક, ખાસ કોઇલ અથવા જીવંત ભાગોનું જ સર્કિટ. ઝડપી પરિભ્રમણઅને ચાપની હિલચાલ તેના ઠંડક અને ડીયોનાઇઝેશનમાં ફાળો આપે છે.

ચાપને બુઝાવવાની છેલ્લી બે પદ્ધતિઓ (સાંકડા સ્લોટમાં અને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં) 1 kV થી ઉપરના વોલ્ટેજવાળા ઉપકરણોને ડિસ્કનેક્ટ કરવા માટે પણ વપરાય છે.

4. 1 ઉપરના ઉપકરણોમાં ચાપને ઓલવવાની મુખ્ય પદ્ધતિઓkV

1 kV થી ઉપરના ઉપકરણોને સ્વિચ કરવા માટે, ફકરામાં વર્ણવેલ પદ્ધતિઓ 2 અને 3 નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. 1.3. અને નીચેની ચાપ બુઝાવવાની પદ્ધતિઓનો પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે:

1. તેલમાં આર્ક લુપ્ત .

જો ડિસ્કનેક્ટિંગ ઉપકરણના સંપર્કો તેલમાં મૂકવામાં આવે છે, તો પછી જે ચાપ ઉદઘાટન દરમિયાન થાય છે તે તીવ્ર ગેસ રચના અને તેલના બાષ્પીભવન તરફ દોરી જાય છે (ફિગ. 4, જી). ચાપની આસપાસ ગેસનો બબલ રચાય છે, જેમાં મુખ્યત્વે હાઇડ્રોજન (70-80%) હોય છે; તેલનું ઝડપી વિઘટન બબલમાં દબાણમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે, જે તેના બહેતર ઠંડક અને ડીયોનાઇઝેશનમાં ફાળો આપે છે. હાઇડ્રોજનમાં ઉચ્ચ આર્ક-શમન ગુણધર્મો છે. આર્ક શાફ્ટ સાથે સીધો સંપર્ક કરીને, તે તેના ડીયોનાઇઝેશનમાં ફાળો આપે છે. ગેસના બબલની અંદર ગેસ અને તેલની વરાળની સતત હિલચાલ રહે છે. સર્કિટ બ્રેકર્સમાં તેલમાં આર્ક ક્વેન્ચિંગનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.

2. ગેસ-હવા ફૂંકાય છે .

જો વાયુઓની નિર્દેશિત હિલચાલ બનાવવામાં આવે તો આર્ક કૂલિંગમાં સુધારો થાય છે - બ્લાસ્ટિંગ. ચાપ સાથે અથવા તેની આજુબાજુ ફૂંકાવાથી (ફિગ. 5) તેના બેરલમાં ગેસના કણોના પ્રવેશને પ્રોત્સાહન આપે છે, આર્કના તીવ્ર પ્રસાર અને ઠંડકને પ્રોત્સાહન આપે છે. આર્ક (ઓઇલ સ્વીચો) અથવા ઘન ગેસ ઉત્પન્ન કરતી સામગ્રી (ઓટોગેસ બ્લાસ્ટ) દ્વારા તેલના વિઘટન દરમિયાન ગેસ બનાવવામાં આવે છે. ખાસ કોમ્પ્રેસ્ડ એર સિલિન્ડરો (એર સ્વીચો) માંથી આવતી ઠંડી, બિન-આયોનાઇઝ્ડ હવા સાથે ફૂંકવું વધુ અસરકારક છે.

3. બહુવિધ વર્તમાન સર્કિટ બ્રેક .

ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર મોટા પ્રવાહોને બંધ કરવું મુશ્કેલ છે. આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે જ્યારે મોટા મૂલ્યોવધારાની ઊર્જા અને પુનઃપ્રાપ્તિ વોલ્ટેજ સાથે, આર્ક ગેપનું ડીયોનાઇઝેશન વધુ જટિલ બને છે. તેથી, સ્વીચોમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજદરેક તબક્કામાં બહુવિધ આર્ક બ્રેક્સનો ઉપયોગ થાય છે (ફિગ. 6). આવા સ્વીચોમાં રેટ કરેલ મૂલ્યના ભાગ માટે ડિઝાઇન કરાયેલા ઘણા બુઝાવવાના ઉપકરણો હોય છે. યાર્ન તબક્કા દીઠ વિરામની સંખ્યા સ્વીચના પ્રકાર અને તેના વોલ્ટેજ પર આધારિત છે. 500-750 kV સર્કિટ બ્રેકરમાં 12 કે તેથી વધુ બ્રેક હોઈ શકે છે. ચાપ લુપ્તતાની સુવિધા માટે, પુનઃપ્રાપ્તિ વોલ્ટેજ વિરામ વચ્ચે સમાનરૂપે વિતરિત થવો જોઈએ. ફિગ માં. આકૃતિ 6 યોજનાકીય રીતે પ્રતિ તબક્કામાં બે વિરામ સાથે ઓઇલ સ્વીચ દર્શાવે છે.

જ્યારે સિંગલ-ફેઝ શોર્ટ સર્કિટ ડિસ્કનેક્ટ થાય છે, ત્યારે પુનઃપ્રાપ્ત વોલ્ટેજ વિરામ વચ્ચે નીચે પ્રમાણે વિતરિત કરવામાં આવશે:

યુ 1/યુ 2 = (સી 1+સી 2)/સી 1

જ્યાં યુ 1 ,યુ 2 - પ્રથમ અને બીજા વિરામ પર લાગુ તણાવ; સાથે 1 – આ ગાબડાઓના સંપર્કો વચ્ચેની ક્ષમતા; સી 2 - જમીનની તુલનામાં સંપર્ક સિસ્ટમની ક્ષમતા.

ચોખા. 6. સ્વીચમાં વિરામ પર વોલ્ટેજ વિતરણ: a – તેલ સ્વીચમાં વિરામ પર વોલ્ટેજનું વિતરણ; b - કેપેસિટીવ વોલ્ટેજ વિભાજકો; c - સક્રિય વોલ્ટેજ વિભાજકો.

કારણ કે સાથે 2 ઘણું વધારે છે સી 1, પછી વોલ્ટેજ યુ 1 > યુ 2 અને તેથી, બુઝાવવાના ઉપકરણો વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં કાર્ય કરશે. વોલ્ટેજની સમાનતા કરવા માટે, કેપેસિટેન્સ અથવા સક્રિય પ્રતિકાર સર્કિટ બ્રેકર (MC) ના મુખ્ય સંપર્કો સાથે સમાંતર જોડાયેલા છે (ફિગ. 16, b, વી). કેપેસિટેન્સ અને સક્રિય શંટ પ્રતિકારના મૂલ્યો પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી વિરામ પરનો વોલ્ટેજ સમાનરૂપે વિતરિત થાય. શંટ રેઝિસ્ટન્સ સાથેની સ્વીચોમાં, મુખ્ય સર્કિટ વચ્ચેના ચાપને ઓલવી નાખ્યા પછી, તેની સાથેનો પ્રવાહ, જે પ્રતિકાર દ્વારા મૂલ્યમાં મર્યાદિત હોય છે, તે સહાયક સંપર્કો (AC) દ્વારા તૂટી જાય છે.

શંટ પ્રતિકાર પુનઃપ્રાપ્તિ વોલ્ટેજના વધારાના દરને ઘટાડે છે, જે ચાપને ઓલવવાનું સરળ બનાવે છે.

4. શૂન્યાવકાશમાં આર્ક લુપ્તતા .

અત્યંત દુર્લભ ગેસ (10-6-10-8 N/cm2) વાતાવરણીય દબાણ પર ગેસ કરતાં દસ ગણી વધુ વિદ્યુત શક્તિ ધરાવે છે. જો સંપર્કો શૂન્યાવકાશમાં ખુલે છે, તો પછી ચાપમાં શૂન્યમાંથી પ્રથમ પસાર થયા પછી તરત જ, ગેપની મજબૂતાઈ પુનઃસ્થાપિત થાય છે અને ચાપ ફરીથી પ્રકાશમાં આવતો નથી.

5. વાયુઓમાં આર્ક લુપ્તતા ઉચ્ચ દબાણ .

2 MPa કે તેથી વધુ દબાણવાળી હવામાં ઉચ્ચ વિદ્યુત શક્તિ હોય છે. આ સંકુચિત હવાના વાતાવરણમાં ચાપને ઓલવવા માટે એકદમ કોમ્પેક્ટ ઉપકરણો બનાવવાનું શક્ય બનાવે છે. સલ્ફર હેક્સાફ્લોરાઇડ SF6 (SF6 ગેસ) જેવા ઉચ્ચ-શક્તિવાળા વાયુઓનો ઉપયોગ વધુ અસરકારક છે. SF6 ગેસ માત્ર હવા અને હાઇડ્રોજન કરતાં વધુ વિદ્યુત શક્તિ ધરાવે છે, પરંતુ વાતાવરણીય દબાણમાં પણ વધુ સારી ચાપ-ઓલવવાના ગુણધર્મો ધરાવે છે.

1. આર્ક રચના.

આર્ક ડિસ્ચાર્જ .

.

4. આર્ક ડિસ્ચાર્જના વ્યક્તિગત ભાગોનું તાપમાન અને રેડિયેશન.

ટ્રાઇક ચાપ.

અને અતિ ઉચ્ચ દબાણ.

III. આર્ક ડિસ્ચાર્જની અરજી.

1. વિદ્યુત પ્રક્રિયાની આધુનિક પદ્ધતિઓ.

2. ઇલેક્ટ્રિક આર્ક વેલ્ડીંગ.

3.પ્લાઝમા ટેકનોલોજી.

4.પ્લાઝમા વેલ્ડીંગ.
IV. નિષ્કર્ષ.

કહેવાતા ઇલેક્ટ્રિક (અથવા વોલ્ટેઇક) આર્કના રૂપમાં ચાપ ડિસ્ચાર્જ સૌપ્રથમ 1802 માં રશિયન વૈજ્ઞાનિક, સેન્ટ પીટર્સબર્ગમાં મિલિટરી મેડિકલ-સર્જિકલ એકેડેમીમાં ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રોફેસર અને બાદમાં સેન્ટ પીટર્સબર્ગના એકેડેમિશિયન દ્વારા શોધાયું હતું. એકેડેમી ઓફ સાયન્સ વેસિલી વ્લાદિમીરોવિચ પેટ્રોવ. તેમણે પ્રકાશિત કરેલા પુસ્તકોમાંના એકમાં, પેટ્રોવ નીચેના શબ્દોમાં ઇલેક્ટ્રિક આર્ક વિશેના તેમના પ્રથમ અવલોકનોનું વર્ણન કરે છે:

"જો બે કે ત્રણ કોલસો કાચની ટાઇલ પર અથવા કાચના પગ સાથેની બેન્ચ પર મૂકવામાં આવે છે... અને જો મેટલ ઇન્સ્યુલેટેડ માર્ગદર્શિકાઓ... વિશાળ બેટરીના બંને ધ્રુવો સાથે વાતચીત કરવામાં આવે છે, તો એકથી એકના અંતરે એકબીજાની નજીક લાવવામાં આવે છે. ત્રણ રેખાઓ, પછી તેમની વચ્ચે ખૂબ જ તેજસ્વી સફેદ પ્રકાશ અથવા જ્યોત દેખાય છે, જેમાંથી આ કોલસો ઝડપથી અથવા વધુ ધીમેથી સળગે છે અને જેમાંથી અંધારી શાંતિ એકદમ સ્પષ્ટ રીતે પ્રકાશિત થઈ શકે છે ..."

ઇલેક્ટ્રિક આર્કનો માર્ગ પ્રાચીન સમયમાં શરૂ થયો હતો. પૂર્વે છઠ્ઠી સદીમાં રહેતા મિલેટસના ગ્રીક થેલ્સ પણ પીછાઓ, સ્ટ્રો, વાળને ઘસવામાં આવે ત્યારે પ્રકાશની વસ્તુઓને આકર્ષિત કરવા અને ચમકતી વસ્તુઓને આકર્ષવા માટે એમ્બરની મિલકત જાણતા હતા. સત્તરમી સદી સુધી, શરીરને વીજળીકરણ કરવાનો આ એકમાત્ર રસ્તો હતો, જેનો કોઈ વ્યવહારિક ઉપયોગ નહોતો. વૈજ્ઞાનિકો આ ઘટના માટે સમજૂતી શોધી રહ્યા હતા.

અંગ્રેજ ભૌતિકશાસ્ત્રી વિલિયમ ગિલ્બર્ટ (1544-1603) એ શોધી કાઢ્યું હતું કે અન્ય પદાર્થો (ઉદાહરણ તરીકે, રોક ક્રિસ્ટલ, કાચ), એમ્બર જેવા, ઘસ્યા પછી પ્રકાશ પદાર્થોને આકર્ષવાની મિલકત ધરાવે છે. તેમણે આ ગુણધર્મોને વિદ્યુત કહ્યા, આ શબ્દનો પ્રથમ વખત ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો (ગ્રીકમાં, એમ્બર એ ઇલેક્ટ્રોન છે).

મેગ્ડેબર્ગના બર્ગોમાસ્ટર, ઓટ્ટો વોન ગ્યુરિકે (1602-1686), પ્રથમ ઇલેક્ટ્રિક મશીનોમાંની એક ડિઝાઇન કરી હતી. તે એક ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક મશીન હતું, જે ધરી પર લગાવેલ સલ્ફર બોલ હતો. એક ધ્રુવ હતો... શોધક પોતે. જ્યારે હેન્ડલ ફેરવવામાં આવ્યું, ત્યારે સંતુષ્ટ બર્ગોમાસ્ટરની હથેળીઓમાંથી સહેજ કર્કશ અવાજ સાથે વાદળી રંગના તણખાઓ ઉડ્યા. પાછળથી, અન્ય શોધકો દ્વારા ગુએરિકના મશીનમાં સુધારો કરવામાં આવ્યો હતો. સલ્ફર બોલને કાચના એક દ્વારા બદલવામાં આવ્યો હતો, અને સંશોધકની હથેળીને બદલે, ચામડાના પેડ્સનો ઉપયોગ ધ્રુવોમાંથી એક તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો.

લેડેન જાર-કેપેસિટરની અઢારમી સદીમાં શોધનું ખૂબ મહત્વ હતું, જેણે વીજળીનો સંગ્રહ કરવાનું શક્ય બનાવ્યું. તે પાણીથી ભરેલું કાચનું વાસણ હતું, જે વરખમાં લપેટાયેલું હતું. સ્ટોપરમાંથી પસાર થતો ધાતુનો સળિયો પાણીમાં ડૂબી ગયો હતો.

અમેરિકન વૈજ્ઞાનિક બેન્જામિન ફ્રેન્કલીન (1706-1790) એ સાબિત કર્યું કે વિદ્યુત ચાર્જના સંગ્રહમાં પાણી કોઈ ભૂમિકા ભજવતું નથી;

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક મશીનો ખૂબ વ્યાપક બની ગયા છે, પરંતુ માત્ર મનોરંજક ગીઝમોઝ તરીકે. જો કે, વીજળીથી દર્દીઓની સારવાર કરવાના પ્રયાસો થયા હતા, પરંતુ આવી સારવારની ફિઝિયોથેરાપ્યુટિક અસર શું હતી તે કહેવું મુશ્કેલ છે.

ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી ચાર્લ્સ કુલોમ્બ (1736-1806), ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સના સ્થાપક, 1785 માં સ્થાપિત કર્યું હતું કે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ તેમની તીવ્રતાના પ્રમાણસર છે અને તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર છે.

અઢારમી સદીના ચાલીસના દાયકામાં, બેન્જામિન ફ્રેન્કલિને સિદ્ધાંતને આગળ ધપાવ્યો કે ત્યાં માત્ર એક જ પ્રકારની વીજળી છે - એક વિશિષ્ટ વિદ્યુત પદાર્થ જેમાં નાના કણોનો સમાવેશ થાય છે જે પદાર્થમાં પ્રવેશ કરવા સક્ષમ છે. જો શરીરમાં વિદ્યુત દ્રવ્ય વધુ હોય, તો તે હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, જો કોઈ ખામી હોય તો, શરીર નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે. ફ્રેન્કલીને વત્તા અને બાદબાકીના ચિહ્નો પ્રેક્ટિસમાં રજૂ કર્યા, તેમજ શરતો: કેપેસિટર, કંડક્ટર, ચાર્જ.

વીજળીની પ્રકૃતિ વિશેના મૂળ સિદ્ધાંતો એમ.વી. લોમોનોસોવ (1711-1765), લિયોનહાર્ડ યુલર (1707-1783), ફ્રાન્ઝ એપિનસ (1724-1802) અને અન્ય વૈજ્ઞાનિકો દ્વારા બનાવવામાં આવ્યા હતા. અઢારમી સદીના અંત સુધીમાં, સ્થિર શુલ્કના ગુણધર્મો અને વર્તનનો પૂરતો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો અને અમુક અંશે સમજાવવામાં આવ્યો હતો. જો કે, ઇલેક્ટ્રિક કરંટ-મૂવિંગ ચાર્જિસ વિશે કંઈ જ જાણી શકાયું ન હતું, કારણ કે ત્યાં કોઈ ઉપકરણ નહોતું જે મોટી સંખ્યામાં ચાર્જને ખસેડી શકે. ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક મશીનમાંથી પ્રાપ્ત કરંટ માપવા માટે ખૂબ નાનો હતો.

1 . જો તમે ગ્લો ડિસ્ચાર્જમાં વર્તમાનમાં વધારો કરો છો, બાહ્ય પ્રતિકાર ઘટાડે છે, તો પછી ઉચ્ચ પ્રવાહ પર, ટ્યુબ ટર્મિનલ્સ પરનો વોલ્ટેજ ઘટવાનું શરૂ થાય છે, ડિસ્ચાર્જ ઝડપથી વિકસે છે અને ચાપમાં ફેરવાય છે. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, સંક્રમણ અચાનક થાય છે અને મોટેભાગે શોર્ટ સર્કિટ તરફ દોરી જાય છે. બાહ્ય સર્કિટના પ્રતિકારને પસંદ કરીને, સ્રાવના સંક્રમણ સ્વરૂપને સ્થિર કરવું શક્ય છે અને ચોક્કસ દબાણ પર, ચાપમાં ગ્લો ડિસ્ચાર્જના સતત સંક્રમણનું અવલોકન કરવું શક્ય છે. ટ્યુબના ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના વોલ્ટેજ ડ્રોપ સાથે સમાંતર, કેથોડ તાપમાનમાં વધારો થાય છે અને કેથોડ ડ્રોપમાં ધીમે ધીમે ઘટાડો થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોડ્સને અલગ કરીને ચાપને સળગાવવાની સામાન્ય પદ્ધતિનો ઉપયોગ એ હકીકતને કારણે છે કે ચાપ દસ વોલ્ટના પ્રમાણમાં ઓછા વોલ્ટેજ પર બળે છે, જ્યારે ગ્લો ડિસ્ચાર્જને સળગાવવા માટે દસ કિલોવોલ્ટના ક્રમના વોલ્ટેજની જરૂર પડે છે. વાતાવરણીય દબાણ પર. સર્કિટ તૂટી જાય તે ક્ષણે તેમની વચ્ચે નબળા સંપર્કની રચનાને કારણે ઇલેક્ટ્રોડ્સને અલગ ખસેડતી વખતે ઇગ્નીશન પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોડ્સની સ્થાનિક ગરમી દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે.

જ્યારે સર્કિટ તૂટી જાય ત્યારે ચાપના વિકાસનો પ્રશ્ન ફક્ત "ઉપયોગી" ચાપ મેળવવાના દૃષ્ટિકોણથી જ નહીં, પણ "હાનિકારક" ચાપનો સામનો કરવાના દૃષ્ટિકોણથી પણ તકનીકી રીતે મહત્વપૂર્ણ છે, ઉદાહરણ તરીકે, રચના સાથે જ્યારે સ્વીચ ખોલવામાં આવે ત્યારે ચાપ. L એ સર્કિટનું સેલ્ફ-ઇન્ડક્ટન્સ છે, W એ તેનો પ્રતિકાર છે, ع એ e.m.f. વર્તમાન સ્ત્રોત, U(I) એ ચાપની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાનું કાર્ય છે. પછી આપણી પાસે હોવું જોઈએ: ع= L dI/dt+WI+U(I) (1) અથવા

LdI/dt=(ع-WI)-U(I)=∆ (2).

તફાવત (ع - WI) એ ડાયરેક્ટ રેઝિસ્ટન્સ AB (ફિગ. 1) ના ઓર્ડિનેટ કરતાં વધુ કંઈ નથી, અને U(I) એ આપેલ I માટે ચાપ લાક્ષણિકતાનો ઓર્ડિનેટ છે. જેથી dI/dt નકારાત્મક છે, એટલે કે. જેથી કરીને સમય જતાં વર્તમાન I ચોક્કસપણે ઘટે અને સ્વીચના ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે કોઈ સ્થિર ચાપ ન બને, તે જરૂરી છે કે

ફિગ.1. પ્રતિકાર રેખાની સંબંધિત સ્થિતિ અને કિસ્સાઓ માટે સ્થિર ચાપની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા વળાંક: a) જ્યારે સર્કિટ તૂટી જાય ત્યારે ચાપ ન થઈ શકે; b) જ્યારે P અને Q બિંદુઓને અનુરૂપ વર્તમાન શ્રેણીમાં વિરામ દરમિયાન ચાપ થાય છે.

∆ ع-WI થઈ.

આ કરવા માટે, તેના તમામ બિંદુઓ સાથેની લાક્ષણિકતા પ્રતિકાર રેખા (ફિગ. 1, એ) ની ઉપર હોવી જોઈએ. આ સરળ નિષ્કર્ષ સર્કિટમાં કેપેસિટીન્સને ધ્યાનમાં લેતું નથી અને તે ફક્ત ડાયરેક્ટ કરંટ પર જ લાગુ પડે છે.

સ્થિર ચાપના વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા વળાંક સાથે પ્રતિકારક રેખાના આંતરછેદનું બિંદુ સીધી વર્તમાન તાકાતની સૌથી નીચી મર્યાદાને અનુરૂપ છે કે જ્યાં સર્કિટ તૂટી જાય ત્યારે ચાપ થઈ શકે છે (ફિગ. 1, b). સ્વીચ ખોલવાના કિસ્સામાં વૈકલ્પિક વર્તમાન ચાપ જે શૂન્યમાંથી દરેક વોલ્ટેજ સંક્રમણ સાથે બહાર જાય છે, તે જરૂરી છે કે ઓપનિંગ દરમિયાન ડિસ્ચાર્જ ગેપમાં હાજર પરિસ્થિતિઓ વોલ્ટેજમાં અનુગામી વધારા સાથે ચાપને ફરીથી સળગાવવાની મંજૂરી આપતી નથી. વર્તમાન સ્ત્રોતની. આના માટે જરૂરી છે કે જેમ જેમ વોલ્ટેજ વધે છે તેમ ડિસ્ચાર્જ ગેપ પૂરતા પ્રમાણમાં ડીયોનાઇઝ્ડ થાય છે. મજબૂત વૈકલ્પિક પ્રવાહોના સ્વિચમાં, ઉન્નત ડીયોનાઇઝેશન કૃત્રિમ રીતે દ્વિધ્રુવી પ્રસરણને કારણે ચાર્જ થયેલા ગેસના કણોને ચૂસીને, તેમજ યાંત્રિક ફૂંકાતા ઉપયોગ દ્વારા અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્રના વિસર્જનને ખુલ્લા કરીને વિશિષ્ટ ઇલેક્ટ્રોડ્સ રજૂ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે. ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર, તેલ સ્વીચોનો ઉપયોગ થાય છે.

2 . કેથોડ સ્પોટ, કાર્બન કેથોડ પર સ્થિર, પ્રવાહી પારાની સપાટી પર સતત ઝડપી ગતિમાં છે. પ્રવાહી પારાની સપાટી પર કેથોડ સ્પોટની સ્થિતિને પારામાં ડૂબેલા અને તેમાંથી સહેજ બહાર નીકળતી મેટલ પિનનો ઉપયોગ કરીને નિશ્ચિત કરી શકાય છે.

એનોડ અને કેથોડ વચ્ચેના નાના અંતરના કિસ્સામાં, એનોડનું થર્મલ રેડિયેશન કેથોડ સ્પોટના ગુણધર્મોને ખૂબ અસર કરે છે. કાર્બન કેથોડથી એનોડના પૂરતા પ્રમાણમાં મોટા અંતરે, કેથોડ સ્પોટના પરિમાણો કેટલાક સતત મર્યાદિત મૂલ્ય તરફ વલણ ધરાવે છે, અને હવામાં કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ પર કેથોડ સ્પોટ દ્વારા કબજો કરવામાં આવેલ વિસ્તાર વર્તમાન તાકાતના પ્રમાણસર છે અને તેને અનુરૂપ છે. 470 A/cm² નું વાતાવરણીય દબાણ શૂન્યાવકાશમાં 4000 a/cm² જોવા મળ્યું હતું.

જેમ જેમ દબાણ ઘટે છે તેમ તેમ કાર્બન કેથોડ પર કેથોડ સ્પોટ દ્વારા કબજે કરેલ વિસ્તાર સતત પ્રવાહમાં વધે છે.

કેથોડ સ્પોટની દૃશ્યમાન સીમાની તીક્ષ્ણતા એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવી છે કે સ્પોટના કેન્દ્રથી અંતર સાથે તાપમાનમાં પ્રમાણમાં ધીમો ઘટાડો એ પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગ અને થર્મિઓનિક ઉત્સર્જન બંનેમાં ઝડપી ઘટાડાને અનુરૂપ છે, અને આ તીક્ષ્ણ સમાન છે. સ્થળની ઓપ્ટિકલ" અને "ઇલેક્ટ્રિકલ" સીમાઓ.

જ્યારે ચાપ હવામાં બળે છે, ત્યારે કાર્બન કેથોડ તીક્ષ્ણ બને છે, જ્યારે કાર્બન એનોડ પર, જો સ્રાવ એનોડના સમગ્ર આગળના વિસ્તારને આવરી લેતું નથી, તો એક રાઉન્ડ ડિપ્રેશન રચાય છે - હકારાત્મક ચાપ ખાડો.

કેથોડ સ્પોટની રચના નીચે પ્રમાણે સમજાવવામાં આવી છે. કેથોડની નજીકના પાતળા સ્તરમાં સ્પેસ ચાર્જનું વિતરણ એવું છે કે ડિસ્ચાર્જને જાળવવા માટે ડિસ્ચાર્જ ચેનલના ક્રોસ-સેક્શનની જરૂર પડે છે, સંભવિત તફાવત જેટલો ઓછો હોય છે. તેથી, કેથોડ પરના સ્રાવને સંકોચન કરવું આવશ્યક છે.

કેથોડ સ્પોટની સીધી બાજુમાં સ્રાવનો એક ભાગ છે જેને નકારાત્મક કેથોડ બ્રશ અથવા નકારાત્મક જ્યોત કહેવાય છે. નીચા દબાણે ચાપમાં કેથોડ બ્રશની લંબાઈ કેથોડ સંભવિત ડ્રોપના ક્ષેત્રમાં તેમના વેગ પ્રાપ્ત કર્યા પછી, ઝડપી પ્રાથમિક ઇલેક્ટ્રોન જે અંતર પર ઉડે છે તેના દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

નેગેટિવ બ્રશ અને પોઝિટિવ કોલમ વચ્ચે ગ્લો ડિસ્ચાર્જની ફેરાડે ડાર્ક સ્પેસ જેવો વિસ્તાર છે. હવામાં પેટ્રોવના ચાપમાં, નકારાત્મક બ્રશ ઉપરાંત, સકારાત્મક જ્યોત અને સંખ્યાબંધ પ્રભામંડળ છે. સ્પેક્ટ્રલ વિશ્લેષણ આ જ્વાળાઓ અને પ્રભામંડળમાં સંખ્યાબંધ રાસાયણિક સંયોજનો (સાયનાઇન અને નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ) ની હાજરી સૂચવે છે.

ઇલેક્ટ્રોડ્સ અને ઉચ્ચ ગેસ દબાણની આડી ગોઠવણી સાથે, આર્ક ડિસ્ચાર્જનો હકારાત્મક સ્તંભ ડિસ્ચાર્જ દ્વારા ગરમ થતા ગેસના સંવહન પ્રવાહોના પ્રભાવ હેઠળ ઉપર તરફ વળે છે. આર્ક ડિસ્ચાર્જ નામ અહીંથી આવે છે.

3 . પેટ્રોવ આર્કમાં, ઉચ્ચ તાપમાન અને ઉચ્ચ દબાણ સંભવિત વિતરણને માપવા માટે ચકાસણી પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવતું નથી.

આર્ક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના સંભવિત ડ્રોપમાં કેથોડ ડ્રોપ અને Uk, એનોડિક ડ્રોપ Ua અને હકારાત્મક કૉલમમાં ડ્રોપનો સમાવેશ થાય છે. કેથોડ અને એનોડ સંભવિત ટીપાંનો સરવાળો એનોડ અને કેથોડને એકસાથે લાવીને જ્યાં સુધી સકારાત્મક કૉલમ અદૃશ્ય થઈ જાય ત્યાં સુધી અને ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેના વોલ્ટેજને માપવા દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે ચકાસણી લાક્ષણિકતાઓની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને આર્ક કૉલમના બે બિંદુઓ પર મૂલ્યો, અહીંથી રેખાંશ સંભવિત ઢાળની ગણતરી કરો અને પછી એનોડિક અને કેથોડિક સંભવિત ડ્રોપ બંનેની ગણતરી કરો.

તે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે કે વાતાવરણીય દબાણ પર આર્ક ડિસ્ચાર્જમાં કેથોડ અને એનોડ ટીપાંનો સરવાળો લગભગ તે જ મૂલ્ય જેટલો ગેસ અથવા વરાળની આયનીકરણ સંભવિતતા જેટલો હોય છે જેમાં ડિસ્ચાર્જ થાય છે.

કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ સાથે પેટ્રોવ આર્કનો ઉપયોગ કરવાની તકનીકમાં, પ્રયોગમૂલક આર્ટન સૂત્રનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે:

U=a+bl+(c+dl)/I (3)

અહીં U એ ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેનો વોલ્ટેજ છે, I ચાપમાં વર્તમાન તાકાત છે, l ચાપની લંબાઈ છે, a, b, c અને d એ ચાર સ્થિરાંકો છે. લાક્ષણિક સૂત્ર (3) હવામાં કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના ચાપ માટે સ્થાપિત થયેલ છે. l દ્વારા અમારો મતલબ કેથોડ અને પોઝિટિવ ક્રેટરની કિનારીઓ દ્વારા દોરવામાં આવેલા પ્લેન વચ્ચેનું અંતર છે.

ચાલો ફોર્મ્યુલા (4) ફોર્મમાં ફરીથી લખીએ

U=a+c/I+l(b+d/I).

(4)

(4) માં, પરિબળ l ધરાવતી શરતો હકારાત્મક કૉલમમાં સંભવિત ઘટાડાને અનુરૂપ છે; પ્રથમ બે શબ્દો કેથોડ અને એનોડ ડ્રોપ Uк+Uа નો સરવાળો દર્શાવે છે.

(3) માં સ્થિરાંકો હવાના દબાણ અને ઇલેક્ટ્રોડ્સની ઠંડકની સ્થિતિ પર અને પરિણામે, કોલસાના કદ અને આકાર પર આધાર રાખે છે.

ધાતુની વરાળ (ઉદાહરણ તરીકે, પારો) થી ભરેલા ખાલી જહાજમાં આર્ક ડિસ્ચાર્જના કિસ્સામાં, વરાળનું દબાણ જહાજના સૌથી ઠંડા ભાગોના તાપમાન પર આધાર રાખે છે અને તેથી લાક્ષણિકતાનો અભ્યાસક્રમ ઠંડકની સ્થિતિ પર ખૂબ આધાર રાખે છે. સમગ્ર ટ્યુબ.

આર્ક ડિસ્ચાર્જની ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓ સ્થિર રાશિઓથી ખૂબ જ અલગ છે. ગતિશીલ લાક્ષણિકતાનો પ્રકાર આર્ક મોડના ફેરફારની ઝડપ પર આધાર રાખે છે. વ્યવહારમાં, ચાપની સૌથી રસપ્રદ લાક્ષણિકતા એ છે કે જ્યારે વૈકલ્પિક પ્રવાહ દ્વારા સંચાલિત થાય છે. વર્તમાન અને વોલ્ટેજની એક સાથે ઓસીલોગ્રાફી ફિગ 2 માં બતાવેલ ચિત્ર આપે છે. સમગ્ર સમયગાળા માટે આ વળાંકોમાંથી દોરેલા ચાપની લાક્ષણિકતા છે

આકૃતિ 3 માં બતાવેલ દૃશ્ય. ડોટેડ લાઇન ડિસ્ચાર્જની ગેરહાજરીમાં વોલ્ટેજની પ્રગતિ દર્શાવે છે.

ફિગ.4.

ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓ

આર્ક ડિસ્ચાર્જ ટિક ચાલુ

ઓછી આવર્તન વૈકલ્પિક પ્રવાહ.

ફિગ. 4 માં સમાન અક્ષરો.

કેથોડ, જે વર્તમાનના પાછલા અર્ધ-ચક્રમાં, અડધા-ચક્રની શરૂઆતથી, જ્યારે બાહ્ય ઇએમએફ. શૂન્યમાંથી પસાર થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જન કરે છે. બિંદુ O થી બિંદુ A સુધી, લાક્ષણિકતા બિન-સ્વ-ટકાઉ સ્રાવને અનુરૂપ છે, જેનો સ્ત્રોત કેથોડ દ્વારા ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોન છે. બિંદુ A પર ચાપ પ્રજ્વલિત થાય છે. બિંદુ A પછી, સ્રાવ પ્રવાહ ઝડપથી વધે છે. જો બાહ્ય સર્કિટમાં પ્રતિકાર હોય, તો ચાપ ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનો વોલ્ટેજ ઘટે છે, જોકે ઇએમએફ. વર્તમાન સ્ત્રોત (ફિગ. 3 માં ડોટેડ લાઇન), જે સાઇનસૉઇડમાંથી પસાર થાય છે, તે વધુ વધે છે. જેમ જેમ બાહ્ય સ્ત્રોત દ્વારા પૂરા પાડવામાં આવેલ વોલ્ટેજ અને વર્તમાન ઘટે છે તેમ, ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન ઘટવા લાગે છે.

ચાપમાં વર્તમાનમાં ઘટાડા સાથે, બાહ્ય પ્રતિકારના આધારે તેના ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેનો વોલ્ટેજ ફરી વધી શકે છે, પરંતુ ફિગ. 4 માં BC લાક્ષણિકતાનો ભાગ આડો હોઈ શકે છે અથવા તેની વિરુદ્ધ ઢોળાવ હોઈ શકે છે. બિંદુ C પર ચાપ બહાર જાય છે.

બિંદુ C પછી, ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેના વોલ્ટેજમાં ઘટાડા સાથે બિન-સ્વ-ટકાઉ સ્રાવ પ્રવાહ શૂન્ય થઈ જાય છે.

પી
વોલ્ટેજ પસાર થયા પછી

શૂન્ય, કેથોડની ભૂમિકા પાછલા એનોડ દ્વારા ભજવવાનું શરૂ થાય છે અને વર્તમાન અને વોલ્ટેજના વિપરીત સંકેતો સાથે ચિત્રનું પુનરાવર્તન થાય છે.

ફિગ.5.

ગતિશીલ લાક્ષણિકતાનો પ્રકાર ચાપ મોડને નિર્ધારિત કરતી તમામ પરિસ્થિતિઓથી પ્રભાવિત થાય છે: ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેનું અંતર, બાહ્ય પ્રતિકારની તીવ્રતા, બાહ્ય સર્કિટની સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સ અને કેપેસિટીન્સ, ચાપને ખોરાક આપતા વૈકલ્પિક પ્રવાહની આવર્તન. , વગેરે જો ચાપને ખવડાવતા ડાયરેક્ટ કરંટના વોલ્ટેજ કરતા ઓછા કંપનવિસ્તારનું વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ દ્વારા આપવામાં આવતા ચાપના ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, તો લાક્ષણિકતા સ્થિર લાક્ષણિકતાને આવરી લેતા બંધ લૂપનું સ્વરૂપ લે છે.સૂર્ય બંને બાજુએ. જેમ જેમ વૈકલ્પિક પ્રવાહની આવર્તન વધે છે, આ લૂપની ધરી ફરે છે, લૂપ પોતે સપાટ થઈ જાય છે અને અંતે, એક સીધી રેખાખંડનું રૂપ ધારણ કરે છે., કોઓર્ડિનેટ્સના મૂળમાંથી પસાર થવું (ફિગ. 5). ખૂબ જ ઓછી આવર્તન પર, ગતિશીલ લાક્ષણિકતાનો લૂપ VS ની સ્થિર લાક્ષણિકતાના સેગમેન્ટમાં ફેરવાય છે, કારણ કે ડિસ્ચાર્જના તમામ આંતરિક પરિમાણો, ખાસ કરીને આયનો અને ઇલેક્ટ્રોનની સાંદ્રતા, દરેક પર મૂલ્યો લેવાનું સંચાલન કરે છે. લાક્ષણિકતાના બિંદુ જે આપેલ U અને I માટે સ્થિર સ્રાવને અનુરૂપ છે. તેનાથી વિપરિત, ખૂબ જ ઝડપી ફેરફાર સાથે, ડિસ્ચાર્જ પરિમાણોમાં બિલકુલ બદલવાનો સમય નથી, તેથી હું પ્રમાણસર હોવાનું બહાર આવ્યું છે અને, જે અનુરૂપ છે કોઓર્ડિનેટ્સના મૂળમાંથી પસાર થતી સીધી રેખા OA આમ, વૈકલ્પિક પ્રવાહની આવૃત્તિમાં વધારો સાથે, લાક્ષણિકતા લૂપ (ફિગ. 5) તેના તમામ વધતા બિંદુઓમાં બને છે.

ચાપમાં ગેસના સંપૂર્ણ આયનીકરણની શક્યતાને કારણે

ડિસ્ચાર્જ નીચા ગેસ પ્રેશર પર ચાપ તૂટવાનો પ્રશ્ન છે

અને ખૂબ જ મજબૂત પ્રવાહો. ઇલેક્ટ્રોફોરેસીસ અને દિવાલોમાં આયનોના સક્શનને કારણે ગેસની ઘનતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો, ચાપ તૂટવાની ઘટનામાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે, ખાસ કરીને તે સ્થાનો જ્યાં ડિસ્ચાર્જ ગેપ ખૂબ જ સંકુચિત છે. વ્યવહારમાં, આ ખૂબ ઊંચા પ્રવાહો માટે પારાના રેક્ટિફાયરનું નિર્માણ કરતી વખતે અતિશય સંકોચન ટાળવાની જરૂરિયાત તરફ દોરી જાય છે.

ઇલેક્ટ્રિશિયન કે જેઓ પ્રથમ વખત ઇલેક્ટ્રિક આર્ક્સ સાથે વ્યવહાર કરે છે

આ કિસ્સામાં પણ ઓહ્મનો કાયદો લાગુ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો. વાસ્તવિકતા સાથે સંમત ઓહ્મના કાયદા અનુસાર ગણતરીના પરિણામો મેળવવા માટે, તેઓએ ચાપના વ્યસ્ત ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળની વિભાવના રજૂ કરવી પડી. ગેલ્વેનિક કોશિકાઓમાં ઘટના સાથે સામ્યતા દ્વારા, આ ઇએમએફનો અપેક્ષિત દેખાવ. આર્ક ધ્રુવીકરણ કહેવાય છે. રિવર્સ ઇએમએફનો પ્રશ્ન. આર્ક્સ રશિયન વૈજ્ઞાનિકો ડી.એ. લાચિનોવ અને વી.એફ. મિટકેવિચના કાર્યોને સમર્પિત છે. વાયુઓમાં વિદ્યુત વિસર્જન વિશેના વિચારોના વધુ વિકાસ દર્શાવે છે કે પ્રશ્નની આવી રચના સંપૂર્ણપણે ઔપચારિક છે અને તેને સફળતાપૂર્વક ચાપની ઘટતી લાક્ષણિકતાના વિચાર દ્વારા બદલી શકાય છે. આ દૃષ્ટિકોણની માન્યતા પ્રાયોગિક રીતે વિપરીત ઇએમએફને સીધી રીતે શોધવાના તમામ પ્રયાસોની નિષ્ફળતા દ્વારા પુષ્ટિ મળે છે. ઇલેક્ટ્રિક ચાપ.

4 . કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે હવામાં ચાપના કિસ્સામાં

ગરમ ઇલેક્ટ્રોડમાંથી રેડિયેશન, મુખ્યત્વે હકારાત્મક ખાડોમાંથી, પ્રબળ છે.

એનોડનું રેડિયેશન, ઘન શરીરના કિરણોત્સર્ગની જેમ, ધરાવે છે

સતત સ્પેક્ટ્રમ. તેની તીવ્રતા એનોડના તાપમાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. બાદમાં કોઈપણ આપેલ સામગ્રીમાંથી બનેલા એનોડ સાથે વાતાવરણીય હવામાં ચાપ માટે લાક્ષણિક મૂલ્ય છે, કારણ કે એનોડનું તાપમાન વર્તમાન શક્તિ પર આધારિત નથી અને તે ફક્ત એનોડ સામગ્રીના ગલન અથવા નિસ્યંદન તાપમાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ગલન અથવા સબલિમેશન તાપમાન દબાણ પર આધાર રાખે છે કે જેના હેઠળ ગલન અથવા સબલિમેટીંગ શરીર સ્થિત છે. તેથી, એનોડ તાપમાન, અને તેથી સકારાત્મક ક્રેટર રેડિયેશનની તીવ્રતા, ચાપ બળે છે તે દબાણ પર આધાર રાખે છે. આ સંદર્ભમાં, દબાણ હેઠળ કાર્બન આર્ક સાથેના શાસ્ત્રીય પ્રયોગો જાણીતા છે, જે ખૂબ ઊંચા તાપમાન તરફ દોરી જાય છે.

દબાણ સાથે હકારાત્મક ક્રેટરના તાપમાનમાં ફેરફાર પર

આ રેખાંકનમાં 1 એટીએમના દબાણ માટેના બિંદુઓ છે

અને ઉપર, એ ધારણાની પુષ્ટિ તરીકે સેવા આપે છે કે હકારાત્મક ખાડોનું તાપમાન એનોડ પદાર્થના ગલન અથવા ઉત્કૃષ્ટતાના તાપમાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, કારણ કે આ કિસ્સામાં ln વચ્ચે રેખીય સંબંધ હોવો જોઈએ. આરઅને 1/T. નીચા દબાણો પર રેખીય અવલંબનમાંથી વિચલન એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે 1 એટીએમથી નીચેના દબાણ પર, એનોડ પર છોડવામાં આવતી ગરમીનું પ્રમાણ અપૂરતું છે.

ચોખા. 6. દબાણમાં ફેરફાર સાથે હવામાં ઇલેક્ટ્રિક ડીકેજીના કાર્બન એનોડના તાપમાનમાં ફેરફાર. ઓર્ડિનેટ અક્ષ સાથેનો સ્કેલ લઘુગણક છે.

પેટ્રોવ આર્કના કેથોડ સ્પોટનું તાપમાન હંમેશા અનેક હોય છે

પોઝિટિવ ક્રેટરના તાપમાનથી સેંકડો ડિગ્રી નીચે.

ઉચ્ચ ચાપ કોર્ડ તાપમાન શોધી શકાતું નથી

થર્મોકોપલ અથવા બોલોમીટરનો ઉપયોગ કરીને. હાલમાં

સ્પેક્ટ્રલ સ્પેક્ટ્રાનો ઉપયોગ ચાપમાં તાપમાન નક્કી કરવા માટે થાય છે

ઉચ્ચ વર્તમાન શક્તિઓ પર, પેટ્રોવના ચાપમાં ગેસનું તાપમાન

એનોડ તાપમાન કરતા વધારે હોઈ શકે છે અને 6000° K સુધી પહોંચે છે. આવા ઉચ્ચ ગેસ તાપમાન વાતાવરણીય દબાણ પર આર્ક ડિસ્ચાર્જના તમામ કેસોની લાક્ષણિકતા છે. ખૂબ ઊંચા દબાણ (દસ અને સેંકડો વાતાવરણ) ના કિસ્સામાં, વિભાજિત હકારાત્મક ચાપ સ્તંભના મધ્ય ભાગોમાં તાપમાન 10,000° K સુધી પહોંચે છે. નીચા દબાણ પર આર્ક ડિસ્ચાર્જમાં, હકારાત્મક સ્તંભમાં ગેસનું તાપમાન ગ્લો ડિસ્ચાર્જના પોઝિટિવ કૉલમ જેવો જ ક્રમ.

પોઝિટિવ આર્ક ક્રેટરનું તાપમાન કેથોડના તાપમાન કરતા વધારે છે, કારણ કે એનોડ પર તમામ પ્રવાહ ઇલેક્ટ્રોન બોમ્બાર્ડિંગ અને એનોડને ગરમ કરીને વહન કરે છે. ઈલેક્ટ્રોન્સ

એનોડ એરિયામાં ખરીદેલી દરેક વસ્તુ જ નહીં એનોડને દાન કરો

ગતિ ઊર્જામાં ઘટાડો, પણ કાર્ય કાર્ય ("છુપાયેલ-

ઇલેક્ટ્રોનનું બાષ્પીભવનની ગરમી"). તેનાથી વિપરીત, કેથોડ માટે

સમાન વર્તમાન તાકાત પર એનોડને અથડાતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યાની તુલનામાં ઓછી સંખ્યામાં હકારાત્મક આયન દ્વારા ધોધ અને બોમ્બમારો કરવામાં આવે છે અને ગરમ થાય છે. કેથોડ પરનો બાકીનો પ્રવાહ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે, જેમાંથી બહાર નીકળ્યા પછી

થર્મિઓનિક આર્ક, ગરમી કાર્ય કાર્ય પર ખર્ચવામાં આવે છે

કેથોડની વાયા ઊર્જા.

5 .

હકીકત એ છે કે ચાપ એક ઘટી લાક્ષણિકતા ધરાવે છે, તે સતત oscillations એક જનરેટર તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. આવા આર્ક જનરેટરની આકૃતિ ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 7. આમાં ઓસિલેશન જનરેટ કરવા માટેની શરતો
સાથે

heme વિચારણા પરથી અનુમાન કરી શકાય છે

ની સ્થિરતાની ઘર્ષણની સ્થિતિ

આપેલ માટે રાષ્ટ્રીય રેન્ક

બાહ્ય સર્કિટના પરિમાણો.

ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ દો

ડીસી સ્ત્રોત, પી-

ડિસ્ચાર્જ (ફિગ. 7) બરાબર અ,

ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે વોલ્ટેજ

ટ્યુબ U, સ્થિર શક્તિ

ع= યુઆ મોડમાં ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ દ્વારા પ્રવાહ I બરાબર છે, ટ્યુબની કેથોડ-એનોડ કેપેસીટન્સ વત્તા તમામ સપ્લાય વાયર સીની કેપેસીટન્સ, સર્કિટ એલમાં સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સ, પ્રતિકાર કે જેના દ્વારા સ્ત્રોતમાંથી કરંટ પૂરો પાડવામાં આવે છે, આર સ્ટેડી-સ્ટેટ ડીસી મોડ હેઠળ, અમારી પાસે હશે:ઓ(5)

+IR

ચાલો ધારીએ કે આ સ્થિર શાસનનું ઉલ્લંઘન થયું છે. બીટ કોઈપણ સમયે વર્તમાન સમાન છે I+i i, ક્યાં

-નાનું મૂલ્ય, અને ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત U બરાબર છે.

ચાલો નોટેશન રજૂ કરીએ i(dU/d i)i=0 એ અમે શરૂઆતમાં પસંદ કરેલા મોડને અનુરૂપ વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાના સ્પર્શકની સ્પર્શકની બરાબર છે (વર્તમાન I). ચાલો જોઈએ કે તે આગળ કેવી રીતે બદલાશે i. જો iવધશે, પછી આ ડિસ્ચાર્જ મોડ અસ્થિર છે; જો, તેનાથી વિપરીત,

અનંત રીતે ઘટે છે, પછી ડિસ્ચાર્જ મોડ સ્થિર છે.

ચાલો આપણે માનવામાં આવેલ વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા તરફ વળીએ ડિસ્ચાર્જ ગેપ U=(f+iઆઈ

f+i) - ટ્યુબમાંથી પ્રવાહ વહે છે સાથેઅને ક્ષમતા

ચાર્જ થઈ રહ્યું છે (અથવા ડિસ્ચાર્જ થઈ રહ્યું છે). તફાવત ક્ષમતા પરની ક્ષમતાઓસાથે

આ કિસ્સામાં સંતુલિત છે

માત્ર ડિસ્ચાર્જ ગેપમાં વોલ્ટેજ દ્વારા જ નહીં, પણ emf દ્વારા પણ. f+i2 સર્કિટનું સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સ. દો

પ્રતિકાર દ્વારા કુલ પ્રવાહ- i1 tion R. ચાલો કેપેસીટન્સ C દ્વારા વર્તમાન ચાર્જ કરી રહ્યા છીએ તે દર્શાવીએ

; તરત યુ0 કેપેસીટન્સ C- થી U1 સુધીના સંભવિત તફાવતનું વાસ્તવિક મૂલ્ય આર્ક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત હશે’.

ع +iU1 =યુ2 +(i+I (6)

યુ1 )આર,0 -યુ (7)

i2 =U'i+Ldi/dt,1 =i (8)

+i.

સ્થિર મોડની તુલનામાં ક્ષમતા C પર વધારાનો ચાર્જ Q:

Q=∫i 1 dt=(U 1 -U 0)C.

યુ 1 )આર, 0 (9) 2 (6) માંથી (5) બાદ કરીને, આપણને મળે છે: (10)

=-i

U"i+Ldi/dt=-R(i+i 1 ) . (11)

અભિવ્યક્તિઓ (7) અને (9) આપે છે:

1/C∫ i 1 dt=U'i+Ldi/dt. (12)

ટીના સંદર્ભમાં (12) ને ભેદ પાડવું અને પરિણામ (11) માં દાખલ કરવું, અમે શોધીએ છીએ:

U’i+Ldi/dt=-iR-RCU’di/dt-RLCdІ i/dtІ . (13)

ડીІ i/dtІ +(1/CR+U’/L)di/dt + 1/LC(U’/R+1)i=0 (14)

ફોર્મ્યુલા (14) એક વિભેદક સમીકરણ છે,

જેના માટે વધારાનો પ્રવાહ આધીન છે i.

જેમ જાણીતું છે, સમીકરણ (14) નું સંપૂર્ણ અભિન્ન સ્વરૂપ છે:

i=A1e^r1t+A2e^r2t, (15)

જ્યાં r1 અને r2 એ લાક્ષણિક સમીકરણના મૂળ છે, જે સૂત્ર દ્વારા નક્કી થાય છે

આર=-1/2(1/CR+U’/L)+ √1/4(1/CR+U’/L)І-1/LC(U’/R+1). (16)

જો (16) માં આમૂલ મૂલ્ય શૂન્ય કરતા વધારે હોય, તો r1 અને r2

બંને વાસ્તવિક છે, હું ઘાતાંકીય કાયદા અનુસાર સમયાંતરે ફેરફાર કરું છું, અને સોલ્યુશન (15) વર્તમાનમાં એપિરિયોડિક ફેરફારને અનુરૂપ છે. અમે જે સર્કિટ પર વિચાર કરી રહ્યા છીએ તેમાં વર્તમાન ઓસિલેશન થાય તે માટે, તે જરૂરી છે કે r 1 અને r 2 જટિલ માત્રામાં હોય, એટલે કે.

1/LC(U’/R+1)>1/4(1/CR+U’/L)І(17)

આ કિસ્સામાં, (15) તરીકે રજૂ કરી શકાય છે

i=એ 1 ઇ -δt+jωt +એ 2 ઇ -δt-jωt , (18)

δ=1/2(1/CR+U’/L); i=√-1.

મુ δ δ > 0 તેઓ ઝડપથી ક્ષીણ થઈ જાય છે, અને સતત પ્રવાહ પર સ્રાવ સ્થિર રહેશે.

આમ, વિચારણા હેઠળના સર્કિટમાં આખરે અનડેમ્પ્ડ ઓસિલેશન સ્થાપિત કરવા માટે, તે જરૂરી છે કે

(1/CR+U’/L) (19)

કારણ કે P, L અને C અનિવાર્યપણે ધન જથ્થા છે, તો પછી

અસમાનતા (19) માત્ર શરત હેઠળ સંતોષી શકાય છે:

અહીંથી આપણે તારણ કાઢીએ છીએ કે વિચારણા હેઠળના સર્કિટમાં ઓસિલેશન

ઘટી રહેલા વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા સાથે જ ઉદ્ભવી શકે છે

સ્રાવનું જોખમ.

જે શરતો હેઠળ r1 અને r2 માન્ય છે તેની તપાસ

અને બંને શૂન્ય કરતા ઓછા છે, જે ડિસ્ચાર્જ સ્થિરતાની સ્થિતિ તરફ દોરી જાય છે

ડીસી:

(1/CR+U’/L)>0અને (21)

U'/R+1>0 . (22)

શરતો (21) અને (22) સામાન્ય શરતો છે

સતત વોલ્ટેજ દ્વારા સંચાલિત ડિસ્ચાર્જની સ્થિરતા. થી

(21) તે વર્તમાન-વોલ્ટેજની વધતી લાક્ષણિકતાઓ સાથે તેને અનુસરે છે

આંકડા અનુસાર, સ્રાવ હંમેશા સ્થિર છે.

આ જરૂરિયાતને શરત (22) સાથે જોડીને, અમે તે શોધીએ છીએ

ઘટતી લાક્ષણિકતા સાથે, સ્રાવ સ્થિર હોઈ શકે છે

માત્ર ત્યારે જ

જ્યારે આ ફકરાના સૂત્રો સીધા લાગુ કરો

આર્કનો ઉપયોગ કરીને ઓસિલેશન જનરેટ કરવાના પ્રશ્ન માટે આપણે કરવું પડશે

ગતિશીલ લાક્ષણિકતાની ચડતી અને ઉતરતી શાખાઓના આધારે બનેલ "સરેરાશ લાક્ષણિકતા" માંથી U" લો.

કારણે પેટ્રોવ આર્ક માં વર્તમાન તાકાત સામયિક ફેરફાર સાથે

ગેસનું તાપમાન અને ઘનતા અને એરોડાયનેમિક પ્રવાહની ગતિ બદલાય છે. યોગ્ય મોડ પસંદ કરતી વખતે, આ

ફેરફારો એકોસ્ટિક સ્પંદનો તરફ દોરી જાય છે

આસપાસની હવામાં. પરિણામ એ કહેવાતા ગાયક ચાપ છે, જે શુદ્ધ સંગીતનાં સ્વરોનું પુનરુત્પાદન કરે છે.

6 . ગેસના દબાણમાં વધારો અને વર્તમાન ઘનતામાં વધારો સાથે, ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબની દિવાલોથી અલગ, હકારાત્મક સ્તંભની ધરી સાથેનું તાપમાન વધુને વધુ વધે છે. આયનીકરણ પ્રક્રિયાઓ કેવળ થર્મલ આયનીકરણ સાથે વધુ અને વધુ સુસંગત પાત્ર લેવાનું શરૂ કરે છે. પ્લાઝ્મા ઇલેક્ટ્રોનની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા તટસ્થ ગેસ કણોની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા સુધી પહોંચે છે. પ્લાઝ્મા તેના ગુણધર્મોમાં ઇસોથર્મલની નજીક બની જાય છે

ચેસ્કી પ્લાઝ્મા. આ બધું અમને શોધવાની સમસ્યાને ઉકેલવા માટે પરવાનગી આપે છે

થર્મોડાયનેમિક સંબંધો પર આધારિત ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન ઘનતાને આધારે રેખાંશ ફીલ્ડ ગ્રેડિયન્ટની સંખ્યા સહિત વિવિધ ડિસ્ચાર્જ પરિમાણો.

હકારાત્મક ચાપ સ્તંભના સિદ્ધાંતના પ્રારંભિક બિંદુઓ

ઉચ્ચ અને અતિ ઉચ્ચ દબાણ પર પ્રથમ સ્રાવ એ સ્વરૂપમાં થર્મલ આયનીકરણ માટે સૅગ સમીકરણ છે

αІp=AT 5/2 e -eUi/kT (24)

અને બોલ્ટ્ઝમેનનું પ્રમેય સંબંધના સ્વરૂપમાં

n a =nge (-eU a /kT) (25)

અહીં α એ આયનીકરણની ડિગ્રી છે, p એ ગેસનું દબાણ છે, A એ સ્થિર છે,

ટી-ગેસ તાપમાન, U i -આયનીકરણ સંભવિત, k-સતત

બોલ્ટ્ઝમેન, “n a એ ઉત્તેજિત અણુઓની સાંદ્રતા છે, n-એકેન્દ્રીકરણ

સામાન્ય અણુઓનું ટ્રેશન, U a -ઉત્તેજના સંભવિત, g-રિલેટિવ

અણુની ઉત્તેજિત અને સામાન્ય સ્થિતિના આંકડાકીય વજન g a /g n નું નિર્ધારણ. ઇલેક્ટ્રોન ગેસનું તાપમાન ન્યુટ્રલ ગેસના તાપમાન જેટલું હોવાનું માનવામાં આવે છે. સમસ્યાને સરળ બનાવવા માટે, ઉત્તેજનાના માત્ર એક "સરેરાશ" સ્તરને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ અન્ય કોઈપણ સ્થિતિમાં સ્થિત હોવાનું માનવામાં આવે છે, સંવહન ગેસ પ્રવાહ ગેસ શાસનની અક્ષીય સમપ્રમાણતાને વિકૃત કરે છે.

ચાલો ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબની આંતરિક ત્રિજ્યાને R1 દ્વારા દર્શાવીએ, અને ટ્યુબની ધરીથી કોઈપણ બિંદુનું અંતર r દ્વારા દર્શાવીએ. ચાલો હાથ ધરીએ

એક બીજાથી એક સેન્ટિમીટરના અંતરે ટ્યુબની ધરીને લંબરૂપ બે વિભાગો હોય છે, અને અમે તેમની વચ્ચે ત્રિજ્યા r અને r+dr (ફિગ. 8) સાથે બે કેન્દ્રિત સિલિન્ડરોનો ઉપયોગ કરીને પ્રાથમિક વોલ્યુમ પસંદ કરીએ છીએ. ચાલો N1 દ્વારા એકમ ટ્યુબ લંબાઈ દીઠ એકમ સમય દીઠ ડિસ્ચાર્જ દ્વારા છોડવામાં આવતી ઊર્જાની માત્રા અને dN1 દ્વારા વિચારણા હેઠળના એકમ વોલ્યુમ દીઠ ઊર્જાનો જથ્થો દર્શાવીએ. એકમ દીઠ ઉત્સર્જિત ઊર્જાની માત્રા
સમય એ બંધાયેલ ગેસ છે

સમગ્ર ટ્યુબની એકમ લંબાઈ દીઠ અને

પ્રાથમિક માં

વોલ્યુમ, S1 અને dS1 દ્વારા સૂચિત.

ટ્યુબની અંદર છે

ચોખા. 8. અક્ષીય સપ્રમાણ સ્રાવમાં વોલ્યુમ તત્વ.

ગેસ દ્વારા દિશામાં ગરમ ​​કરો

ધરીથી દિવાલ સુધી. ચાલો dL1 દ્વારા ટ્યુબની બાજુથી તેની આંતરિક સીમા દ્વારા સમયના એકમ દીઠ સમાન વોલ્યુમમાં પ્રવેશતી ગરમીના જથ્થા પર સમયના એકમ દીઠ તેની બાહ્ય સીમા દ્વારા વોલ્યુમ તત્વને વિચારણા હેઠળ છોડી દેતી ગરમીની વધુ માત્રાને દર્શાવીએ. ધરી ચાલો ધારીએ કે ગેસના સંવહન પ્રવાહ સખત રીતે વર્ટિકલ છે અને ગેસના થર્મલ શાસનનું ઉલ્લંઘન કરતા નથી.

વિચારણા હેઠળના મૂળ તત્વના થર્મલ સંતુલનની સ્થિતિ

વોલ્યુમ આ રીતે સામાન્ય સ્વરૂપમાં લખવામાં આવશે:

ડીએન1 =dL1 +dS1 . (26)

અક્ષીય સમપ્રમાણતાની હાજરીને કારણે, બધા જથ્થાઓ દ્વારા લાક્ષણિકતા

ગેસની સ્થિતિનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે અને ડિસ્ચાર્જ મોડ માટે સમાન છે

ધરીથી r સમાન અંતરે સ્થિત બિંદુઓ.

વિચારણા હેઠળ પ્રાથમિક તત્વનો આધાર વિસ્તાર હોવાથી

વોલ્યુમ 2пrdr ની બરાબર છે, પછી આમાં પ્રકાશિત પાવર માટે

વોલ્યુમ, અમે લખી શકીએ છીએ:

ડીએન 1 =2 nri r E z dr, (27)

જ્યાં i આરઅક્ષથી r અંતરે વર્તમાન ઘનતા છે, અને E z એ રેખાંશ ક્ષેત્રનો ઢાળ છે, જે ટ્યુબના સમગ્ર ક્રોસ વિભાગ પર સમાન છે. તાપમાન T પર ગેસના થર્મલ વાહકતાના ગુણાંકને λ t દ્વારા દર્શાવતા, અમે dL 1 માટે લખીએ છીએ, નાનાતાના ઉચ્ચ ક્રમની શરતોની અવગણના કરીએ છીએ:

dL 1 =2п(r+dr)(λ t dT/dr) r+dr -2пr(λ t dT/dr) r =2пd(rλ t dT/dr)/dr (28)

ચાલો ધારીએ કે ગેસ દ્વારા ઉત્સર્જિત ઊર્જા સંપૂર્ણપણે છોડી દે છે

ગેસમાં નોંધપાત્ર પુનઃશોષણ વિના ડિસ્ચાર્જ ગેપ. આ

ધારણા કરી શકાય છે કારણ કે ઉચ્ચ દબાણ પર ગેસ દ્વારા શોષાયેલ રેઝોનન્ટ રેડિયેશન ગેસના કુલ કિરણોત્સર્ગનો માત્ર એક નાનો અંશ છે. કારણ કે એકમ સમય દીઠ ઉત્સર્જિત ઊર્જા ઉત્તેજિત પરમાણુ na ની સાંદ્રતાના પ્રમાણસર છે, તો પછી dS 1 માટે આપણે લખી શકીએ:

dS 1 =2пrCn a dr, (29)

જ્યાં C એ T. અવેજીથી સ્વતંત્ર એક સ્થિર પરિબળ છે

મૂલ્યો (29) અને (28) માં (26) આપે છે:

2 nri આર ઇ z dr=2nd(rλ ટી dT/dr)dr/dr + 2nrCn a ડૉ (30)

ધ્રુવીયને આભારી વર્તમાનના નાના અપૂર્ણાંકની અવગણના

નિવાસી આયનો, અને K e દ્વારા ઇલેક્ટ્રોનની ગતિશીલતા દર્શાવતા, આપણે લખી શકીએ છીએ:

i=n ઇ eK ઇ ઇ z . (31)

જો આપણે Sag સમીકરણ (24) ની જમણી બાજુ દર્શાવીએ તો ડિસ્ચાર્જ ગેપ U= 1 (T), અને ડાબી બાજુએ p ને nkT વડે બદલો, જ્યાં n એ તટસ્થ ગેસ કણોની સાંદ્રતા છે, પછી આપણે શોધીએ છીએ:

α 2 = f 1 (T)/ nkT.

(32)

n એ એકમ લંબાઈમાં સમાયેલ ગેસના સમૂહના પ્રમાણસર છે

ટ્યુબ, g 1 અને ટ્યુબ ત્રિજ્યા R1 ના ચોરસ અને આપેલ બિંદુ પર ગેસના તાપમાનના વિપરીત પ્રમાણસર: 1 n=C 1 g 1 2 (33)

/TR

α= (6) માંથી (5) બાદ કરીને, આપણને મળે છે: 1 તેથી, (32) ને બદલે આપણે લખી શકીએ: √f1(T)/C1k/

√g 1 =R 1 f 2 (T)/√g 1 (34)

લેંગેવિનના સમીકરણ મુજબ, ઇલેક્ટ્રોન ગતિની ગતિ

તીવ્રતાના ક્ષેત્રમાં ગેસમાં E z બરાબર છે:

u=K e E z =aeλ e E z /mv (35)

ઇલેક્ટ્રોન, ઇલેક્ટ્રોન વાયુના તાપમાનના વર્ગમૂળના સીધા પ્રમાણસર છે, જ્યારે λ e એ n ના વિપરિત પ્રમાણસર છે. આથી,

K e =C 2 /nT 1/2 (36)

α ની વ્યાખ્યા અનુસાર:

(31), (34), (37) અને (36) માંથી તે નીચે મુજબ છે:

i r =E z R i C 2 f 2 (T)/g 1 1/2 T 1/2 (38)

જ્યાં T એ ધરીથી r અંતરે ગેસનું તાપમાન છે. (38) તરફથી

અને (27) નીચે મુજબ છે:

dN 1 =2пrE r 2 R 1 C 2 f 2 (T)dr/g 1 1/2 T 1/2 =2пrE z 2 R 1 f 3 (T)dr/g 1 1/2 ,(39)

બોલ્ટ્ઝમેન સમીકરણ (25) મુજબ:

n a =nge (-eU a /kT) =C 1 gg 1 e (-eU a /kT) /TR 1 2 =g 1 f 4 (T)/ R 1 2, (40)

જ્યાં f 4 (T) = C 1 ge (-eU a /kT) /T.

n a ની આ કિંમત (29) માં દાખલ કરીને અને Cf 4 (T) ને f 5 (T) થી બદલીને, આપણે શોધીએ છીએ:

dS 1 =g 1 2пrf 5 (T)dr/R 1 2 .

(41)

(39), (28) અને (41) ને (26) માં બદલવાથી મળે છે

E r 2 R 1 f 3 (T)/g 1 1/2 =d(rλ t dT/dr)/rdr+g 1 f 5 (T)dr/R 1 2 (42)

સમીકરણમાં (42), f 3 (T) અને f 5 (T), તેમજ λ t, એકલા T ના કાર્યો છે, તેથી (42) છે

ચલ T અને r ને જોડતું વિભેદક સમીકરણ.

સીમાની શરતો કે જે સોલ્યુશનને સંતોષવી આવશ્યક છે

આ સમીકરણ છે: a) r=R પર T=T st, જ્યાં T st એ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબની દિવાલનું તાપમાન છે; b) r=0 પર, સ્થિતિ dT/dr = 0, કારણ કે ટ્યુબની ધરી પર ગેસનું તાપમાન મહત્તમ મૂલ્ય ધરાવે છે.

ડિસ્ચાર્જને દર્શાવતી તમામ માત્રા કાર્યો છે ટીમાત્ર એક થી

. તેથી, સમીકરણ (42) નો ઉકેલ આવી શકે છે

આ પ્રકારના ડિસ્ચાર્જ સાથે સંકળાયેલ તમામ જથ્થાત્મક સમસ્યાઓનો સંપૂર્ણ ઉકેલ પ્રદાન કરશે. જો કે, સમીકરણ (42) નું મહત્વ મુખ્યત્વે એ હકીકતમાં રહેલું છે કે પરિમાણહીન જથ્થામાં જવાથી તે આપેલ પ્રકારના ડિસ્ચાર્જની લાક્ષણિકતા સમાનતા કાયદા તરફ દોરી જાય છે, જે સમાન મૂલ્યો માટે પ્રાયોગિક રીતે સ્થાપિત જથ્થાત્મક પરિણામોને સ્થાનાંતરિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે. આ જથ્થાના અન્ય મૂલ્યો પર ડિસ્ચાર્જ મોડ માટે N 1, R 1 અને g 1. આ ટેકનિક હાઇડ્રોડાયનેમિક્સની કેટલીક સમસ્યાઓના નિરાકરણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી સમાન છે, તે પણ માત્ર વિભેદક સમીકરણ અને હાઇડ્રોડાયનેમિક્સના સમાનતા કાયદાઓ અનુસાર બાંધવામાં આવેલા મોડેલો પરના પ્રાયોગિક માપના વિશ્લેષણના આધારે. આ કિસ્સામાં, બે ડિસ્ચાર્જ સમાન છે, જેમાં અનુરૂપ બિંદુઓ પર, ગુણોત્તર r/R 1 ના સમાન મૂલ્ય દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, ગેસનું તાપમાન સમાન છે.

વ્યવહારીક રીતે સૌથી નોંધપાત્ર નીચે મુજબ છે

હાઇ-પ્રેશર અનલેસ્ડ આર્ક ડિસ્ચાર્જની સમાનતાનો પ્રથમ કાયદો. વિવિધ વ્યાસ (2R 1 ≠ 2R 1 ") ની નળાકાર ટ્યુબમાં બે ઉચ્ચ-દબાણ આર્ક ડિસ્ચાર્જ, ગેસથી ભરેલા હોય છે જેથી બંને નળીઓની લંબાઈના એક સેન્ટીમીટરમાં સમાન પ્રમાણમાં ગેસ હોય (g 1 = g 1 '), સમાન કિસ્સામાં જો N 1 =N 1 ', એટલે કે જો ટ્યુબની એકમ લંબાઈ દીઠ વીજ વપરાશ બંને કિસ્સાઓમાં સમાન હોય.

હાઇ-પ્રેશર અનલેસ્ડ આર્ક ડિસ્ચાર્જ માટે સમાનતાનો બીજો નિયમ. વિવિધ વ્યાસ (2R 1 ≠ 2R 1 ") ની નળાકાર નળીઓમાં પારાના વરાળમાં બે ઉચ્ચ-દબાણવાળા આર્ક ડિસ્ચાર્જ (2R 1 ≠ 2R 1 "), પારાના વરાળથી ભરેલા હોય છે જેથી દરેક નળીની લંબાઈના એક સેન્ટિમીટર માટે પારાના વરાળની વિવિધ માત્રા હોય (g 1 ≠ g 1 ') , સમાન હોય છે જો દરેક ટ્યુબની એકમ લંબાઈ દીઠ N 1 અને N 1 ' નો ઉપયોગ સંબંધને સંતોષે છે

N 1 /N 1 '=8.5+5.7g 1 /8.5+5.7g 1' (43)

એવું માનવામાં આવે છે કે વિસર્જનમાં પારો સંપૂર્ણપણે વરાળની સ્થિતિમાં પસાર થઈ ગયો છે. ગુણાંક 8.5 અને 5.75 પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરવામાં આવ્યા હતા.

આ પ્રકરણમાં વર્ણવેલ ડિસ્ચાર્જના પ્રકારનો પણ સમાવેશ થાય છે

અને પેટ્રોવ આર્કની સકારાત્મક સ્તંભ (જ્યોત) રજૂ કરે છે

ઇસોથર્મલ પ્લાઝ્માની દોરી છે. આ કિસ્સામાં, સીમા

ટ્યુબની દિવાલો પરની સ્થિતિઓ અદૃશ્ય થઈ જાય છે અને તેને બદલવી આવશ્યક છે

કોર્ડની સીમા સ્તરની પરિસ્થિતિઓ.

હાલમાં, પારાના વરાળમાં આર્ક ડિસ્ચાર્જ ઉપરાંત

અલ્ટ્રા-હાઇ પ્રેશર (100 એટીએમ અને તેથી વધુ સુધી), 20 એટીએમ અને તેથી વધુના દબાણમાં નિષ્ક્રિય વાયુઓ Ne, Ar, Kr અને Xe માં આર્ક ડિસ્ચાર્જનો પણ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે અને તકનીકી એપ્લિકેશન મળી છે.

પરિચય.

આર્ક ડિસ્ચાર્જના ગુણધર્મો.

1. આર્ક રચના.

2. કેથોડ સ્પોટ. દેખાવ અને વ્યક્તિગત ભાગો

આર્ક ડિસ્ચાર્જ .

3. સંભવિત વિતરણ અને વર્તમાન-વોલ્ટેજ

આર્ક ડિસ્ચાર્જ લાક્ષણિકતા .

4. ફૂંકાતા સ્રાવના વ્યક્તિગત ભાગોનું તાપમાન અને રેડિયેશન.

5. વિદ્યુતનો ઉપયોગ કરીને સતત ઓસિલેશનનું નિર્માણ

ટ્રાઇક ચાપ.

6. ઉચ્ચ પર હકારાત્મક આર્ક ડિસ્ચાર્જ

અને અતિ ઉચ્ચ દબાણ.

આર્ક ડિસ્ચાર્જની અરજી.

1. ઇલેક્ટ્રિકલ પ્રોસેસિંગની આધુનિક પદ્ધતિઓ. આધુનિક તકનીકી પ્રક્રિયાઓમાં, એક સૌથી સામાન્ય ઇલેક્ટ્રિક વેલ્ડીંગ છે. વેલ્ડીંગ તમને ફક્ત ધાતુઓ જ નહીં, પણ પ્લાસ્ટિક, સિરામિક્સ અને કાચને પણ વેલ્ડ, સોલ્ડર, ગુંદર અને સ્પ્રે કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ પદ્ધતિના ઉપયોગની શ્રેણી ખરેખર વિશાળ છે - શક્તિશાળી ક્રેન્સ, બાંધકામ મેટલ સ્ટ્રક્ચર્સ, પરમાણુ અને અન્ય પાવર પ્લાન્ટ્સ માટેના સાધનો, મોટા ટન વજનના જહાજોનું નિર્માણ, પરમાણુ આઇસબ્રેકર્સથી લઈને શ્રેષ્ઠ માઇક્રોસર્કિટ્સ અને વિવિધ ઘરગથ્થુ ઉત્પાદન સુધી. ઉત્પાદનો સંખ્યાબંધ ઉદ્યોગોમાં, વેલ્ડીંગની રજૂઆતથી ટેકનોલોજીમાં આમૂલ પરિવર્તન આવ્યું છે. આમ, શિપબિલ્ડીંગમાં એક વાસ્તવિક ક્રાંતિ એ મોટા વેલ્ડેડ વિભાગોમાંથી જહાજોના સતત બાંધકામનો વિકાસ હતો. દેશના ઘણા શિપયાર્ડ હવે મોટી ક્ષમતાવાળા ઓલ-વેલ્ડેડ ટેન્કરો બનાવી રહ્યા છે. ઇલેક્ટ્રિક વેલ્ડીંગે 100-120 વાતાવરણના દબાણ પર ઉત્તરીય પરિસ્થિતિઓમાં કામ કરવા માટે રચાયેલ ગેસ પાઇપલાઇન્સ બનાવવાની સમસ્યાઓનું નિરાકરણ શક્ય બનાવ્યું. ઇલેક્ટ્રીક વેલ્ડીંગ સંસ્થાના કર્મચારીઓનું નામ આપવામાં આવ્યું છે. ઇ.ઓ. પેટનને મૂળ ઓફર કરવામાં આવી હતી

આવી ગેસ પાઈપલાઈન માટે બનાવાયેલ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી પર આધારિત પાઈપો બનાવવાની જીનલ પદ્ધતિ. આમાંથી

40 મિલીમીટર સુધીની જાડાઈની દિવાલો સાથેના પાઈપો અને ખંડોને પાર કરતી અત્યંત વિશ્વસનીય ગેસ પાઇપલાઇન્સ એસેમ્બલ કરે છે.

સોવિયેત વૈજ્ઞાનિકો અને નિષ્ણાતોએ ઇલેક્ટ્રિક વેલ્ડીંગના વિકાસમાં મોટો ફાળો આપ્યો. તેમના મહાન પુરોગામીઓના વારસાને સતત અને સર્જનાત્મક રીતે વિકસાવવા - વી. V. Petrova, N. N. Benardos, N. G. Slavyanov, તેઓએ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીના સૈદ્ધાંતિક પાયાના વિજ્ઞાનની રચના કરી અને સંખ્યાબંધ નવી તકનીકી પ્રક્રિયાઓ વિકસાવી. આખું વિશ્વ વિદ્વાનોના નામ જાણે છે E. O. Paton, V. P. Vologdin, K. K. Khrenov, N. N.

રાયકાલીના અને અન્ય.

હાલમાં, ઇલેક્ટ્રિક આર્ક, ઇલેક્ટ્રોસ્લેગ અને પ્લાઝ્મા આર્ક વેલ્ડીંગનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

2. આર્ક વેલ્ડીંગ. સૌથી સરળ પદ્ધતિ મેન્યુઅલ આર્ક વેલ્ડીંગ છે. ધારક વર્તમાન સ્ત્રોતના એક ધ્રુવ સાથે લવચીક વાયર સાથે જોડાયેલ છે, અને વેલ્ડિંગ કરવા માટેનું ઉત્પાદન બીજા સાથે જોડાયેલ છે. ધારકમાં કાર્બન અથવા મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ દાખલ કરવામાં આવે છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડ વર્કપીસને સંક્ષિપ્તમાં સ્પર્શ કરે છે, ત્યારે એક ચાપ સળગાવવામાં આવે છે, જે બેઝ મેટલ અને ઇલેક્ટ્રોડ સળિયાને પીગળે છે, એક વેલ્ડ પૂલ બનાવે છે, જે જ્યારે મજબૂત થાય છે ત્યારે વેલ્ડ આપે છે.

મેન્યુઅલ આર્ક વેલ્ડીંગ માટે ઉચ્ચ લાયકાત ધરાવતા કામદારોની જરૂર હોય છે અને તેમાં શ્રેષ્ઠ કામ કરવાની પરિસ્થિતિઓ હોતી નથી, પરંતુ તેની મદદથી તમે કોઈપણ અવકાશી સ્થિતિમાં ભાગોને વેલ્ડ કરી શકો છો, જે મેટલ સ્ટ્રક્ચર્સ ઇન્સ્ટોલ કરતી વખતે ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે. મેન્યુઅલ વેલ્ડીંગની ઉત્પાદકતા પ્રમાણમાં ઓછી છે અને મોટાભાગે આવા સરળ ભાગ પર આધાર રાખે છે,

ઇલેક્ટ્રોડ ધારક તરીકે. અને હવે, સો વર્ષ પહેલાંની જેમ,

તેની શ્રેષ્ઠ ડિઝાઇનની શોધ ચાલુ છે. લેનિનગ્રાડના સંશોધકો એમ.ઇ. વાસિલીવ અને વી.એસ. શુમ્સ્કી દ્વારા સરળ અને વિશ્વસનીય ઇલેક્ટ્રોડ ધારકોની શ્રેણી બનાવવામાં આવી હતી.

આર્ક વેલ્ડીંગ કરતી વખતે, વેલ્ડ મેટલને હવામાં ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજનથી બચાવવાનું ખૂબ મહત્વ છે. વાતાવરણીય હવામાં પીગળેલી ધાતુ, ઓક્સિજન અને નાઈટ્રોજન સાથે સક્રિય રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાથી ઓક્સાઈડ અને નાઈટ્રાઈડ બને છે, જે વેલ્ડેડ સંયુક્તની મજબૂતાઈ અને નમ્રતા ઘટાડે છે.

વેલ્ડીંગ સાઇટને સુરક્ષિત કરવાની બે રીતો છે: ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી અને ઇલેક્ટ્રોડ કોટિંગ (આંતરિક સુરક્ષા) માં વિવિધ પદાર્થોનો પરિચય અને વેલ્ડીંગ ઝોનમાં નિષ્ક્રિય વાયુઓ અને કાર્બન મોનોક્સાઇડનો પરિચય, વેલ્ડીંગ સાઇટને ફ્લક્સ (બાહ્ય સુરક્ષા) સાથે આવરી લેવી.

1932 માં, મોસ્કો ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ રેલ્વે ટ્રાન્સપોર્ટ એન્જિનિયર્સમાં, એકેડેમિશિયન કે.કે. ખ્રેનોવના નેતૃત્વ હેઠળ, વિશ્વમાં પ્રથમ વખત પાણીની અંદર ઇલેક્ટ્રિક આર્ક વેલ્ડીંગ હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. જો કે, 1856 માં, એલ.આઈ. શ્પાકોવ્સ્કીએ સૌપ્રથમ ચાપ વડે પાણીમાં ડૂબેલા તાંબાના ઇલેક્ટ્રોડને પીગળવાનો પ્રયોગ કર્યો હતો. પાણીની અંદર ચાપ મેળવનાર ડી.એ. લાચિનોવની સલાહ પર, એન.એન. બેનાર્ડોસે 1887માં ધાતુની પાણીની અંદર કટીંગ હાથ ધરી હતી. તેને 45 વર્ષ લાગ્યાં

પ્રથમ પ્રયોગ વૈજ્ઞાનિક રીતે સાબિત થયો અને તેને પદ્ધતિમાં ફેરવવામાં આવ્યો.

અને ઑક્ટોબર 16, 1969 ના રોજ, પ્રથમ વખત અવકાશમાં વિદ્યુત આર્ક ફૂટ્યો. ઇઝવેસ્ટિયા અખબારમાં આ રીતે આ ઉત્કૃષ્ટ ઘટનાની જાણ કરવામાં આવી હતી; “સોયુઝ-6 અવકાશયાનના ક્રૂ, જેમાં લેફ્ટનન્ટ કર્નલ જી.એસ. શોનીન અને ફ્લાઇટ એન્જિનિયર વી.એન. કુબાસોવનો સમાવેશ થાય છે, અવકાશમાં વેલ્ડીંગ કાર્ય હાથ ધરવા પર પ્રયોગો હાથ ધર્યા હતા. આ પ્રયોગોનો હેતુ બાહ્ય અવકાશમાં વિવિધ ધાતુઓના વેલ્ડીંગની વિશેષતાઓ નક્કી કરવાનો હતો... બદલામાં અનેક પ્રકારના સ્વચાલિત વેલ્ડીંગ હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા." અને હા-

લી: "આપવામાં આવેલ પ્રયોગ અનોખો છે અને અવકાશમાં વેલ્ડીંગ અને ઇન્સ્ટોલેશન કાર્ય માટે ટેક્નોલોજીના વિકાસમાં વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી માટે ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે" ...

3. પ્લાઝ્મા ટેકનોલોજી. આ ટેકનોલોજી આધારિત છે

ઉચ્ચ તાપમાન ચાપનો ઉપયોગ કરીને. તેણીએ

પ્લાઝ્મા વેલ્ડીંગ, કટિંગ, સરફેસિંગ અને પ્લાઝ્મા-મિકેનિકલ પ્રોસેસિંગનો સમાવેશ થાય છે.

આર્ક પ્રદર્શન કેવી રીતે સુધારવું? આ કરવા માટે, ઊર્જાની ઊંચી સાંદ્રતા સાથે ચાપ મેળવવી જરૂરી છે, એટલે કે, ચાપ કેન્દ્રિત હોવું આવશ્યક છે. આ 1957-1958 માં પ્રાપ્ત થયું હતું, જ્યારે ધાતુશાસ્ત્રની સંસ્થામાં. A. A. Baykov પ્લાઝમા-આર્ક કટીંગ માટે સાધનો બનાવ્યા.

આર્ક તાપમાન કેવી રીતે વધારવું? સંભવતઃ તે જ રીતે જેમ તેઓ સાંકડી ચેનલમાંથી પસાર થઈને પાણી અથવા હવાના પ્રવાહના દબાણમાં વધારો કરે છે.

ટોર્ચ નોઝલની સાંકડી ચેનલમાંથી પસાર થતાં, આર્ક ગેસના પ્રવાહ (તટસ્થ, ઓક્સિજન ધરાવતા) ​​અથવા વાયુઓના મિશ્રણ દ્વારા સંકુચિત થાય છે અને પાતળા પ્રવાહમાં દોરવામાં આવે છે. તે જ સમયે, તેના ગુણધર્મોમાં તીવ્ર ફેરફાર થાય છે: આર્ક ડિસ્ચાર્જનું તાપમાન પહોંચે છે

50,000 ડિગ્રી, ચોક્કસ શક્તિ પ્રતિ ચોરસ સેન્ટિમીટર 500 અથવા વધુ કિલોવોટ સુધી પહોંચે છે. ગેસ સ્તંભમાં પ્લાઝ્માનું આયનીકરણ એટલું મહાન છે કે તેની વિદ્યુત વાહકતા લગભગ ધાતુઓ જેટલી જ હોય ​​છે.

સંકુચિત ચાપને પ્લાઝ્મા આર્ક કહેવામાં આવે છે. તેની સહાયથી, પ્લાઝ્મા આર્ક બનાવવા માટે, પ્લાઝ્મા વેલ્ડીંગ, કટીંગ, માર્ગદર્શિકા, છંટકાવ વગેરે હાથ ધરવામાં આવે છે, ખાસ જનરેટર બનાવવામાં આવ્યા છે - પ્લાઝમેટ્રોન.

પ્લાઝ્મા ચાપ, નિયમિત એકની જેમ, પ્રત્યક્ષ અથવા પરોક્ષ ક્રિયા હોઈ શકે છે. પ્રત્યક્ષ ક્રિયાની ચાપ ઉત્પાદન પર બંધ થાય છે, જ્યારે પરોક્ષ ક્રિયાની ચાપ બીજા ઇલેક્ટ્રોડ પર બંધ થાય છે, જે નોઝલ છે. બીજા કિસ્સામાં, તે નોઝલમાંથી ફાટી નીકળેલી ચાપ નથી, પરંતુ પ્લાઝ્મા જેટ છે જે ચાપ દ્વારા ગરમ થવાને કારણે અને પ્લાઝ્મા-રચના ગેસના અનુગામી આયનીકરણને કારણે ઉદ્ભવે છે. પ્લાઝ્મા જેટનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પ્લાઝ્મા છંટકાવ અને બિન-વાહક સામગ્રીની પ્રક્રિયા માટે થાય છે.

ચાપની આસપાસનો ગેસ પણ ગરમી-રક્ષણાત્મક કાર્ય કરે છે.

પ્લાઝ્મા ટોર્ચમાં સૌથી વધુ ભાર નોઝલ દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે. તેની ગરમીનો પ્રતિકાર જેટલો વધારે છે, તેટલો વધારે પ્રવાહ જે પરોક્ષ પ્લાઝમેટ્રોનમાં મેળવી શકાય છે. પ્લાઝ્મા બનાવતા ગેસના બાહ્ય સ્તરનું તાપમાન પ્રમાણમાં ઓછું હોય છે, તેથી તે નોઝલને વિનાશથી સુરક્ષિત કરે છે.

ડાયરેક્ટ પ્લાઝ્મા ટોર્ચમાં પ્લાઝ્મા બનાવતા ગેસના તાપમાનમાં નોંધપાત્ર વધારો વિદ્યુત ભંગાણ અને ડબલ આર્કની ઘટના તરફ દોરી શકે છે - કેથોડ અને નોઝલ વચ્ચે અને નોઝલ અને ઉત્પાદન વચ્ચે. આ કિસ્સામાં, નોઝલ સામાન્ય રીતે નિષ્ફળ જાય છે.

4. પ્લાઝ્મા વેલ્ડીંગ. પ્લાઝમેટ્રોનની બે ડિઝાઇન છે. કેટલીક ડિઝાઇનમાં, ચાપ સાથે ગેસ પૂરો પાડવામાં આવે છે, અને સારી કમ્પ્રેશન પ્રાપ્ત થાય છે. અન્ય ડિઝાઇનમાં, ગેસ ચાપને સર્પાકારમાં આવરી લે છે, જેના કારણે નોઝલ ચેનલમાં સ્થિર ચાપ મેળવવાનું શક્ય છે અને ગેસની દિવાલ સ્તર દ્વારા નોઝલનું વિશ્વસનીય રક્ષણ સુનિશ્ચિત કરવું શક્ય છે.

ડાયરેક્ટ પ્લાઝ્મા ટોર્ચમાં, ચાપ તરત જ ઉત્તેજિત થતી નથી, કારણ કે કેથોડ અને ઉત્પાદન વચ્ચેનું હવાનું અંતર ખૂબ મોટું છે. પ્રથમ, કહેવાતા પાયલોટ, અથવા સહાયક, આર્ક કેથોડ અને નોઝલ વચ્ચે ઉત્સાહિત છે. તે સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જમાંથી વિકસે છે, જે ઓસિલેટર દ્વારા બનાવેલ ઉચ્ચ-આવર્તન વોલ્ટેજના પ્રભાવ હેઠળ થાય છે. ગેસનો પ્રવાહ પાયલોટ ચાપને બહાર કાઢે છે, તે પ્રક્રિયા કરવામાં આવતી ધાતુને સ્પર્શે છે, અને પછી મુખ્ય ચાપ સળગાવવામાં આવે છે. આ પછી, ઓસિલેટર બંધ થઈ જાય છે અને પાયલોટ આર્ક બહાર જાય છે. જો આવું ન થાય, તો ડબલ આર્ક થઈ શકે છે.

પ્લાઝ્મા વેલ્ડીંગ દરમિયાન વેલ્ડ વિસ્તાર, અન્ય પ્રકારના વેલ્ડીંગની જેમ, આસપાસની હવાની ક્રિયાથી સુરક્ષિત છે. આ કરવા માટે, પ્લાઝ્મા બનાવતા ગેસ ઉપરાંત, એક ખાસ નોઝલમાં રક્ષણાત્મક ગેસ પૂરો પાડવામાં આવે છે: આર્ગોન અથવા સસ્તો અને વધુ સામાન્ય કાર્બન ડાયોક્સાઇડ. કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો ઉપયોગ ઘણીવાર માત્ર રક્ષણ માટે જ નહીં, પણ પ્લાઝ્મા બનાવવા માટે પણ થાય છે. કેટલીકવાર પ્લાઝ્મા વેલ્ડીંગ પ્રવાહના સ્તર હેઠળ હાથ ધરવામાં આવે છે.

પ્લાઝ્મા આર્ક વેલ્ડીંગ ક્યાં તો આપમેળે અથવા જાતે કરી શકાય છે. હાલમાં, આ પદ્ધતિ ખૂબ વ્યાપક બની છે. ઘણી ફેક્ટરીઓએ એલ્યુમિનિયમ એલોય અને સ્ટીલ્સનું પ્લાઝ્મા વેલ્ડિંગ રજૂ કર્યું છે. મલ્ટી-પાસ આર્ગોન-આર્ક વેલ્ડીંગને બદલે એલ્યુમિનિયમના સિંગલ-પાસ પ્લાઝ્મા વેલ્ડીંગના ઉપયોગથી નોંધપાત્ર બચત થઈ.

કી પ્લાઝ્મા-રચના અને રક્ષણાત્મક એજન્ટ તરીકે કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો ઉપયોગ કરીને સ્વચાલિત ઇન્સ્ટોલેશનમાં વેલ્ડીંગ હાથ ધરવામાં આવે છે.

આધુનિક જીવનમાં, વિદ્યુત ઊર્જાનો ઉપયોગ વ્યાપક બન્યો છે. વિદ્યુત ઈજનેરીની સિદ્ધિઓનો ઉપયોગ વ્યવહારિક માનવીય પ્રવૃત્તિના તમામ ક્ષેત્રોમાં થાય છે: ઉદ્યોગ, કૃષિ, પરિવહન, દવા, રોજિંદા જીવન વગેરેમાં. વિદ્યુત ઈજનેરીની પ્રગતિ રેડિયો ઈજનેરી, ઈલેક્ટ્રોનિક્સ, ટેલીમિકેનિક્સ, ઓટોમેશન, કોમ્પ્યુટરના વિકાસ પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. ટેકનોલોજી - નિક્સ, સાયબરનેટિક્સ. શક્તિશાળી પાવર પ્લાન્ટ્સ, ઇલેક્ટ્રિકલ નેટવર્ક્સ, નવી ઇલેક્ટ્રિકલ પાવર સિસ્ટમ્સની રચના અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણોના સુધારણાના પરિણામે આ બધું શક્ય બન્યું. આધુનિક વિદ્યુત ઉદ્યોગ વીજળીના ઉત્પાદન, ટ્રાન્સમિશન, રૂપાંતર, વિતરણ અને વપરાશ માટે મશીનો અને ઉપકરણોનું ઉત્પાદન કરે છે, વિવિધ પ્રકારના વિદ્યુત ઉપકરણો અને તકનીકી સાધનો, વિદ્યુત માપન સાધનો અને ટેલિકોમ્યુનિકેશન, નિયમન, દેખરેખ અને નિયંત્રણ સાધનો માટે સ્વચાલિત નિયંત્રણ સિસ્ટમો, તબીબી અને વૈજ્ઞાનિક સાધનો, વિદ્યુત ઉપકરણો અને મશીનો અને ઘણું બધું. તાજેતરના વર્ષોમાં, વિદ્યુત પ્રક્રિયાની વિવિધ પદ્ધતિઓનો વધુ વિકાસ થયો છે: ઇલેક્ટ્રિક વેલ્ડીંગ, પ્લાઝ્મા કટીંગ અને ધાતુઓનું સરફેસિંગ, પ્લાઝ્મા મિકેનિકલ અને ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જ પ્રોસેસિંગ. ઉપરથી

તે સ્પષ્ટ છે કે સામાન્ય વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી પ્રગતિ માટે ગેસમાં ડિસ્ચાર્જનો અભ્યાસ ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે. તેથી, ત્યાં રોકવાની જરૂર નથી, પરંતુ સંશોધન ચાલુ રાખવું જરૂરી છે, અજ્ઞાતની શોધમાં, ત્યાંથી નવા સિદ્ધાંતોના નિર્માણને વધુ ઉત્તેજિત કરવું.

ખાબોરોવસ્ક સ્ટેટ પેડાગોજિકલ યુનિવર્સિટી

કોર્સ વર્ક

"વાયુઓમાં આર્ક ડિસ્ચાર્જ"

આના દ્વારા પૂર્ણ: વિદ્યાર્થી 131gr. FMF

ઝ્યુલીવ એમ. એન.