તકનીકમાં આર્ક ડિસ્ચાર્જ એપ્લિકેશન. સ્વ-સમાયેલ આર્ક ડિસ્ચાર્જ (નીચું, મધ્યમ અને ઉચ્ચ દબાણ)

પ્રકારો ગેસ સ્રાવઅને તેમની અરજી. પ્લાઝ્માનો ખ્યાલ.

શાખા:

નામુંઅને અધિકારો

વિશેષતા:

ન્યાયશાસ્ત્ર

જૂથ:

દ્વારા સંકલિત:

એવટીખેવિચ એ. એ.

શિક્ષક:

ઓર્લોવસ્કાયા જી.વી.

2011
સામગ્રી:

પૃષ્ઠ 1:ગેસ ડિસ્ચાર્જ

ગેસ ડિસ્ચાર્જની અરજી

પૃષ્ઠ 2:સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ

કોરોના ડિસ્ચાર્જ

પૃષ્ઠ 3:કોરોના ડિસ્ચાર્જની અરજી

પૃષ્ઠ 4:આર્ક ડિસ્ચાર્જ

પૃષ્ઠ 5:આર્ક ડિસ્ચાર્જની અરજી

ગ્લો ડિસ્ચાર્જ

પૃષ્ઠ 6-7:પ્લાઝમા

પૃષ્ઠ 8:સાહિત્ય

ગેસ ડિસ્ચાર્જ- પ્રક્રિયાઓનો સમૂહ જે થાય છે જ્યારે વિદ્યુત પ્રવાહ કોઈ પદાર્થમાંથી વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં વહે છે. સામાન્ય રીતે, વાયુના પૂરતા પ્રમાણમાં આયનીકરણ અને પ્લાઝ્માની રચના પછી જ વર્તમાન પ્રવાહ શક્ય બને છે. ગેસ અણુઓ સાથે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રમાં પ્રવેગિત ઇલેક્ટ્રોનની અથડામણને કારણે આયનીકરણ થાય છે. આ કિસ્સામાં, ચાર્જ કરેલા કણોની સંખ્યામાં હિમપ્રપાતનો વધારો થાય છે, કારણ કે આયનીકરણ પ્રક્રિયા દરમિયાન નવા ઇલેક્ટ્રોન રચાય છે, જે, પ્રવેગક પછી, અણુઓ સાથે અથડામણમાં પણ ભાગ લેવાનું શરૂ કરે છે, જેના કારણે તેમનું આયનીકરણ થાય છે. ગેસ ડિસ્ચાર્જની ઘટના અને જાળવણી માટે, ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડનું અસ્તિત્વ જરૂરી છે, કારણ કે પ્લાઝ્મા માત્ર ત્યારે જ અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે જો ઇલેક્ટ્રોન અણુઓને આયનાઇઝ કરવા માટે પૂરતા બાહ્ય ક્ષેત્રમાં ઊર્જા પ્રાપ્ત કરે, અને રચાયેલા આયનોની સંખ્યા પુનઃસંયોજિત આયનોની સંખ્યા કરતાં વધી જાય.

જો ગેસ ડિસ્ચાર્જના અસ્તિત્વ માટે બાહ્ય સ્ત્રોતોને કારણે વધારાનું આયનીકરણ જરૂરી છે (ઉદાહરણ તરીકે, ઉપયોગ કરીને આયોનાઇઝિંગ રેડિએશન), પછી ગેસ ડિસ્ચાર્જ કહેવામાં આવે છે આશ્રિત(આવા ડિસ્ચાર્જનો ઉપયોગ ગીગર કાઉન્ટરમાં થાય છે).

ગેસ ડિસ્ચાર્જ કરવા માટે, બંને સમય-સતત અને ચલ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ થાય છે.

ચાર્જ કેરિયર્સની રચના કઈ પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે તેના આધારે (ગેસનું દબાણ, ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર લાગુ વોલ્ટેજ, ઇલેક્ટ્રોડ્સનો આકાર અને તાપમાન), ઘણા પ્રકારોને અલગ પાડવામાં આવે છે. સ્વતંત્ર શ્રેણીઓ: સ્મોલ્ડરિંગ, સ્પાર્ક, કોરોના, આર્ક.

ગેસ ડિસ્ચાર્જ એપ્લિકેશન્સ

• વેલ્ડીંગ અને લાઇટિંગ માટે આર્ક ડિસ્ચાર્જ.
• અલ્ટ્રા હાઇ ફ્રીક્વન્સી ડિસ્ચાર્જ.
• ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ્સ અને પ્લાઝ્મા સ્ક્રીનમાં પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે ગ્લો ડિસ્ચાર્જ.
• એન્જિનમાં કાર્યકારી મિશ્રણની ઇગ્નીશન માટે સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ આંતરિક કમ્બશન.
• ધૂળ અને અન્ય દૂષકોમાંથી વાયુઓ સાફ કરવા માટે, બંધારણની સ્થિતિનું નિદાન કરવા માટે કોરોના ડિસ્ચાર્જ.
• કટીંગ અને વેલ્ડીંગ માટે પ્લાઝમેટ્રોન.
• હિલીયમ-નિયોન લેસર, નાઈટ્રોજન લેસર, એક્સાઈમર લેસરો વગેરે જેવા પંમ્પિંગ લેસર માટે ડિસ્ચાર્જ.

• ગીગર કાઉન્ટરમાં,
• આયનીકરણ વેક્યુમ ગેજમાં,
• થાઇરાટ્રોનમાં,
• ક્રાયટ્રોનમાં,
• હ્યુસ્લર ટ્યુબમાં.

સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ. ચાલો બોલ ઇલેક્ટ્રોડ્સને કેપેસિટરની બેટરી સાથે જોડીએ અને ઇલેક્ટ્રિક મશીનનો ઉપયોગ કરીને કેપેસિટરને ચાર્જ કરવાનું શરૂ કરીએ. જેમ જેમ કેપેસિટર્સ ચાર્જ થશે તેમ, ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે સંભવિત તફાવત વધશે, અને પરિણામે, ગેસમાં ક્ષેત્રની શક્તિ વધશે. જ્યાં સુધી ફીલ્ડ સ્ટ્રેન્થ ઓછી હોય ત્યાં સુધી ગેસમાં કોઈ ફેરફાર નોંધી શકાતા નથી. જો કે, પર્યાપ્ત ક્ષેત્રીય શક્તિ (લગભગ 30,000 V/cm) સાથે, ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રિક સ્પાર્ક દેખાય છે, જે બંને ઇલેક્ટ્રોડને જોડતી તેજસ્વી વિન્ડિંગ ચેનલ જેવો દેખાય છે. સ્પાર્કની નજીકનો ગેસ સુધી ગરમ થાય છે સખત તાપમાનઅને અચાનક વિસ્તરે છે, કારણ ધ્વનિ તરંગો, અને અમે એક લાક્ષણિક ક્રેક સાંભળીએ છીએ. સ્પાર્કને વધુ શક્તિશાળી અને તેથી વધુ અસરકારક બનાવવા માટે આ સેટઅપમાં કેપેસિટર ઉમેરવામાં આવે છે.
ગેસ ડિસ્ચાર્જના વર્ણવેલ સ્વરૂપને સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ અથવા ગેસનું સ્પાર્ક બ્રેકડાઉન કહેવામાં આવે છે. જ્યારે સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ થાય છે, ત્યારે ગેસ અચાનક, અચાનક, તેના ઇન્સ્યુલેટીંગ ગુણધર્મો ગુમાવે છે અને એક સારો વાહક બની જાય છે. ફીલ્ડ સ્ટ્રેન્થ કે જેના પર ગેસ સ્પાર્ક બ્રેકડાઉન થાય છે અલગ અર્થવિવિધ વાયુઓ માટે અને તેમની સ્થિતિ (દબાણ, તાપમાન) પર આધાર રાખે છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે આપેલ વોલ્ટેજ માટે, ક્ષેત્રની શક્તિ ઓછી છે, ઇલેક્ટ્રોડ્સ એકબીજાથી વધુ છે. તેથી, કરતાં લાંબું અંતરઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે, ગેસના સ્પાર્ક બ્રેકડાઉન થવા માટે તેમની વચ્ચેનો વોલ્ટેજ વધુ જરૂરી છે. આ વોલ્ટેજને બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ કહેવામાં આવે છે. ભંગાણની ઘટના નીચે પ્રમાણે સમજાવવામાં આવી છે. અવ્યવસ્થિત કારણોથી ઉદ્ભવતા ગેસમાં હંમેશા ચોક્કસ માત્રામાં આયનો અને ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. સામાન્ય રીતે, જો કે, તેમની સંખ્યા એટલી ઓછી હોય છે કે ગેસ વ્યવહારીક રીતે વીજળીનું સંચાલન કરતું નથી. પ્રમાણમાં ઓછી ક્ષેત્રીય શક્તિઓ પર, જેમ કે વાયુઓની બિન-સ્વ-વાહકતાનો અભ્યાસ કરતી વખતે આપણે સામનો કરીએ છીએ, તટસ્થ ગેસના પરમાણુઓ સાથે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં ફરતા આયનોની અથડામણ એ જ રીતે થાય છે જેમ કે સ્થિતિસ્થાપક દડાઓની અથડામણ. દરેક અથડામણ સાથે, ગતિશીલ કણો તેની ગતિ ઊર્જાનો એક ભાગ વિશ્રામમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે, અને અસર પછી બંને કણો વિખેરાઈ જાય છે, પરંતુ કોઈ આંતરિક ફેરફારોતેમનામાં થતું નથી. જો કે, જો ક્ષેત્ર શક્તિ પર્યાપ્ત હોય, તો બે અથડામણ વચ્ચેના અંતરાલમાં આયન દ્વારા સંચિત ગતિ ઊર્જા અથડામણ પર તટસ્થ પરમાણુને આયનીકરણ કરવા માટે પૂરતી બની શકે છે. પરિણામે, એક નવું નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોન અને હકારાત્મક ચાર્જ થયેલ અવશેષ - એક આયન - રચાય છે. આ આયનીકરણ પ્રક્રિયાને અસર આયનીકરણ કહેવામાં આવે છે, અને અણુમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જે કાર્ય ખર્ચ કરવાની જરૂર છે તેને આયનીકરણ કાર્ય કહેવામાં આવે છે. આયનીકરણ કાર્યની માત્રા અણુની રચના પર આધાર રાખે છે અને તેથી વિવિધ વાયુઓ માટે તે અલગ છે. અસર આયનીકરણના પ્રભાવ હેઠળ રચાયેલા ઇલેક્ટ્રોન અને આયનો ગેસમાં ચાર્જની સંખ્યામાં વધારો કરે છે, અને બદલામાં તેઓ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ ગતિમાં આવે છે અને નવા અણુઓનું અસર આયનીકરણ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. આમ, આ પ્રક્રિયા "પોતાને મજબુત બનાવે છે", અને ગેસમાં આયનીકરણ ઝડપથી ખૂબ મોટા મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે. બધી ઘટનાઓ પર્વતોમાં બરફના હિમપ્રપાત જેવી જ છે, જેની ઘટના માટે બરફનો એક નજીવો ગઠ્ઠો પૂરતો છે. તેથી, વર્ણવેલ પ્રક્રિયાને આયન હિમપ્રપાત કહેવામાં આવતું હતું. આયન હિમપ્રપાતની રચના એ સ્પાર્ક બ્રેકડાઉનની પ્રક્રિયા છે અને લઘુત્તમ વોલ્ટેજ કે જેના પર આયન હિમપ્રપાત થાય છે તે બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ છે. આપણે જોઈએ છીએ કે સ્પાર્ક બ્રેકડાઉન દરમિયાન, ગેસ આયનીકરણનું કારણ આયનો સાથે અથડામણ દરમિયાન અણુઓ અને પરમાણુઓનો વિનાશ છે. સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જના કુદરતી પ્રતિનિધિઓમાંની એક વીજળી છે - સુંદર અને સલામત નથી.
કોરોના ડિસ્ચાર્જ. આયન હિમપ્રપાતની ઘટના હંમેશા સ્પાર્ક તરફ દોરી જતી નથી, પરંતુ તે અન્ય પ્રકારના સ્રાવનું કારણ પણ બની શકે છે - કોરોના ડિસ્ચાર્જ. ચાલો મેટલ વાયર AB ને મિલિમીટરના થોડા દસમા ભાગના વ્યાસ સાથે બે ઉચ્ચ ઇન્સ્યુલેટીંગ સપોર્ટ પર ખેંચીએ અને તેને જનરેટરના નકારાત્મક ધ્રુવ સાથે જોડીએ જે ઘણા હજાર વોલ્ટનો વોલ્ટેજ પ્રદાન કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, સારી ઇલેક્ટ્રિક મશીન સાથે. આપણે જનરેટરના બીજા ધ્રુવને પૃથ્વી પર લઈ જઈશું. અમને એક પ્રકારનું કેપેસિટર મળશે, જેની પ્લેટો આપણા વાયર અને રૂમની દિવાલો છે, જે, અલબત્ત, પૃથ્વી સાથે વાતચીત કરે છે. આ કેપેસિટરમાંનું ક્ષેત્ર ખૂબ જ અસંગત છે, અને પાતળા વાયરની નજીક તેની તીવ્રતા ઘણી વધારે છે. ધીમે ધીમે વોલ્ટેજ વધારીને અને અંધારામાં વાયરનું અવલોકન કરીને, તમે નોંધ કરી શકો છો કે ચોક્કસ વોલ્ટેજ પર, વાયરની નજીક એક અસ્પષ્ટ ગ્લો ("કોરોના") દેખાય છે, જે વાયરને બધી બાજુઓ પર આવરી લે છે; તેની સાથે હિસિંગ અવાજ અને થોડો કર્કશ અવાજ આવે છે. જો એક સંવેદનશીલ ગેલ્વેનોમીટર વાયર અને સ્ત્રોત વચ્ચે જોડાયેલ હોય, તો ગ્લોના દેખાવ સાથે, ગેલ્વેનોમીટર જનરેટરમાંથી વાયર દ્વારા વાયર તરફ અને તેમાંથી રૂમની હવા દ્વારા જોડાયેલ દિવાલો સુધી વહેતો નોંધપાત્ર પ્રવાહ દર્શાવે છે. જનરેટરના બીજા ધ્રુવ પર. વાયર AB અને દિવાલો વચ્ચે હવામાં પ્રવાહ અસર આયનીકરણને કારણે હવામાં બનેલા આયનો દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે. આમ, હવાની ચમક અને વર્તમાનનો દેખાવ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ હવાનું મજબૂત આયનીકરણ સૂચવે છે. કોરોના ડિસ્ચાર્જ માત્ર વાયર પર જ નહીં, પણ ટોચ પર અને સામાન્ય રીતે તમામ ઇલેક્ટ્રોડ પર પણ થઈ શકે છે, જેની નજીક ખૂબ જ મજબૂત અસંગત ક્ષેત્ર રચાય છે.
કોરોના ડિસ્ચાર્જની અરજી
1) વિદ્યુત ગેસ શુદ્ધિકરણ (ઇલેક્ટ્રિક પ્રિસિપિટેટર). ધુમાડાથી ભરેલું જહાજ અચાનક સંપૂર્ણ પારદર્શક બની જાય છે જ્યારે તેમાં ઇલેક્ટ્રિકલ મશીન સાથે જોડાયેલા તીક્ષ્ણ મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ નાખવામાં આવે છે. કાચની નળીની અંદર બે ઇલેક્ટ્રોડ છે: મેટલ સિલિન્ડર અને તેની ધરી સાથે લટકતો પાતળો મેટલ વાયર. ઇલેક્ટ્રોડ્સ ઇલેક્ટ્રિકલ મશીન સાથે જોડાયેલા છે. જો ટ્યુબ દ્વારા ધુમાડો (અથવા ધૂળ)નો પ્રવાહ ફૂંકાય છે અને મશીન ગતિમાં છે, તો તરત જ વોલ્ટેજ કોરોના બનાવવા માટે પર્યાપ્ત બને છે, બહાર નીકળતો હવાનો પ્રવાહ સંપૂર્ણપણે સ્વચ્છ અને પારદર્શક બની જશે, અને તમામ નક્કર. અને પ્રવાહી કણોગેસમાં સમાયેલ ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર જમા કરવામાં આવશે.
અનુભવની સમજૂતી નીચે મુજબ છે. એકવાર વાયરનો કોરોના સળગાવવામાં આવે છે, ટ્યુબની અંદરની હવા ખૂબ આયનાઈઝ્ડ બને છે. ગેસ આયનો, ધૂળના કણો સાથે અથડાતા, બાદમાં "લાંટી" અને તેમને ચાર્જ કરે છે. ટ્યુબની અંદર એક મજબૂત વિદ્યુત ક્ષેત્ર હોવાથી, ચાર્જ કરેલા કણો ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ ઇલેક્ટ્રોડ્સ તરફ જાય છે, જ્યાં તેઓ સ્થિર થાય છે. વર્ણવેલ ઘટના હાલમાં ઔદ્યોગિક વાયુઓના શુદ્ધિકરણ માટે તકનીકી એપ્લિકેશન શોધી રહી છે મોટા વોલ્યુમોઘન અને પ્રવાહી અશુદ્ધિઓમાંથી.
2) કાઉન્ટર્સ પ્રાથમિક કણો. કોરોના ડિસ્ચાર્જ અત્યંત મહત્વપૂર્ણ ભૌતિક ઉપકરણોની કામગીરીને અંતર્ગત કરે છે: પ્રાથમિક કણોના કહેવાતા કાઉન્ટર્સ (ઇલેક્ટ્રોન, તેમજ અન્ય પ્રાથમિક કણો કે જે કિરણોત્સર્ગી પરિવર્તન દરમિયાન રચાય છે). એક પ્રકારનું કાઉન્ટર (ગીગર-મુલર કાઉન્ટર) આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવ્યું છે.
તેમાં એક નાનો મેટલ સિલિન્ડર A હોય છે, જે વિન્ડોથી સજ્જ હોય ​​છે, અને સિલિન્ડરની ધરી સાથે લંબાયેલો અને તેમાંથી અવાહક પાતળો મેટલ વાયર હોય છે. મીટર કેટલાક હજાર વોલ્ટના વોલ્ટેજ સ્ત્રોત B ધરાવતા સર્કિટ સાથે જોડાયેલ છે. વોલ્ટેજ પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી તે "જટિલ" કરતા થોડું ઓછું હોય, એટલે કે, મીટરની અંદર કોરોના ડિસ્ચાર્જને સળગાવવા માટે જરૂરી હોય. જ્યારે ઝડપી ગતિશીલ ઇલેક્ટ્રોન કાઉન્ટરમાં પ્રવેશે છે, ત્યારે બાદમાં કાઉન્ટરની અંદર ગેસના અણુઓને આયનાઇઝ કરે છે, જેના કારણે કોરોનાને સળગાવવા માટે જરૂરી વોલ્ટેજ થોડો ઓછો થાય છે. મીટરમાં ડિસ્ચાર્જ થાય છે, અને સર્કિટમાં નબળા ટૂંકા ગાળાના પ્રવાહ દેખાય છે.
મીટરમાં ઉદભવતો કરંટ એટલો નબળો છે કે પરંપરાગત ગેલ્વેનોમીટરથી તેને શોધવાનું મુશ્કેલ છે. જો કે, જો સર્કિટમાં ખૂબ મોટો પ્રતિકાર R દાખલ કરવામાં આવે અને તેની સાથે સમાંતર એક સંવેદનશીલ ઈલેક્ટ્રોમીટર E જોડાયેલ હોય, ત્યારે સર્કિટમાં જ્યારે કરંટ I દેખાય છે, તો તેના છેડે એક વોલ્ટેજ U બને છે પ્રતિકાર, ઓહ્મના નિયમ સમાન U = IxR. જો તમે પ્રતિકાર મૂલ્ય R ખૂબ મોટું (ઘણા લાખો ઓહ્મ) પસંદ કરો છો, પરંતુ ઇલેક્ટ્રોમીટરના પ્રતિકાર કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું છે, તો પછી ખૂબ જ નબળા પ્રવાહ પણ નોંધપાત્ર વોલ્ટેજનું કારણ બનશે. તેથી, જ્યારે પણ ઝડપી ઈલેક્ટ્રોન કાઉન્ટરની અંદર આવે છે, ત્યારે ઈલેક્ટ્રોમીટરનું પર્ણ નીકળી જશે.
આવા કાઉન્ટર્સ માત્ર ઝડપી ઇલેક્ટ્રોન જ નહીં, પરંતુ સામાન્ય રીતે, અથડામણ દ્વારા ગેસનું આયનીકરણ કરવામાં સક્ષમ કોઈપણ ચાર્જ થયેલ, ઝડપથી ગતિશીલ કણોની નોંધણી કરવાનું શક્ય બનાવે છે. આધુનિક કાઉન્ટર્સ તેમનામાં એક પણ કણનો પ્રવેશ સરળતાથી શોધી શકે છે અને તેથી, સંપૂર્ણ વિશ્વસનીયતા અને ખૂબ સ્પષ્ટતા સાથે ચકાસવાનું શક્ય બનાવે છે કે પ્રાથમિક કણો ખરેખર પ્રકૃતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
આર્ક ડિસ્ચાર્જ. 1802 માં, વી.વી. પેટ્રોવે સ્થાપિત કર્યું કે જો તમે કોલસાના બે ટુકડાને મોટી ઇલેક્ટ્રોલિટીક બેટરીના ધ્રુવો સાથે જોડો અને, કોલસાને સંપર્કમાં લાવો, તેમને સહેજ અલગ કરો, તો કોલસાના છેડા અને તેના છેડા વચ્ચે એક તેજસ્વી જ્યોત બનશે. અંગારા પોતે સફેદ ગરમ થઈ જશે. અંધકારમય પ્રકાશ (ઇલેક્ટ્રિક આર્ક) ઉત્સર્જિત કરવો. આ ઘટના સાત વર્ષ પછી અંગ્રેજી રસાયણશાસ્ત્રી ડેવી દ્વારા સ્વતંત્ર રીતે જોવામાં આવી હતી, જેમણે વોલ્ટાના માનમાં આ ચાપને "વોલ્ટેઇક" કહેવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો.
સામાન્ય રીતે, લાઇટિંગ નેટવર્ક વૈકલ્પિક પ્રવાહ દ્વારા સંચાલિત થાય છે. જો કે, ચાપ વધુ સ્થિર રીતે બળે છે જો તેમાંથી સતત પ્રવાહ પસાર થાય છે, જેથી તેનો એક ઇલેક્ટ્રોડ હંમેશા હકારાત્મક (એનોડ) અને બીજો નકારાત્મક (કેથોડ) હોય છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સની વચ્ચે ગરમ ગેસનો સ્તંભ છે જે વીજળીનું સારી રીતે સંચાલન કરે છે. સામાન્ય ચાપમાં, આ સ્તંભ નોંધપાત્ર રીતે ઉત્સર્જન કરે છે ઓછો પ્રકાશગરમ કોલસા કરતાં. સકારાત્મક કોલસો, ઉચ્ચ તાપમાન ધરાવતો, નકારાત્મક કોલસા કરતાં વધુ ઝડપથી બળે છે. કોલસાના મજબૂત સબલિમેશનને લીધે, તેના પર ડિપ્રેશન રચાય છે - એક સકારાત્મક ખાડો, જે ઇલેક્ટ્રોડ્સનો સૌથી ગરમ ભાગ છે. ખાતે હવામાં ખાડોનું તાપમાન વાતાવરણ નુ દબાણ 4000 °C સુધી પહોંચે છે.
આર્ક મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ (આયર્ન, કોપર, વગેરે) વચ્ચે પણ બળી શકે છે. આ કિસ્સામાં, ઇલેક્ટ્રોડ્સ ઓગળે છે અને ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે, જે ઘણી ગરમી વાપરે છે. તેથી, મેટલ ઇલેક્ટ્રોડનું ક્રેટર તાપમાન સામાન્ય રીતે કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ (2000-2500 °C) કરતા ઓછું હોય છે.
સંકુચિત ગેસ (લગભગ 20 એટીએમ) માં કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે એક ચાપને બળીને બળીને, હકારાત્મક ખાડોનું તાપમાન 5900 °C સુધી લાવવાનું શક્ય હતું, એટલે કે, સૂર્યની સપાટીના તાપમાન સુધી. આ સ્થિતિ હેઠળ, કોલસો ઓગળતો જોવા મળ્યો હતો.
વાયુઓ અને વરાળના સ્તંભ કે જેના દ્વારા વિદ્યુત સ્રાવ થાય છે તેનું તાપમાન પણ વધારે હોય છે. ઇલેક્ટ્રોન અને આયનો દ્વારા આ વાયુઓ અને વરાળનો ઊર્જાસભર તોપમારો, ચાપના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે, જે સ્તંભમાં વાયુઓનું તાપમાન 6000-7000 ° સુધી લાવે છે. તેથી, ચાપ સ્તંભમાં, લગભગ તમામ જાણીતા પદાર્થો ઓગળે છે અને વરાળમાં ફેરવાય છે, અને ઘણા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ, જે વધુ સાથે ન જાય નીચા તાપમાન. તે મુશ્કેલ નથી, ઉદાહરણ તરીકે, ચાપ જ્યોતમાં પ્રત્યાવર્તન પોર્સેલેઇન લાકડીઓ ઓગળવી.
આર્ક ડિસ્ચાર્જ જાળવવા માટે, નાના વોલ્ટેજની જરૂર છે: જ્યારે તેના ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર વોલ્ટેજ 40-45 V હોય ત્યારે ચાપ સારી રીતે બળે છે. આર્ક વર્તમાન તદ્દન નોંધપાત્ર છે. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, નાના ચાપમાં પણ, લગભગ 5 A નો પ્રવાહ વહે છે, અને ઉદ્યોગમાં વપરાતા મોટા ચાપમાં, વર્તમાન સેંકડો એમ્પીયર સુધી પહોંચે છે. આ બતાવે છે કે ચાપ પ્રતિકાર ઓછો છે; પરિણામે, એક તેજસ્વી ગેસ સ્તંભ વિદ્યુત પ્રવાહ સારી રીતે ચલાવે છે.
ગેસનું આટલું મજબૂત આયનીકરણ ફક્ત એ હકીકતને કારણે શક્ય છે કે આર્ક કેથોડ ઘણા બધા ઇલેક્ટ્રોનનું ઉત્સર્જન કરે છે, જે તેમની અસરથી, ડિસ્ચાર્જ સ્પેસમાં ગેસનું આયનીકરણ કરે છે. કેથોડમાંથી મજબૂત ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જન એ હકીકત દ્વારા સુનિશ્ચિત થાય છે કે આર્ક કેથોડ પોતે ખૂબ ઊંચા તાપમાને (સામગ્રીના આધારે 2200° થી 3500°C સુધી) ગરમ થાય છે. જ્યારે, ચાપને સળગાવવા માટે, આપણે સૌપ્રથમ કોલસાને સંપર્કમાં લાવીએ છીએ, પછી સંપર્કના બિંદુએ, જેની પ્રતિકાર ખૂબ ઊંચી હોય છે, કોલસામાંથી પસાર થતા પ્રવાહની લગભગ તમામ જૌલ ગરમી મુક્ત થાય છે. તેથી, કોલસાના છેડા ખૂબ જ ગરમ થઈ જાય છે, અને જ્યારે તેઓ અલગ થઈ જાય છે ત્યારે તેમની વચ્ચે ચાપ ફાટી જવા માટે આ પૂરતું છે. ત્યારબાદ, ચાપના કેથોડને ચાપમાંથી પસાર થતા પ્રવાહ દ્વારા ગરમ સ્થિતિમાં જાળવવામાં આવે છે. મુખ્ય ભૂમિકાઘટના કણો દ્વારા કેથોડ પર બોમ્બાર્ડમેન્ટ આમાં ભૂમિકા ભજવે છે હકારાત્મક આયનો.
આર્ક ડિસ્ચાર્જની અરજી
ઊંચા તાપમાનને લીધે, આર્ક ઇલેક્ટ્રોડ્સ ચમકતો પ્રકાશ ફેંકે છે, અને તેથી ઇલેક્ટ્રિક આર્ક એ શ્રેષ્ઠ પ્રકાશ સ્ત્રોતોમાંનું એક છે. તે મીણબત્તી દીઠ માત્ર 0.3 વોટ વાપરે છે અને નોંધપાત્ર રીતે વધુ આર્થિક છે. શ્રેષ્ઠ અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા કરતાં. ઇલેક્ટ્રિક આર્ક 1875 માં પી.એન. યાબ્લોચકોવ દ્વારા પ્રથમ વખત લાઇટિંગ માટે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો અને તેને "રશિયન લાઇટ" અથવા "ઉત્તરીય પ્રકાશ" કહેવામાં આવતું હતું.
ઇલેક્ટ્રિક આર્કનો ઉપયોગ મેટલ ભાગો (ઇલેક્ટ્રિક આર્ક વેલ્ડીંગ) માટે પણ થાય છે. હાલમાં, ઔદ્યોગિક ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીઓમાં ઇલેક્ટ્રિક આર્કનો ખૂબ વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. વૈશ્વિક ઉદ્યોગમાં, લગભગ 90% ટૂલ સ્ટીલ અને લગભગ તમામ ખાસ સ્ટીલ્સ ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીઓમાં ગંધાય છે.
ક્વાર્ટઝ ટ્યુબ, કહેવાતા ક્વાર્ટઝ લેમ્પમાં સળગતી પારાની ચાપ ખૂબ જ રસપ્રદ છે. આ લેમ્પમાં, ચાપ ડિસ્ચાર્જ હવામાં નહીં, પરંતુ પારાના વરાળના વાતાવરણમાં થાય છે, જેના માટે દીવોમાં થોડી માત્રામાં પારો દાખલ કરવામાં આવે છે, અને હવાને બહાર કાઢવામાં આવે છે. પારાના ચાપનો પ્રકાશ અદ્રશ્યમાં અત્યંત સમૃદ્ધ છે અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોમજબૂત રાસાયણિક અને શારીરિક અસરો સાથે. વિવિધ રોગો ("કૃત્રિમ પર્વત સૂર્ય") ની સારવારમાં, તેમજ વૈજ્ઞાનિક સંશોધનઅલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોના મજબૂત સ્ત્રોત તરીકે.
ગ્લો ડિસ્ચાર્જ. સ્પાર્ક, કોરોના અને આર્ક ઉપરાંત, વાયુઓમાં સ્વતંત્ર સ્રાવનું બીજું સ્વરૂપ છે - કહેવાતા ગ્લો ડિસ્ચાર્જ. આ પ્રકારના ડિસ્ચાર્જ મેળવવા માટે, લગભગ અડધા મીટર લાંબી કાચની નળીનો ઉપયોગ કરવો અનુકૂળ છે, જેમાં બે મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે. ચાલો ઇલેક્ટ્રોડ્સને સ્ત્રોત સાથે જોડીએ સીધો પ્રવાહકેટલાક હજાર વોલ્ટના વોલ્ટેજ સાથે (એક ઇલેક્ટ્રિક મશીન કરશે) અને અમે ધીમે ધીમે ટ્યુબમાંથી હવાને બહાર કાઢીશું. વાતાવરણીય દબાણ પર, ટ્યુબની અંદરનો ગેસ ઘાટો રહે છે કારણ કે કેટલાંક હજાર વોલ્ટનો લાગુ વોલ્ટેજ લાંબા ગેસ ગેપને વીંધવા માટે પૂરતો નથી. જો કે, જ્યારે ગેસનું દબાણ પૂરતું ઘટી જાય છે, ત્યારે ટ્યુબમાં તેજસ્વી સ્રાવ ચમકે છે. તે બંને ઇલેક્ટ્રોડને જોડતી પાતળી દોરી (હવામાં કિરમજી, અન્ય વાયુઓમાં અન્ય રંગો) જેવી લાગે છે. આ સ્થિતિમાં, ગેસ કોલમ વીજળીનું સારી રીતે સંચાલન કરે છે.
વધુ સ્થળાંતર સાથે, તેજસ્વી દોરી ઝાંખી અને વિસ્તરે છે, અને ગ્લો લગભગ આખી ટ્યુબને ભરે છે. સ્રાવના નીચેના બે ભાગોને અલગ પાડવામાં આવે છે: 1) કેથોડને અડીને આવેલો બિન-તેજસ્વી ભાગ, જેને ડાર્ક કેથોડ સ્પેસ કહેવાય છે; 2) એનોડ સુધી, બાકીની ટ્યુબને ભરીને ગેસનો તેજસ્વી સ્તંભ. ડિસ્ચાર્જના આ ભાગને હકારાત્મક કૉલમ કહેવામાં આવે છે.
અને આ રીતે તે કામ કરે છે. ગ્લો ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન, ગેસ સારી રીતે વીજળીનું સંચાલન કરે છે, જેનો અર્થ છે કે ગેસમાં હંમેશા મજબૂત આયનીકરણ જાળવવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, આર્ક ડિસ્ચાર્જથી વિપરીત, કેથોડ હંમેશા ઠંડુ રહે છે. આ કિસ્સામાં આયનોની રચના શા માટે થાય છે?
ગ્લો ડિસ્ચાર્જમાં ગેસ કોલમની લંબાઈના દરેક સેન્ટીમીટર માટે સંભવિત અથવા વોલ્ટેજ ડ્રોપ ખૂબ જ અલગ છે વિવિધ ભાગોસ્રાવ તે તારણ આપે છે કે સંભવિતમાં લગભગ સંપૂર્ણ ઘટાડો અંધારાવાળી જગ્યામાં થાય છે. કેથોડ અને તેની સૌથી નજીકની સ્પેસ બાઉન્ડ્રી વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત કેથોડ પોટેન્શિયલ ડ્રોપ કહેવાય છે. તે સેંકડોમાં માપવામાં આવે છે, અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં હજારો વોલ્ટ્સ. આ કેથોડ પતનને કારણે સમગ્ર સ્રાવ અસ્તિત્વમાં હોવાનું જણાય છે.
કેથોડ પતનનું મહત્વ એ છે કે આ મોટા સંભવિત તફાવતમાંથી પસાર થતા સકારાત્મક આયનો વધુ ઝડપ મેળવે છે. કારણ કે કેથોડ ડ્રોપ માં કેન્દ્રિત છે પાતળુ પળગેસ, પછી ગેસ પરમાણુ સાથે આયનોની લગભગ કોઈ અથડામણ અહીં થતી નથી, અને તેથી, કેથોડ ઘટનાના ક્ષેત્રમાંથી પસાર થતાં, આયનો ખૂબ ઊંચી ગતિ ઊર્જા મેળવે છે. પરિણામે, જ્યારે તેઓ કેથોડ સાથે અથડાય છે, ત્યારે તેઓ તેમાંથી ચોક્કસ સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોનને પછાડે છે, જે એનોડ તરફ જવાનું શરૂ કરે છે. અંધારાવાળી જગ્યામાંથી પસાર થતાં, ઇલેક્ટ્રોન, બદલામાં, કેથોડ સંભવિત ડ્રોપ દ્વારા ઝડપી બને છે અને, ડિસ્ચાર્જના વધુ દૂરના ભાગમાં ગેસના અણુઓ સાથે અથડામણ પર, અસર આયનીકરણ ઉત્પન્ન કરે છે. આ કિસ્સામાં ઉદ્ભવતા હકારાત્મક આયનો ફરીથી કેથોડ પતન દ્વારા ઝડપી બને છે અને કેથોડમાંથી નવા ઈલેક્ટ્રોનને બહાર કાઢે છે, વગેરે. આમ, જ્યાં સુધી ઈલેક્ટ્રોડ્સ પર વોલ્ટેજ હોય ​​ત્યાં સુધી બધું જ પુનરાવર્તિત થાય છે.
આનો અર્થ એ થાય કે આપણે જોઈએ છીએ કે ગ્લો ડિસ્ચાર્જમાં ગેસ આયનીકરણના કારણો અસર આયનીકરણ છે અને હકારાત્મક આયનો દ્વારા કેથોડમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને બહાર કાઢે છે.
આ ડિસ્ચાર્જનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે લાઇટિંગ માટે થાય છે. ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પમાં વપરાય છે.

શબ્દ "પ્લાઝમા" (ગ્રીક "પ્લાઝમા" માંથી - "રચના") માં મધ્ય 19મીવી. લોહીનો રંગહીન ભાગ (લાલ અને સફેદ કોષો વિના) અને જીવંત કોષોને ભરે છે તે પ્રવાહી તરીકે ઓળખાવા લાગ્યું. 1929 માં, અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ ઇરવિંગ લેંગમુઇર (1881-1957) અને લેવી ટોન્કો (1897-1971) એ ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ પ્લાઝ્મામાં આયનાઇઝ્ડ ગેસ કહેવાય છે. અંગ્રેજ ભૌતિકશાસ્ત્રી વિલિયમ ક્રૂક્સ (1832-1919), જેમણે દુર્લભ હવા સાથે ટ્યુબમાં ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જનો અભ્યાસ કર્યો હતો, તેમણે લખ્યું: "ખાલી કરાયેલી નળીઓમાંની ઘટના ભૌતિક વિજ્ઞાન માટે એક નવી દુનિયા ખોલે છે, જેમાં પદાર્થ ચોથા અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે." તાપમાનના આધારે, કોઈપણ પદાર્થ તેની સ્થિતિમાં ફેરફાર કરે છે. આમ, નકારાત્મક (સેલ્સિયસ) તાપમાને પાણી ઘન સ્થિતિમાં હોય છે, 0 થી 100 ° સે - પ્રવાહી સ્થિતિમાં, 100 ° થી ઉપર એસ-વાયુયુક્ત. જો તાપમાન સતત વધતું રહે છે, તો અણુઓ અને પરમાણુઓ તેમના ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાનું શરૂ કરે છે - તેઓ આયનાઇઝ્ડ બને છે અને ગેસ પ્લાઝ્મામાં ફેરવાય છે. 1,000,000 °C થી ઉપરના તાપમાને, પ્લાઝ્મા સંપૂર્ણપણે આયનોઇઝ્ડ હોય છે - તેમાં ફક્ત ઇલેક્ટ્રોન અને હકારાત્મક આયનો હોય છે. પ્લાઝ્મા એ કુદરતમાં પદાર્થની સૌથી સામાન્ય સ્થિતિ છે, જે બ્રહ્માંડના જથ્થાના લગભગ 99% હિસ્સો ધરાવે છે. સૂર્ય, મોટા ભાગના તારાઓ, નિહારિકાઓ સંપૂર્ણપણે આયોનાઇઝ્ડ પ્લાઝ્મા છે. બાહ્ય ભાગ પૃથ્વીનું વાતાવરણ(આયોનોસ્ફિયર) પણ પ્લાઝ્મા છે. પ્લાઝ્મા ધરાવતા રેડિયેશન બેલ્ટ પણ વધારે છે. ઓરોરસ, વીજળી, બોલ લાઈટનિંગ સહિત, તમામ વિવિધ પ્રકારના પ્લાઝ્મા છે જે પૃથ્વી પર કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં જોઈ શકાય છે. અને બ્રહ્માંડનો માત્ર એક નજીવો ભાગ નક્કર પદાર્થોથી બનેલો છે - ગ્રહો, એસ્ટરોઇડ્સ અને ડસ્ટ નેબ્યુલા. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, પ્લાઝમાને ઇલેક્ટ્રિકલી ચાર્જ્ડ અને ન્યુટ્રલ કણોનો સમાવેશ થતો ગેસ તરીકે સમજવામાં આવે છે, જેમાં કુલ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ શૂન્ય બરાબર, t.s. ક્વાસીન્યુટ્રાલિટીની સ્થિતિ સંતુષ્ટ છે (તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, વેક્યૂમમાં ઉડતા ઇલેક્ટ્રોનનો બીમ પ્લાઝ્મા નથી: તે નકારાત્મક ચાર્જ વહન કરે છે). પ્લાઝમા - એક આંશિક અથવા સંપૂર્ણ આયનાઇઝ્ડ ગેસ જેમાં ઘનતા હકારાત્મક હોય છે અને નકારાત્મક શુલ્કલગભગ સમાન. IN પ્રયોગશાળા શરતોપ્લાઝ્મા ગેસમાં ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જમાં, દહન અને વિસ્ફોટની પ્રક્રિયાઓમાં રચાય છે. જ્યારે લેસર બીમ પર લેન્સ દ્વારા ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે કેન્દ્રીય વિસ્તારમાં હવામાં એક સ્પાર્ક ચમક્યો, અને ત્યાં પ્લાઝ્મા રચાયો. આનાથી ભૌતિકશાસ્ત્રીઓમાં ભારે રસ જાગ્યો. પ્રથમ બીજ ઇલેક્ટ્રોન પ્રકાશ તરંગના કેટલાક ફોટોનનું એક સાથે શોષણ કર્યા પછી માધ્યમના અણુઓમાંથી તેમના ઇજેક્શનના પરિણામે દેખાય છે. રૂબી લેસરના દરેક ફોટોનની ઉર્જા 1.78 eV છે. આગળ, મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન, ફોટોનને શોષી લે છે, 10 eV ની ઊર્જા સુધી પહોંચે છે, જે આયનીકરણ માટે પૂરતું છે અને માધ્યમના અણુઓ સાથે અથડામણની પ્રક્રિયામાં નવા ઇલેક્ટ્રોનનો જન્મ થાય છે. ડિસ્ચાર્જ લાંબા સમય સુધી બર્ન કરી શકે છે અને અંધકારમય સફેદ પ્રકાશથી ચમકે છે, શ્યામ ચશ્મા વિના તેને જોવું અશક્ય છે. એક અસામાન્ય રીતે ઊંચું તાપમાન - ઓપ્ટિકલ ચાર્જની અનન્ય મિલકત - રજૂ કરે છે મહાન તકોપ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે. લેસર લાઇટનો ઉપયોગ કરીને પ્લાઝ્મા ફિલામેન્ટ બનાવવાની ક્ષમતા અંતર પર ઉર્જા પ્રસારિત કરવાની શક્યતા ખોલે છે. પ્લાઝ્મામાં ચાર્જ કેરિયર્સ ગેસ આયનીકરણના પરિણામે રચાયેલા ઇલેક્ટ્રોન અને આયનો છે. પ્લાઝમાના એકમ જથ્થા દીઠ તેમની કુલ સંખ્યા અને આયનાઇઝ્ડ અણુઓની સંખ્યાના ગુણોત્તરને પ્લાઝ્મા આયનીકરણની ડિગ્રી (a) કહેવામાં આવે છે. a ના મૂલ્યના આધારે, કોઈ વ્યક્તિ નબળા આયનોઈઝ્ડ (a - ટકાના અપૂર્ણાંક), આંશિક રીતે આયનાઈઝ્ડ (a - ઘણા ટકા) થી સંપૂર્ણપણે આયનોઈઝ્ડ (a 100% ની નજીક છે) પ્લાઝ્મા વિશે બોલે છે. સરેરાશ ગતિ ઊર્જા વિવિધ પ્રકારોપ્લાઝ્મા બનાવે છે તે કણો અલગ અલગ હોઈ શકે છે. તેથી, માં સામાન્ય કેસપ્લાઝ્મા એક તાપમાન મૂલ્ય દ્વારા નહીં, પરંતુ અનેક દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે - ઇલેક્ટ્રોનિક તાપમાન Te, આયન તાપમાન Ti અને તટસ્થ અણુના તાપમાન Ta વચ્ચે તફાવત કરવામાં આવે છે. આયન તાપમાન Ti સાથે પ્લાઝ્મા< 105 К называют низкотемпературной, а с Тi >106 K - ઉચ્ચ તાપમાન. ઉચ્ચ-તાપમાન પ્લાઝ્મા એ નિયંત્રિત થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝન (CTF) માં સંશોધનનો મુખ્ય હેતુ છે. નીચા તાપમાનના પ્લાઝ્માનો ઉપયોગ થાય છે ગેસ ડિસ્ચાર્જ સ્ત્રોતોલાઇટ, ગેસ લેસરો, MHD જનરેટર, વગેરે. પ્લાઝ્માનો સૌથી વધુ ઉપયોગ લાઇટિંગ ટેક્નોલોજીમાં થાય છે - ગેસ-ડિસ્ચાર્જ લેમ્પમાં જે શેરીઓમાં પ્રકાશ પાડે છે અને ઘરની અંદર વપરાતા ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પમાં. અને વધુમાં, ગેસ-ડિસ્ચાર્જ ઉપકરણોની વિશાળ વિવિધતામાં: ઇલેક્ટ્રિક વર્તમાન રેક્ટિફાયર, વોલ્ટેજ સ્ટેબિલાઇઝર્સ, પ્લાઝ્મા એમ્પ્લીફાયર અને માઇક્રોવેવ જનરેટર, મીટર કોસ્મિક કણો. બધા કહેવાતા ગેસ લેસરો (હિલિયમ-નિયોન, ક્રિપ્ટોન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, વગેરે) વાસ્તવમાં પ્લાઝ્મા છે: ગેસ મિશ્રણતેઓ ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ દ્વારા આયનોઇઝ્ડ છે. ધાતુમાં વહન ઇલેક્ટ્રોન પ્લાઝ્માની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે (ક્રિસ્ટલ જાળીમાં સખત રીતે નિશ્ચિત આયન તેમના ચાર્જને તટસ્થ કરે છે), સંયોજન મફત ઇલેક્ટ્રોનઅને સેમિકન્ડક્ટર્સમાં મોબાઇલ "છિદ્રો" (ખાલી જગ્યાઓ). તેથી, આવી સિસ્ટમોને પ્લાઝ્મા કહેવામાં આવે છે ઘનગેસ પ્લાઝ્મા સામાન્ય રીતે નીચા તાપમાનમાં વિભાજિત થાય છે - 100 હજાર ડિગ્રી સુધી અને ઉચ્ચ તાપમાન - 100 મિલિયન ડિગ્રી સુધી. નીચા-તાપમાન પ્લાઝ્મા - પ્લાઝમેટ્રોન્સના જનરેટર છે, જે ઇલેક્ટ્રિક આર્કનો ઉપયોગ કરે છે. પ્લાઝ્મા ટોર્ચનો ઉપયોગ કરીને, તમે લગભગ કોઈપણ ગેસને સેકન્ડના સો અને હજારમા ભાગમાં 7000-10000 ડિગ્રી સુધી ગરમ કરી શકો છો. પ્લાઝ્મા ટોર્ચની રચના સાથે, ઊભી થઈ નવો વિસ્તારવિજ્ઞાન - પ્લાઝ્મા રસાયણશાસ્ત્ર: ઘણી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ ઝડપી થાય છે અથવા ફક્ત પ્લાઝ્મા જેટમાં થાય છે. પ્લાઝમેટ્રોનનો ઉપયોગ ખાણકામ ઉદ્યોગમાં અને ધાતુઓ કાપવા માટે થાય છે. પ્લાઝમા એન્જિન અને મેગ્નેટોહાઈડ્રોડાયનેમિક પાવર પ્લાન્ટ પણ બનાવવામાં આવ્યા છે. વિકાસ હેઠળ વિવિધ યોજનાઓચાર્જ થયેલા કણોનું પ્લાઝ્મા પ્રવેગક. પ્લાઝ્મા ફિઝિક્સની કેન્દ્રિય સમસ્યા એ નિયંત્રિત સમસ્યા છે થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝન. થર્મોન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયાઓ એ પ્રકાશ તત્વોના મધ્યવર્તી કેન્દ્રમાંથી ભારે ન્યુક્લીનું સંશ્લેષણ છે (મુખ્યત્વે હાઇડ્રોજન આઇસોટોપ્સ - ડ્યુટેરિયમ ડી અને ટ્રીટિયમ ટી), જે ખૂબ ઊંચા તાપમાને થાય છે (» 108 K અને તેથી વધુ) કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં, થર્મોન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયાઓ સૂર્યમાં થાય છે: હાઇડ્રોજન ન્યુક્લી એકબીજા સાથે એકબીજા સાથે જોડાય છે, હિલીયમ ન્યુક્લી બનાવે છે, જ્યારે મુક્ત થાય છે નોંધપાત્ર રકમઊર્જા હાઇડ્રોજન બોમ્બમાં કૃત્રિમ થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝન પ્રતિક્રિયા હાથ ધરવામાં આવી હતી.

આર્ક ડિસ્ચાર્જ (ત્યારબાદ DR તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) સ્વતંત્ર રીતે અથવા બિન-સ્વતંત્ર રીતે લાગુ કરી શકાય છે. સ્વતંત્ર ડી.બી. વર્તમાન ઘનતા (1÷100 A/cm 2) વધારીને ગ્લો ડિસ્ચાર્જમાંથી મેળવી શકાય છે (1÷100 A/cm 2) કેથોડમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જનની પ્રક્રિયામાં ગ્લો ડિસ્ચાર્જથી આર્ક ડિસ્ચાર્જ અલગ પડે છે. ઉત્સર્જનના મુખ્ય પ્રકારો થર્મલ અને ઓટો-ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્સર્જન છે. માં ડૉ. નજીકના કેથોડ પોટેન્શિયલ ડ્રોપ ઘણા દસ વોલ્ટ છે અને તે ગેસ અણુઓની આયનીકરણ સંભવિતતાની નજીક છે. 2 માપદંડો અનુસાર વર્ગીકૃત:

1) ઉત્સર્જનના મુખ્ય પ્રકાર અનુસાર - ઉત્સર્જનનો મુખ્ય પ્રકાર થર્મિઓનિક છે. "ગરમ કેથોડ સાથે આર્ક", અને ફીલ્ડ ઇલેક્ટ્રોનિક સાથે - "કોલ્ડ કેથોડ સાથે આર્ક."

2) વાતાવરણના પ્રકાર દ્વારા કે જેમાં આર્ક ડિસ્ચાર્જ બળે છે: a) વાયુના વાતાવરણમાં અથવા વાયુઓના મિશ્રણમાં ચાપ - b) કેથોડ અથવા એનોડ સામગ્રીના વરાળમાં ચાપ -

આર્કનું મુખ્ય તત્વ કેથોડ સ્પોટ છે, જે તીવ્ર ઉત્સર્જન પ્રદાન કરે છે, તેમાં ગ્લોની ઊંચી તેજ છે, કેથોડ સ્પોટની તીક્ષ્ણ સીમા તાપમાન પર ગ્લોની તીવ્રતાની અવલંબન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે આર્ક બ્રશ તરીકે ઓળખાતા કેથોડ સ્પોટ પર.

અવકાશમાં સકારાત્મક સ્તંભની સ્થિતિને સ્થિર કરવા માટે, 3 મુખ્ય પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે:

1) દિવાલો દ્વારા સ્થિરીકરણ; આર્ક ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પમાં વપરાય છે (ડીઆરએલ, ડીએન)

2) ગેસ અથવા પ્રવાહી પ્રવાહ દ્વારા સ્તંભનું સ્થિરીકરણ

3) ઇલેક્ટ્રોડ્સ સાથે સ્થિરીકરણ. એક ટૂંકી ચાપ સાથે સમજાય છે ઉચ્ચ તાકાતતાપમાન સાથે વર્તમાન. ધન સ્તંભમાં પ્લાઝ્મા લગભગ 10 4 K છે. આવા આર્કનો ઉપયોગ DRSh, DKSSh, DKSL લેમ્પમાં થાય છે.

પરિમાણો d.r. સકારાત્મક સ્તંભમાં ગેસના દબાણ દ્વારા મોટે ભાગે નક્કી થાય છે - નીચા દબાણની ચાપ - મધ્યમ દબાણની ચાપ - ઉચ્ચ દબાણની ચાપ

નીચા દબાણવાળા ચાપ: દબાણ શ્રેણી 1 થી 10 મીમી સુધી. Hg કલા. , કેથોડ પર વર્તમાન ઘનતા 10 8 A/cm 2 સુધી પહોંચી શકે છે, ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જનની પદ્ધતિઓમાં હજુ સુધી સમાન વર્ણન નથી. લાક્ષણિક લક્ષણજ્યારે દબાણ 10 મીમીથી ઉપર વધે છે. Hg કલા. કૉલમના ક્રોસ-વિભાગીય ક્ષેત્રમાં તીવ્ર ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. આ અસરને સંકોચન કહેવામાં આવે છે. લો-પ્રેશર આર્ક સ્તંભનું “+” પ્લાઝ્મા એ બિન-ઇસોથર્મલ પ્લાઝ્મા છે, જેમાં ઇલેક્ટ્રોનનું તાપમાન અણુઓ અને આયનોના તાપમાન કરતાં 1-2 ઓર્ડરની તીવ્રતા વધારે છે. જ્યારે "+" કૉલમ રચાય છે, ત્યારે દિવાલો પર દ્વિધ્રુવી પ્રસરણને કારણે ચાર્જ થયેલા કણોનું નુકસાન ઘટે છે, પરિણામે દિવાલો પર ખર્ચવામાં આવતી ડિસ્ચાર્જ ઊર્જાના પ્રમાણમાં ઘટાડો થાય છે. જેમ જેમ દબાણ વધે છે તેમ, નીચા-દબાણની ચાપ ઉચ્ચ-દબાણની ચાપમાં પરિવર્તિત થાય છે, જેમાં "+" કૉલમમાં મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ બદલાય છે. નીચા દબાણવાળા પ્રદેશમાં, “+” સ્તંભની પ્રાથમિક પ્રક્રિયાઓ ગુણાત્મક રીતે ગ્લો ડિસ્ચાર્જની પ્રક્રિયાઓ જેવી જ હોય ​​છે.

નીચા દબાણના પ્રદેશમાં કોઈ પગલાની પ્રક્રિયાઓ નથી. જેમ જેમ દબાણ વધે છે તેમ, પગલાની પ્રક્રિયાઓની કાર્યક્ષમતા વધે છે અને અથડામણની આવર્તન વધે છે. તેના જીવનકાળ દરમિયાન, અણુ વધારાની અથડામણોનો અનુભવ કરે છે => m/y ઉત્તેજિત અવસ્થાઓ વચ્ચેના સંક્રમણોને અનુરૂપ રેખાઓની તીવ્રતા વધે છે. કિરણોત્સર્ગનો અપૂર્ણાંક લાંબા-તરંગના પ્રદેશમાં વધશે કારણ કે આયુષ્ય મોટું છે, 2જી પ્રકારની સ્થિતિસ્થાપક અસરોની કાર્યક્ષમતા વધે છે => ઇલેક્ટ્રોનનું તાપમાન સરેરાશ વધારા સાથે ભારે કણોના તાપમાનની નજીક પહોંચવાનું શરૂ કરે છે.

ગેસ પ્રેશર, ઇલેક્ટ્રોડ કન્ફિગરેશન અને બાહ્ય સર્કિટ પરિમાણો પર આધાર રાખીને, ચાર પ્રકારના સ્વતંત્ર ડિસ્ચાર્જ છે:

• ગ્લો ડિસ્ચાર્જ;
• સ્પાર્ક સ્રાવ;
• આર્ક ડિસ્ચાર્જ;
• કોરોના સ્રાવ.

1. ગ્લો ડિસ્ચાર્જ નીચા દબાણે થાય છે. તે છેડા પર સોલ્ડર કરેલા ફ્લેટ મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ સાથે કાચની નળીમાં જોઇ શકાય છે (ફિગ. 8.5). કેથોડની નજીક એક પાતળું તેજસ્વી પડ છે જેને કહેવાય છે કેથોડ લ્યુમિનસ ફિલ્મ 2.

કેથોડ અને ફિલ્મ વચ્ચે છે એસ્ટોનની અંધારી જગ્યા 1. લ્યુમિનેસ ફિલ્મની જમણી બાજુએ એક નબળા ચમકદાર સ્તર મૂકવામાં આવે છે જેને કહેવાય છે કેથોડ શ્યામ જગ્યા 3. આ સ્તર એક તેજસ્વી વિસ્તારમાં જાય છે, જેને કહેવામાં આવે છે સ્મોલ્ડરિંગ ગ્લો 4, ધૂમ્રપાન કરતી જગ્યા ઘાટા અંતરથી ઘેરાયેલી છે - ફેરાડે અંધારી જગ્યા 5. ઉપરોક્ત તમામ સ્તરો રચાય છે કેથોડ ભાગગ્લો ડિસ્ચાર્જ. બાકીની ટ્યુબ ગ્લોઇંગ ગેસથી ભરેલી છે. આ ભાગ કહેવાય છે હકારાત્મક કૉલમ 6.

જેમ જેમ દબાણ ઘટે છે તેમ, ડિસ્ચાર્જનો કેથોડ ભાગ અને ફેરાડે ડાર્ક સ્પેસ વધે છે, અને હકારાત્મક સ્તંભ ટૂંકો થાય છે.

માપન દર્શાવે છે કે લગભગ તમામ સંભવિત ટીપાં ડિસ્ચાર્જના પ્રથમ ત્રણ વિભાગોમાં થાય છે (એસ્ટોનની ડાર્ક સ્પેસ, કેથોડ લ્યુમિનસ ફિલ્મ અને કેથોડ ડાર્ક સ્પોટ). ટ્યુબ પર લાગુ વોલ્ટેજના આ ભાગને કહેવામાં આવે છે કેથોડ સંભવિત ડ્રોપ.

સ્મોલ્ડરિંગ ગ્લોના પ્રદેશમાં, સંભવિત બદલાતું નથી - અહીં ક્ષેત્રની શક્તિ શૂન્ય છે. છેલ્લે, ફેરાડે અંધારી જગ્યા અને હકારાત્મક સ્તંભમાં સંભવિત ધીમે ધીમે વધે છે.

આ સંભવિત વિતરણ કેથોડ ડાર્ક સ્પેસમાં પોઝિટિવ સ્પેસ ચાર્જની રચનાને કારણે થાય છે વધેલી એકાગ્રતાહકારાત્મક આયનો.

પોઝિટિવ આયનો, કેથોડ સંભવિત ડ્રોપ દ્વારા પ્રવેગિત, કેથોડ પર બોમ્બમારો કરે છે અને તેમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને પછાડે છે. એસ્ટન ડાર્ક સ્પેસમાં, કેથોડ ડાર્ક સ્પેસના પ્રદેશમાં અથડામણ વિના ઉડતા આ ઇલેક્ટ્રોન ઉચ્ચ ઊર્જા ધરાવે છે, જેના પરિણામે તેઓ અણુઓને ઉત્તેજિત કરવાને બદલે વધુ વખત આયનાઇઝ કરે છે. તે. ગેસ ગ્લોની તીવ્રતા ઘટે છે, પરંતુ ઘણા ઇલેક્ટ્રોન અને ધન આયનો રચાય છે. પરિણામી આયનોની શરૂઆતમાં ખૂબ જ ઓછી ઝડપ હોય છે અને તેથી કેથોડ ડાર્ક સ્પેસમાં સકારાત્મક સ્પેસ ચાર્જ બનાવવામાં આવે છે, જે ટ્યુબની સાથે સંભવિતના પુનઃવિતરણ તરફ દોરી જાય છે અને કેથોડ સંભવિત ડ્રોપની ઘટના તરફ દોરી જાય છે.

કેથોડ ડાર્ક સ્પેસમાં પેદા થતા ઈલેક્ટ્રોન્સ સ્મોલ્ડરિંગ ગ્લોના પ્રદેશમાં પ્રવેશ કરે છે, જે ઈલેક્ટ્રોન અને ધન આયનોની ઊંચી સાંદ્રતા અને શૂન્ય (પ્લાઝમા) ની નજીક ધ્રુવીય અવકાશ ચાર્જ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તેથી, અહીં ક્ષેત્રની તાકાત ઘણી ઓછી છે. સ્મોલ્ડરિંગ ગ્લોના પ્રદેશમાં, એક તીવ્ર પુનઃસંયોજન પ્રક્રિયા થાય છે, આ પ્રક્રિયા દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જાના ઉત્સર્જન સાથે. આમ, સ્મોલ્ડરિંગ ગ્લો મુખ્યત્વે રિકોમ્બિનેશન ગ્લો છે.

ફેરાડે અંધારી જગ્યામાં સ્મોલ્ડરિંગ ગ્લોના પ્રદેશમાંથી, પ્રસરણને કારણે ઇલેક્ટ્રોન અને આયનો પ્રવેશ કરે છે. પુનઃસંયોજનની સંભાવના અહીં મોટા પ્રમાણમાં ઘટી જાય છે, કારણ કે ચાર્જ થયેલા કણોની સાંદ્રતા ઓછી છે. તેથી, ફેરાડે ડાર્ક સ્પેસમાં એક ક્ષેત્ર છે. આ ક્ષેત્ર દ્વારા પ્રવેશેલા ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જા એકઠા કરે છે અને ઘણીવાર આખરે પ્લાઝમાના અસ્તિત્વ માટે જરૂરી પરિસ્થિતિઓ બનાવે છે. હકારાત્મક કૉલમ ગેસ-ડિસ્ચાર્જ પ્લાઝ્માનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. તે એનોડને સ્રાવના કેથોડ ભાગો સાથે જોડતા વાહક તરીકે કાર્ય કરે છે. સકારાત્મક સ્તંભની ગ્લો મુખ્યત્વે ઉત્તેજિત અણુઓના ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં સંક્રમણને કારણે થાય છે.

2. સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ ગેસમાં સામાન્ય રીતે વાતાવરણીય દબાણના ક્રમમાં દબાણમાં થાય છે. તે તૂટક તૂટક સ્વરૂપ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. દેખાવમાં, સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ એ તેજસ્વી ઝિગઝેગ શાખાઓવાળી પાતળા પટ્ટાઓનો સમૂહ છે જે તરત જ ડિસ્ચાર્જ ગેપમાં પ્રવેશ કરે છે, ઝડપથી ઓલવાઈ જાય છે અને એકબીજાને સતત બદલી નાખે છે (ફિગ. 8.6). આ સ્ટ્રીપ્સ કહેવામાં આવે છે સ્પાર્ક ચેનલો.

ટીગેસ = 10,000 K ~ 40 સે.મી આઈ= 100 kA t= 10 –4 સે l~ 10 કિ.મી

સ્પાર્ક ચેનલ દ્વારા ડિસ્ચાર્જ ગેપ "તૂટેલા" પછી, તેનો પ્રતિકાર ઓછો થઈ જાય છે, ઉચ્ચ પ્રવાહની ટૂંકા ગાળાની પલ્સ ચેનલમાંથી પસાર થાય છે, જે દરમિયાન ડિસ્ચાર્જ ગેપ પર માત્ર એક નાનો વોલ્ટેજ પડે છે. જો સ્ત્રોત શક્તિ ખૂબ ઊંચી ન હોય, તો પછી આ વર્તમાન પલ્સ પછી સ્રાવ બંધ થાય છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેનું વોલ્ટેજ તેના અગાઉના મૂલ્યમાં વધવાનું શરૂ કરે છે, અને નવી સ્પાર્ક ચેનલની રચના સાથે ગેસ ભંગાણ પુનરાવર્તિત થાય છે.

કુદરતી રીતે કુદરતી પરિસ્થિતિઓસ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ વીજળીના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે. આકૃતિ 8.7 સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જનું ઉદાહરણ બતાવે છે - વીજળી, સમયગાળો 0.2 ÷ 0.3 વર્તમાન તાકાત 10 4 - 10 5 A, લંબાઈ 20 કિમી (ફિગ. 8.7).



3. આર્ક ડિસ્ચાર્જ . જો, શક્તિશાળી સ્ત્રોતમાંથી સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ પ્રાપ્ત કર્યા પછી, ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનું અંતર ધીમે ધીમે ઘટાડવામાં આવે છે, તો પછી તૂટક તૂટક સ્રાવ સતત બને છે, અને નવું સ્વરૂપગેસ ડિસ્ચાર્જ કહેવાય છે આર્ક ડિસ્ચાર્જ(ફિગ. 8.8).

~ 10 3 એ
ચોખા. 8.8

આ કિસ્સામાં, વર્તમાન ઝડપથી વધે છે, દસ અને સેંકડો એમ્પીયર સુધી પહોંચે છે, અને ડિસ્ચાર્જ ગેપ પરનો વોલ્ટેજ ઘણા દસ વોલ્ટ સુધી ઘટી જાય છે. અનુસાર વી.એફ. લિટકેવિચ (1872 - 1951), આર્ક ડિસ્ચાર્જ મુખ્યત્વે કેથોડ સપાટીમાંથી થર્મિઓનિક ઉત્સર્જનને કારણે જાળવવામાં આવે છે. વ્યવહારમાં, આનો અર્થ વેલ્ડીંગ, શક્તિશાળી આર્ક ભઠ્ઠીઓ છે.

4. કોરોના ડિસ્ચાર્જ (ફિગ. 8.9).તે પ્રમાણમાં ઊંચા ગેસના દબાણે (વાતાવરણના ક્રમ પર) મજબૂત બિન-યુનિફોર્મ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં થાય છે. આવા ક્ષેત્રને બે ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે મેળવી શકાય છે, જેમાંથી એકની સપાટી મોટી વક્રતા (પાતળા વાયર, ટીપ) ધરાવે છે.

બીજા ઇલેક્ટ્રોડની હાજરી જરૂરી નથી, પરંતુ તેની ભૂમિકા નજીકના, આસપાસના ગ્રાઉન્ડેડ મેટલ પદાર્થો દ્વારા ભજવી શકાય છે. જ્યારે મોટા વળાંકવાળા ઇલેક્ટ્રોડની નજીકનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર આશરે 3∙10 6 V/m સુધી પહોંચે છે, ત્યારે તેની આસપાસ એક ચમક દેખાય છે, જે શેલ અથવા તાજ જેવો દેખાય છે, જ્યાંથી ચાર્જનું નામ આવે 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 ઑફ 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 એક ખૂબ જ તેજસ્વી સફેદ પ્રકાશ અથવા જ્યોત દેખાય છે, જેમાંથી આ કોલસો ઝડપથી અથવા ધીમી સળગે છે અને જેમાંથી ઘેરી શાંતિ એકદમ સ્પષ્ટ રીતે પ્રકાશિત થઈ શકે છે ..."

ઇલેક્ટ્રિક આર્કનો માર્ગ પ્રાચીન સમયમાં શરૂ થયો હતો. પૂર્વે છઠ્ઠી સદીમાં રહેતા મિલેટસના ગ્રીક થેલ્સ પણ પીંછા, સ્ટ્રો, વાળને ઘસવામાં આવે ત્યારે હળવા પદાર્થોને આકર્ષવા અને સ્પાર્કલ્સ બનાવવા માટે એમ્બરની મિલકતને 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 તણખા 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 ચિહ્નોને વ્યવહારમાં રજૂ કર્યા, સાથે સાથે 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 કશું જ જાણીતું નહોતું, 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 સમય જતાં વર્તમાન I ચોક્કસપણે ઘટે અને સ્વીચના ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે કોઈ સ્થિર ચાપ ન બને, તે જરૂરી છે

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 કેપેસિટેન્સને 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, એનોડ 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 ઇલેક્ટ્રોડ્સ સાથે પેટ્રોવની ચાપનો ઉપયોગ કરવાની તકનીકમાં, સામાન્ય રીતે પ્રયોગમૂલક આર્ટન સૂત્રનો 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.

છે. 3. વૈકલ્પિક પ્રવાહ પર આર્ક ડિસ્ચાર્જના વર્તમાન અને વોલ્ટેજનો ઓસિલોગ્રામ

ઓછી આવર્તન. પોઈન્ટ A, B, C, વગેરે.

તે દ્વારા દર્શાવેલ મુદ્દાઓને અનુરૂપ

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 ચિત્રને વર્તમાન અને વોલ્ટેજના વિરોધી સંકેતો સાથે પુનરાવર્તિત કરવામાં આવે છે.

ફિગ.5. ડાયરેક્ટ કરંટ પર સુપરઇમ્પોઝ કરેલ વૈકલ્પિક પ્રવાહની વધેલી આવર્તન પર ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓમાં ફેરફાર.

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. સૂર્યબંને 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. ઓએ, 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 ઓછા ગેસના દબાણ 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 પારો રેક્ટિફાયર બનાવતી વખતે અતિશય સંકોચન ટાળવાની જરૂરિયાત તરફ દોરી જાય છે.

ઇલેક્ટ્રિશિયન જેઓ પ્રથમ વખત ઇલેક્ટ્રિક આર્ક્સ સાથે વ્યવહાર કરે છે

આ કિસ્સામાં પણ ઓહ્મનો કાયદો લાગુ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો. વાસ્તવિકતા સાથે સંમત થતા ઓહ્મના કાયદા અનુસાર ગણતરીના પરિણામો મેળવવા માટે, તેઓએ આર્કના રિવર્સ ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સનો ખ્યાલ રજૂ કરવો પડ્યો. 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 સબલાઈમેશન તાપમાન એ દબાણ પર આધાર રાખે છે કે જેના હેઠળ ગલન અથવા સબલિમેટીંગ બોડી 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.

એનોડને ગલન અથવા સબલિમેશન તાપમાન પર ગરમ કરવું.

પોઝિટિવ ક્રેટરના તાપમાનથી સેંકડો ડિગ્રી નીચે.

ઉચ્ચ ચાપ કોર્ડ તાપમાન શોધી શકાતું નથી

થર્મોકોલ 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 ક્રમ

બાહ્ય સર્કિટના પરિમાણો.

ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ દો

DC સ્ત્રોત, pi-

ચોખા.

ડિસ્ચાર્જ (ફિગ. 7) બરાબર અ,

ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે વોલ્ટેજ

ટ્યુબ U, સ્થિર શક્તિ

ع= આ 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 પ્રવાહ પૂરો પાડવામાં આવે છે, R. સ્ટેડી-સ્ટેટ ડીસી મોડ હેઠળ, અમારી પાસે હશે:યુઓ(5)

+IR

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

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

ચાલો નોટેશન રજૂ કરીએ , ક્યાં)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 , ક્યાં. જો , ક્યાંવધશે, પછી આ ડિસ્ચાર્જ મોડ અસ્થિર છે; જો, તેનાથી વિપરીત, , ક્યાંઅનિશ્ચિત રૂપે ઘટે છે, પછી ડિસ્ચાર્જ મોડ સ્થિર છે.

ચાલો આપણે માનવામાં આવેલ વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા તરફ વળીએ

ડિસ્ચાર્જ ગેપ U= f(આઈ+, ક્યાં) - ટ્યુબમાંથી પ્રવાહ વહે છે

આઈ+, ક્યાંઅને ક્ષમતા સાથેચાર્જ થઈ રહ્યું છે (અથવા ડિસ્ચાર્જ થઈ રહ્યું છે). તફાવત

કેપેસિટેન્સ પર સંભવિતતા સાથેઆ કિસ્સામાં સંતુલિત છે

માત્ર ડિસ્ચાર્જ ગેપમાં વોલ્ટેજ દ્વારા જ નહીં, પણ emf દ્વારા પણ.

સર્કિટનું સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સ. દો આઈ+, ક્યાં2 પ્રતિકાર દ્વારા કુલ પ્રવાહ-

tion R. ચાલો કેપેસીટન્સ C દ્વારા વર્તમાન ચાર્જ કરી રહ્યા છીએ તે દર્શાવીએ , ક્યાં1 ; તરત

કેપેસીટન્સ C- થી U1 સુધીના સંભવિત તફાવતનું વાસ્તવિક મૂલ્ય આર્ક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત હશે આ 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 પ્રવાહ પૂરો પાડવામાં આવે છે, R. સ્ટેડી-સ્ટેટ ડીસી મોડ હેઠળ, અમારી પાસે હશે:0 +iU’.

ع =યુ1 +(i+I2 )આર, (6)

આ 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 પ્રવાહ પૂરો પાડવામાં આવે છે, R. સ્ટેડી-સ્ટેટ ડીસી મોડ હેઠળ, અમારી પાસે હશે:1 -યુ0 =U'i+Ldi/dt, (7)

, ક્યાં2 =i1 +i. (8)

સ્થિર મોડની તુલનામાં ક્ષમતા C પર વધારાનો ચાર્જ Q:

Q=∫i 1 dt=(U 1 -U 0)C. (9)

(6) માંથી (5) બાદ કરીને, આપણને મળે છે:

આ 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 પ્રવાહ પૂરો પાડવામાં આવે છે, R. સ્ટેડી-સ્ટેટ ડીસી મોડ હેઠળ, અમારી પાસે હશે: 1 -યુ 0 =-i 2 આર (10)

અભિવ્યક્તિઓ (7), (8) અને (10) આપે છે:

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

અભિવ્યક્તિઓ (7) અને (9) આપે છે:

1/C∫ , ક્યાં 1 dt=U'i+Ldi/dt. (12)

ટી ના 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 , ક્યાં.

જેમ જાણીતું છે, સમીકરણ (14) ના સંપૂર્ણ અભિન્ન સ્વરૂપનું 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:

આમાંથી 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

સીધો પ્રવાહ:

(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

વાસ્તવમાં, 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 પુનઃઉત્પાદન 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 સંબંધોના આધારે ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન ઘનતાને આધારે રેખાંશ ફીલ્ડ ગ્રેડિયન્ટની સંખ્યા સહિત વિવિધ ડિસ્ચાર્જ પરિમાણો.

સકારાત્મક ચાપ કૉલમના 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, ઉત્તેજનાનું માત્ર એક "સરેરાશ" સ્તર 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.

સતત રેડિયલ પ્રવાહ

ગેસ દ્વારા દિશામાં ગરમ ​​કરો

ધરીથી દિવાલ સુધી. ચાલો dL1 દ્વારા ટ્યુબની બાજુમાંથી 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 દેવાતી 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:1 ડીએન1 =dL1 . (26)

+dS

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 આ રીતે સામાન્ય સ્વરૂપમાં લખવામાં આવશે: 1 =2 વોલ્યુમ, અમે લખી શકીએ છીએ:પી ri

r E z dr, (27) , ક્યાં આરજ્યાં

અક્ષથી 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

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 વોલ્યુમ, અમે લખી શકીએ છીએ:પી આર ઇ z dr=2વોલ્યુમ, અમે લખી શકીએ છીએ:d(rλ ટી dT/dr)dr/dr + 2વોલ્યુમ, અમે લખી શકીએ છીએ:rCn 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 સાગા સમીકરણ (24) ની જમણી બાજુ દર્શાવીએ f 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:

n=C 1 g 1 /TR 1 2 (33)

તેથી, (32) ને બદલે આપણે લખી શકીએ:

α= આર 1 √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)

જ્યાં v એ થર્મલ ચળવળની અંકગણિત સરેરાશ ગતિ છે

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

માત્ર એક થી ટી. 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

સમાનતાના બે નિયમો:

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

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. ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ઇલેક્ટ્રીક વેલ્ડીંગના 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. જેમ કે

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. વિદ્વાનોના નામો E. O. Paton, V. P. Vologdin, K. K. Khrenov, N. N. સમગ્ર વિશ્વમાં જાણીતા છે.

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 ઈલેક્ટ્રોડને ઓગાળવાનો પ્રયોગ કર્યો હતો. પાણીની અંદર ચાપ મેળવનાર ડી.એ. લાચિનોવની સલાહ પર, એન.એન. બેનાર્ડોસે 1887માં ધાતુની પાણીની અંદર કાપણી કરી. 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-સમાવતી) 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 ઊંચો છે, તેટલો મોટો 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 નિર્માણ 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.

આ સ્રાવની તેજસ્વી પ્રવાહની ચેનલ આર્કેડ હતી, જેણે D. r નામને જન્મ આપ્યો.

ડી. આર.ની રચના. ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેની જગ્યામાં ટૂંકી બિન-સ્થિર પ્રક્રિયા દ્વારા આગળ - ડિસ્ચાર્જ ગેપ. આ પ્રક્રિયાનો સમયગાળો (ડી. આર.ની સ્થાપનાનો સમય) સામાન્ય રીતે આર્ક ડિસ્ચાર્જ 10 -6 -10 -4 હોય છે. સેકન્ડદબાણ અને ગેસના પ્રકાર, ડિસ્ચાર્જ ગેપની લંબાઈ, ઇલેક્ટ્રોડ સપાટીઓની સ્થિતિ વગેરેના આધારે. ડી. આર. ડિસ્ચાર્જ ગેપમાં આયનાઇઝિંગ ગેસ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, સહાયક, કહેવાતા ઇગ્નીશન ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને). અન્ય કિસ્સાઓમાં, D. આર મેળવવા માટે. એક અથવા બંને ઈલેક્ટ્રોડને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરો અથવા બંધને અલગ કરો થોડો સમયઇલેક્ટ્રોડ્સ ડી. આર. ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેના વોલ્ટેજમાં ટૂંકા ગાળાના તીવ્ર વધારા દરમિયાન વિદ્યુત (ઇલેક્ટ્રિકલ બ્રેકડાઉન જુઓ) ડિસ્ચાર્જ ગેપના ભંગાણના પરિણામે પણ ઉદ્ભવી શકે છે. જો વાતાવરણની નજીકના ગેસના દબાણ પર બ્રેકડાઉન થાય છે, તો પછી બિન-સ્થિર પ્રક્રિયાઅગાઉનું ડિસ્ચાર્જ એ સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ છે.

D. r ના લાક્ષણિક પરિમાણોડી. આર માટે. તે લે છે તે અસાધારણ વિવિધ સ્વરૂપો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: તે લગભગ કોઈપણ ગેસ દબાણ પર થઈ શકે છે - 10 -5 કરતા ઓછા mmHg કલા.સેંકડો સુધી એટીએમ; ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચે સંભવિત તફાવત D. r. કેટલાંક વોલ્ટથી લઈને કેટલાંક હજાર વોલ્ટ (હાઈ-વોલ્ટેજ ડી. આર.) સુધીની કિંમતો લઈ શકે છે. ડી. આર. તે માત્ર સ્થિર જ નહીં, પણ ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેના વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ પર પણ થઈ શકે છે. જો કે, વૈકલ્પિક વોલ્ટેજનું અર્ધ-ચક્ર સામાન્ય રીતે વોલ્ટેજ સ્થાપિત કરવામાં જે સમય લે છે તેના કરતાં ઘણો લાંબો હોય છે, જે એક અર્ધ-ચક્ર દરમિયાન દરેક ઇલેક્ટ્રોડને કેથોડ તરીકે અને પછીના અર્ધ-સમયમાં એનોડ તરીકે ધ્યાનમાં લેવાનું શક્ય બનાવે છે. ચક્ર વિશિષ્ટ લક્ષણો D. r ના તમામ સ્વરૂપો (આ પ્રકારના ડિસ્ચાર્જમાં કેથોડમાંથી ઇલેક્ટ્રોનના ઉત્સર્જનની પ્રકૃતિ સાથે નજીકથી સંબંધિત છે) કેથોડ ડ્રોપનું નાનું મૂલ્ય (કેથોડ ડ્રોપ જુઓ) અને કેથોડ પર ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા છે. D. r માં કેથોડ ડ્રોપ. સામાન્ય રીતે કાર્યકારી ગેસના આયનીકરણ સંભવિત (આયનીકરણ સંભવિત જુઓ) અથવા તેનાથી પણ ઓછા (1-10) ના ક્રમ પર વી); કેથોડ પર વર્તમાન ઘનતા 10 2 -10 7 છે a/cm 2. આટલી ઊંચી વર્તમાન ઘનતા સાથે, D. r માં વર્તમાન તાકાત. સામાન્ય રીતે પણ મોટા - લગભગ 1-10 aઅને ઉચ્ચ, અને D. r ના કેટલાક સ્વરૂપોમાં. ઘણા સેંકડો અને હજારો એમ્પીયર સુધી પહોંચે છે. જો કે, ત્યાં પણ ડી. આર. નીચા પ્રવાહની તીવ્રતા સાથે (ઉદાહરણ તરીકે, પારો કેથોડ સાથેનો D. R. 0.1 ના પ્રવાહો પર બળી શકે છે. aઅને નીચે).

ડી. ઘસવામાં ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્સર્જન. D. r વચ્ચેનો મૂળભૂત તફાવત. અન્ય પ્રકારના સ્થિરમાંથી વિદ્યુત સ્રાવગેસમાં કેથોડ અને નજીકના કેથોડ પ્રદેશમાં થતી પ્રાથમિક પ્રક્રિયાઓની પ્રકૃતિ છે. જો ગ્લો ડિસ્ચાર્જમાં (ગ્લો ડિસ્ચાર્જ જુઓ) અને નકારાત્મક કોરોના ડિસ્ચાર્જ (કોરોના ડિસ્ચાર્જ જુઓ) સેકન્ડરી ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જન થાય છે, તો D. આર. થર્મિઓનિક ઉત્સર્જન (જુઓ થર્મિઓનિક ઉત્સર્જન) અને ક્ષેત્ર ઉત્સર્જન (જેને ટનલ ઉત્સર્જન પણ કહેવાય છે (ટનલ ઉત્સર્જન જુઓ)) ની પ્રક્રિયાઓમાં કેથોડમાંથી ઇલેક્ટ્રોન ઉડે છે. જ્યારે ડી. આર. આ પ્રક્રિયાઓમાંથી માત્ર પ્રથમ થાય છે; તેને થર્મિઓનિક કહેવામાં આવે છે. થર્મલ ઉત્સર્જનની તીવ્રતા કેથોડ તાપમાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે; તેથી, થર્મિઓનિક D. r ના અસ્તિત્વ માટે. તે જરૂરી છે કે કેથોડ અથવા તેના વ્યક્તિગત વિભાગોને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે. કેથોડને સહાયક ઉર્જા સ્ત્રોત સાથે જોડીને આવી ગરમી હાથ ધરવામાં આવે છે (બાહ્ય ગરમી સાથે ડૉ.; કૃત્રિમ ગરમી સાથે D.r). થર્મિઓનિક ડી. આર. તે ત્યારે પણ થાય છે જ્યારે કેથોડનું તાપમાન ડિસ્ચાર્જ ગેપમાં રચાયેલા સકારાત્મક આયનોની અસરથી પૂરતા પ્રમાણમાં વધે છે અને કેથોડ તરફના વિદ્યુત ક્ષેત્ર દ્વારા વેગ મળે છે. જો કે, વધુ વખત ડી. આર. કૃત્રિમ ગરમી વિના, ડિસ્ચાર્જ જાળવવા માટે થર્મિઓનિક ઉત્સર્જનની તીવ્રતા ખૂબ ઓછી છે, અને ક્ષેત્ર ઉત્સર્જનની પ્રક્રિયા નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે. આ બે પ્રકારના ઉત્સર્જનના સંયોજનને થર્મલ ક્ષેત્ર ઉત્સર્જન કહેવામાં આવે છે.

કેથોડમાંથી ફિલ્ડ ઉત્સર્જન માટે તેની સપાટી પર મજબૂત ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડનું અસ્તિત્વ જરૂરી છે. D. r માં આવા ક્ષેત્ર. આ આયનોના (10 -6 -10 -4) સરેરાશ મુક્ત માર્ગ (મીન ફ્રી પાથ જુઓ) ના ક્રમ પર કેથોડમાંથી દૂર કરવામાં આવેલા હકારાત્મક આયનોના વોલ્યુમ ચાર્જ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. સેમી). ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે ક્ષેત્ર ઉત્સર્જન સ્વતંત્ર રીતે D. r ને સમર્થન આપી શકતું નથી. અને હંમેશા, એક અંશે અથવા બીજી, થર્મિઓનિક ઉત્સર્જન સાથે હોય છે. ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા પર પાતળા નજીકના કેથોડ સ્તરમાં પ્રક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવામાં મુશ્કેલીને કારણે, D.R. માં ક્ષેત્ર ઉત્સર્જનની ભૂમિકા પર પ્રાયોગિક ડેટા. હજી પૂરતું એકઠું થયું નથી. સૈદ્ધાંતિક વિશ્લેષણ હજુ સુધી ડી. આર.ના વિવિધ સ્વરૂપોમાં જોવા મળતી તમામ ઘટનાઓને સંતોષકારક રીતે સમજાવી શકતું નથી.

D. r ની લાક્ષણિકતાઓ વચ્ચેનો સંબંધ. અને ઉત્સર્જન પ્રક્રિયાઓ.સ્તર કે જેમાં વિદ્યુત ક્ષેત્ર ઉદભવે છે, જે ક્ષેત્ર ઉત્સર્જનનું કારણ બને છે, તે એટલું પાતળું છે કે તે કેથોડમાં સંભવિત તફાવતમાં મોટો ઘટાડો બનાવતો નથી. જો કે, આ ક્ષેત્ર પર્યાપ્ત મજબૂત બનવા માટે, કેથોડ પર આયનોની વોલ્યુમ ચાર્જ ઘનતા, અને તેથી આયન વર્તમાન ઘનતા, ઊંચી હોવી જોઈએ. થર્મિઓનિક ઉત્સર્જન કેથોડ પર આયનોની નીચી ગતિ ઊર્જા પર પણ થઈ શકે છે (એટલે ​​​​કે, ઓછી કેથોડ ઘટના પર), પરંતુ આ પરિસ્થિતિઓમાં તેને ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતાની જરૂર છે - કેથોડ વધુ ગરમ થાય છે, તેના પર બોમ્બમારો કરતા આયનોની સંખ્યા વધુ હોય છે. . તે., વિશિષ્ટ લક્ષણોડી. આર. (નાના કેથોડ ડ્રોપ અને ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા) નજીકની કેથોડ પ્રક્રિયાઓની પ્રકૃતિને કારણે છે.

પ્લાઝમા ડી. આર.ડિસ્ચાર્જ ગેપ ડી. આર. પ્લાઝ્મા દ્વારા ભરવામાં આવે છે, જેમાં ઇલેક્ટ્રોન, આયનો, તટસ્થ અને ઉત્તેજિત અણુઓ અને કાર્યકારી ગેસ અને ઇલેક્ટ્રોડ પદાર્થના પરમાણુઓ હોય છે. પ્લાઝમા D. r માં વિવિધ પ્રકારના કણોની સરેરાશ ઊર્જા. અલગ હોઈ શકે છે. તેથી, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોનના તાપમાન વિશે વાત કરવામાં આવે છે, ત્યારે આયનીય તાપમાન, ઇલેક્ટ્રોન તાપમાન અને તટસ્થ ઘટકના તાપમાન વચ્ચે તફાવત કરવામાં આવે છે. જો આ તાપમાન સમાન હોય, તો પ્લાઝમાને આઇસોથર્મલ કહેવામાં આવે છે.

આશ્રિત ડી. આર. D. r ને આશ્રિત કહેવામાં આવે છે. કેથોડની કૃત્રિમ ગરમી સાથે, કારણ કે આવા સ્રાવને તેની પોતાની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને જાળવી શકાતો નથી: જ્યારે બંધ હોય બાહ્ય સ્ત્રોતજ્યારે અગ્નિથી પ્રકાશિત થાય છે ત્યારે તે બહાર જાય છે. સહાયક ઇગ્નીશન ઇલેક્ટ્રોડ્સ વિના ડિસ્ચાર્જ સરળતાથી સળગાવવામાં આવે છે. આવા D. r નું વોલ્ટેજ વધારવું. પ્રથમ, તે આપેલ ફિલામેન્ટ તાપમાન પર કેથોડમાંથી થર્મિઓનિક ઉત્સર્જનની તીવ્રતા દ્વારા નિર્ધારિત મૂલ્ય સુધી તેના વર્તમાનને વિસ્તૃત કરે છે. પછી, ચોક્કસ નિર્ણાયક વોલ્ટેજ સુધી, વર્તમાન લગભગ સ્થિર રહે છે (કહેવાતા ફ્રી મોડ). જ્યારે વોલ્ટેજ નિર્ણાયક મૂલ્ય કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે કેથોડમાંથી ઉત્સર્જનની પ્રકૃતિ બદલાય છે: ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર અને ગૌણ ઇલેક્ટ્રોન ઉત્સર્જન તેમાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવવાનું શરૂ કરે છે (સકારાત્મક આયનોની ઊર્જા કેથોડમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને પછાડવા માટે પૂરતી બને છે). આ ડિસ્ચાર્જ વર્તમાનમાં તીવ્ર વધારો તરફ દોરી જાય છે - તે કેપ્ટિવ મોડમાં જાય છે.

અમુક શરતો હેઠળ, ડી. આર. કૃત્રિમ ગરમી સાથે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેનો વોલ્ટેજ માત્ર કાર્યકારી ગેસની આયનીકરણ સંભવિતતા કરતાં ઓછા મૂલ્યોમાં ઘટાડવામાં આવે ત્યારે સતત બળવાનું ચાલુ રાખે છે, પરંતુ તેની સૌથી ઓછી ઉત્તેજના સંભવિત પણ છે. ડી. આર.નું આ સ્વરૂપ. લો વોલ્ટેજ ચાપ કહેવાય છે. તેનું અસ્તિત્વ મહત્તમ સંભવિતતાના કેથોડની નજીકના દેખાવને કારણે છે જે એનોડની સંભવિતતા કરતાં વધી જાય છે અને ગેસની પ્રથમ ઉત્તેજના સંભવિતતાની નજીક છે, જેના પરિણામે સ્ટેપવાઇઝ આયનીકરણ શક્ય બને છે (જુઓ આયનીકરણ).

અપક્ષ ડી. આર.આવી જાળવણી D. r. સ્રાવની ઊર્જાને કારણે હાથ ધરવામાં આવે છે. પ્રત્યાવર્તન કેથોડ્સ પર (ટંગસ્ટન, મોલિબ્ડેનમ, ગ્રેફાઇટ) સ્વતંત્ર ડી. આર. પ્રકૃતિમાં સંપૂર્ણપણે થર્મિઓનિક છે - હકારાત્મક આયનો સાથે બોમ્બમારો કેથોડને ખૂબ ઊંચા તાપમાને ગરમ કરે છે. D. r. દરમિયાન ઓછા ગલનવાળા કેથોડનો પદાર્થ સઘન રીતે બાષ્પીભવન થાય છે; બાષ્પીભવન કેથોડને ઠંડુ કરે છે, અને તેનું તાપમાન એવા મૂલ્યો સુધી પહોંચતું નથી કે જેના પર એકલા થર્મિઓનિક ઉત્સર્જન દ્વારા ડિસ્ચાર્જને સમર્થન આપી શકાય - તેની સાથે, ક્ષેત્ર ઉત્સર્જન થાય છે.

અપક્ષ ડી. આર. અત્યંત નીચા ગેસ પ્રેશર (કહેવાતા વેક્યુમ આર્ક્સ) અને ઉચ્ચ દબાણ બંને પર અસ્તિત્વ ધરાવે છે. સ્વતંત્ર ડી. આર.નું પ્લાઝમા. નીચા દબાણને બિન-ઇસોથર્મેલિટી દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: ડિસ્ચાર્જ પ્રદેશની આસપાસની જગ્યામાં આયનનું તાપમાન તટસ્થ ગેસના તાપમાન કરતાં થોડું વધારે છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોનનું તાપમાન હજારો ડિગ્રી સુધી પહોંચે છે, અને સાંકડી નળીઓમાં અને ઉચ્ચ પ્રવાહોમાં - સેંકડો હજારો. આ એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યું છે કે વધુ મોબાઇલ ઇલેક્ટ્રોન, ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાંથી ઊર્જા મેળવે છે, તેને દુર્લભ અથડામણમાં ભારે કણોમાં સ્થાનાંતરિત કરવાનો સમય નથી.

ડી. આર. માં. ઉચ્ચ દબાણ પ્લાઝ્મા ઇસોથર્મલ છે (વધુ સ્પષ્ટ રીતે, અર્ધ-ઇસોથર્મલ, કારણ કે, તમામ ઘટકોનું તાપમાન સમાન હોવા છતાં, પ્લાઝ્મા સ્તંભના વિવિધ ભાગોમાં તાપમાન સમાન નથી). ડી. આર.નું આ સ્વરૂપ. નોંધપાત્ર વર્તમાન શક્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે (10 થી 10 3 સુધી એ) અને ઉચ્ચ પ્લાઝ્મા તાપમાન (લગભગ 10 4 પ્રતિ). સૌથી વધુ તાપમાનઆવા ડી. આર. પ્રવાહી અથવા ગેસના પ્રવાહ સાથે આર્કને ઠંડુ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે - "કૂલ્ડ આર્ક" ની વર્તમાન ચેનલ પાતળી બને છે અને, તે જ વર્તમાન મૂલ્ય પર, વધુ ગરમ થાય છે. તે ડી. આર.નું આ સ્વરૂપ છે. ઇલેક્ટ્રિક આર્ક કહેવાય છે - બાહ્ય રીતે નિર્દેશિત અથવા સંવહન ગેસ પ્રવાહના પ્રભાવ હેઠળ, જે ડિસ્ચાર્જને કારણે થાય છે, D. r ની વર્તમાન ચેનલ. વળાંક

કેથોડ ફોલ્લીઓ.અપક્ષ ડી. આર. નીચા-ગલનશીલ કેથોડ્સને જે અલગ પાડે છે તે એ છે કે તેમાં ઇલેક્ટ્રોનનું થર્મલ સ્વતઃ ઉત્સર્જન ફક્ત કેથોડના નાના વિસ્તારોમાંથી થાય છે - કહેવાતા કેથોડ ફોલ્લીઓ. આ ફોલ્લીઓના નાના કદ (10 થી ઓછા -2 સેમી) પિંચ અસરને કારણે થાય છે - વર્તમાન ચેનલનું તેના પોતાના દ્વારા સંકોચન ચુંબકીય ક્ષેત્ર. કેથોડ સ્પોટમાં વર્તમાન ઘનતા કેથોડ સામગ્રી પર આધાર રાખે છે અને હજારો સુધી પહોંચી શકે છે a/cm 2. તેથી, કેથોડ ફોલ્લીઓમાં તીવ્ર ધોવાણ થાય છે - કેથોડ પદાર્થના વરાળના જેટ તેમાંથી 10 6 ની ઝડપે ઉડે છે. સેમી/સેકન્ડ. D.r દરમિયાન કેથોડ ફોલ્લીઓ પણ રચાય છે. પ્રત્યાવર્તન કેથોડ્સ પર, જો કાર્યકારી ગેસનું દબાણ આશરે 10 2 કરતા ઓછું હોય mmHg કલા.ઉચ્ચ દબાણ પર, થર્મલ ક્ષેત્ર ઉત્સર્જન D. r. કેથોડના ફોલ્લીઓ કેથોડ સાથે અસ્તવ્યસ્ત રીતે આગળ વધે છે, તે થર્મિઓનિક રેડિયેશનમાં પરિવર્તિત થાય છે. કેથોડ સ્પોટ વિના.

ડી. આર.ની અરજીઓડી. આર. આર્ક ફર્નેસમાં (જુઓ આર્ક ફર્નેસ) ધાતુઓને ગંધવા માટે, ગેસ-ડિસ્ચાર્જ લાઇટ સોર્સમાં (જુઓ), ઇલેક્ટ્રિક વેલ્ડીંગમાં (જુઓ ઇલેક્ટ્રિક વેલ્ડીંગ)માં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે અને પ્લાઝમેટ્રોનમાં પ્લાઝમાના સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપે છે. D. r ના વિવિધ સ્વરૂપો. ગેસથી ભરેલા અને શૂન્યાવકાશ ઇલેક્ટ્રિક કરંટ કન્વર્ટર્સ (પારા વર્તમાન રેક્ટિફાયર (વર્તમાન રેક્ટિફાયર જુઓ), ગેસ અને વેક્યુમ ઇલેક્ટ્રિક સ્વીચો (ઇલેક્ટ્રીક સ્વિચ જુઓ), વગેરેમાં થાય છે. ડી. આર. કેથોડની કૃત્રિમ ગરમી સાથે ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ (જુઓ ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ), ગેઝોટ્રોન એહ, થાઇરાટ્રોન એહ, આયન સ્ત્રોતો અને ઇલેક્ટ્રોન બીમના સ્ત્રોતોમાં વપરાય છે.

લિટ.: વીજળીગેસમાં સ્થિર પ્રવાહ, એમ., 1971; કેસેવ આઇજી., ઇલેક્ટ્રિક આર્કની કેથોડ પ્રક્રિયાઓ, એમ., 1968; ફિન્કેલનબર્ગ વી., મેકર જી., ઇલેક્ટ્રિક આર્ક્સ અને થર્મલ પ્લાઝ્મા, ટ્રાન્સ. જર્મનમાંથી, એમ., 1961; એન્જેલ એ., આયોનાઇઝ્ડ વાયુઓ, ટ્રાન્સ. અંગ્રેજીમાંથી, એમ., 1959; કેપ્ટસોવ એન.એ., વાયુઓ અને શૂન્યાવકાશમાં વિદ્યુત ઘટના, એમ.-એલ., 1947.

એ.કે. મુસીન.

મોટા સોવિયેત જ્ઞાનકોશ. - એમ.: સોવિયેત જ્ઞાનકોશ. 1969-1978 .

આર્ક ડિસ્ચાર્જ- આર્ક ડિસ્ચાર્જ; ઉદ્યોગ આર્ક આકારનું સ્રાવ; વોલ્ટેઇક આર્ક એક ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ જેમાં ડિસ્ચાર્જ ગેપમાં ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ મુખ્યત્વે તેમાં રહેલા સ્પેસ ચાર્જ્સની તીવ્રતા અને સ્થાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે નાના કેથોડ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે ... ... પોલિટેકનિક ટર્મિનોલોજીકલ એક્સ્પ્લેનેટરી ડિક્શનરી

વાયુઓમાં ઈલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ, ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા અને કેથોડ નજીક નાના સંભવિત ડ્રોપ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. કેથોડમાંથી થર્મિઓનિક ઉત્સર્જન અથવા ક્ષેત્ર ઉત્સર્જન દ્વારા સપોર્ટેડ છે. આર્ક ડિસ્ચાર્જ ચેનલમાં ગેસનું તાપમાન... ... મોટા જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

ARC ડિસ્ચાર્જ- ગેસમાં સ્વતંત્ર વિદ્યુત સ્રાવના પ્રકારોમાંથી એક, જેની લાક્ષણિકતા છે ઉચ્ચ ઘનતાવર્તમાન આયોનાઇઝ્ડ ગેસ જે ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેના સ્તંભમાં ઊંચા તાપમાને ગરમ થાય છે વિદ્યુત વોલ્ટેજ, મા છે… … મોટા પોલિટેકનિક જ્ઞાનકોશ

આર્ક ડિસ્ચાર્જ- lankinis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. આર્ક ડિસ્ચાર્જ; ગેસ વોકમાં ઇલેક્ટ્રિક આર્ક. Bogenentladung, f rus. આર્ક ડિસ્ચાર્જ, m; ગેસમાં આર્ક ડિસ્ચાર્જ, m pranc. ડીચાર્જ ડી'આર્ક, એફ; décharge en régime d'arc, f; ડીચાર્જ પાર ચાપ, એફ … Fizikos terminų žodynas

વાયુઓમાં ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ, 10 2 10 3 mm Hg થી વધુના લગભગ કોઈપણ ગેસના દબાણ પર બર્નિંગ. કલા.; કેથોડ પર ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા અને નાના સંભવિત ડ્રોપ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. પ્રથમ વખત 1802 માં વી.વી. પેટ્રોવ દ્વારા હવામાં અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું. જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ

હવામાં ઇલેક્ટ્રિક ચાપ ઇલેક્ટ્રિક આર્ક શારીરિક ઘટના, ગેસમાં વિદ્યુત સ્રાવના પ્રકારોમાંથી એક. સમાનાર્થી: વોલ્ટેઇક આર્ક, આર્ક ડિસ્ચાર્જ. તે સૌપ્રથમ 1802 માં રશિયન વૈજ્ઞાનિક વી.વી. પેટ્રોવ દ્વારા વર્ણવવામાં આવ્યું હતું. ઇલેક્ટ્રિક આર્ક છે... ... વિકિપીડિયા

આર્ક ડિસ્ચાર્જ- lankinis išlydis statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. આર્ક ડિસ્ચાર્જ વોક. Bogenentladung, f; Lichtbogenentladung, f rus. આર્ક ડિસ્ચાર્જ, m pranc. ડીચાર્જ ડી આર્ક, એફ; décharge en arc, f … Automatikos terminų žodynas

આર્ક ડિસ્ચાર્જ- lankinis išlydis statusas T sritis chemija apibrėžtis Savaiminio elektros išlydžio dujose rūšis. atitikmenys: engl. આર્ક ડિસ્ચાર્જ rus. આર્ક ડિસ્ચાર્જ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas