Технологийн нуман цэнэгийн хэрэглээ. Бие даасан нуман ялгадас (бага, дунд, өндөр даралт)

Төрөл зүйл хийн ялгаралтболон тэдгээрийн хэрэглээ. Плазмын тухай ойлголт.

Салбар:

Нягтлан бодох бүртгэлболон эрх

Мэргэжил:

Хууль зүй

Бүлэг:

Эмхэтгэсэн:

Евтихевич A.A.

Багш:

Орловская Г.В.

2011 он
Агуулга:

Хуудас 1:Хийн ялгаралт

Хийн гадагшлуулах хэрэглээ

Хуудас 2:Оч ялгарах

Корона ялгадас

Хуудас 3:Титмийн ялгадасыг хэрэглэх

Хуудас 4:Нуман урсац

Хуудас 5:Нуман цэнэгийн хэрэглээ

Гялалзсан ялгадас

Хуудас 6-7:Плазм

Хуудас 8:Уран зохиол

Хийн ялгаралт- хийн төлөвт байгаа бодисоор цахилгаан гүйдэл гүйх үед тохиолддог процессуудын багц. Дүрмээр бол хийн хангалттай ионжуулж, плазм үүссэний дараа л гүйдлийн урсгал боломжтой болдог. Ионжилт нь цахилгаан соронзон орон дээр хурдассан электронууд хийн атомуудтай мөргөлдсөний улмаас үүсдэг. Энэ тохиолдолд иончлолын явцад шинэ электронууд үүсдэг тул хурдатгалын дараа атомуудтай мөргөлдөхөд оролцож, иончлолыг үүсгэдэг тул цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн тоо ихсэх болно. Хийн ялгаралт үүсэх, хадгалахын тулд цахилгаан орон байх шаардлагатай, учир нь плазм нь зөвхөн гадаад талбар дахь электронууд атомыг ионжуулахад хангалттай энергийг олж авах боломжтой бөгөөд үүссэн ионуудын тоо дахин нэгтгэсэн ионуудын тооноос давсан тохиолдолд л оршин тогтнох боломжтой.

Хэрэв хийн ялгаралт үүсэхийн тулд гадны эх үүсвэрээс нэмэлт ионжуулалт шаардлагатай бол (жишээлбэл, ашиглах ионжуулагч цацраг), дараа нь хийн ялгаралт гэж нэрлэдэг хамааралтай(ийм ялгадасыг Гейгерийн тоолуурт ашигладаг).

Хийн ялгаруулалтыг хийхийн тулд тогтмол болон хувьсах цахилгаан талбайг хоёуланг нь ашигладаг.

Цэнэг зөөгч үүсэх нөхцөл байдлаас хамааран (хийн даралт, электродуудад хүчдэл, электродын хэлбэр, температур) хэд хэдэн төрлийг ялгадаг. бие даасан ангилал: шатах, оч, титэм, нум.

Хийн гадагшлуулах програмууд

• Гагнуур болон гэрэлтүүлгийн зориулалттай нуман цэнэг.
• Хэт өндөр давтамжийн ялгадас.
• Флюресцент чийдэн ба плазмын дэлгэцийн гэрлийн эх үүсвэр болгон гялалзсан ялгадас.
• Хөдөлгүүр дэх ажлын хольцыг асаахад зориулж оч ялгаруулах дотоод шаталт.
• Тоос болон бусад бохирдуулагчаас хийг цэвэрлэх, барилга байгууламжийн нөхцөл байдлыг оношлох зориулалттай титмийн ялгадас.
• Зүсэх, гагнах зориулалттай плазматрон.
• Гели-неон лазер, азотын лазер, эксимер лазер гэх мэт лазерыг шахах зориулалттай ялгадас.

• Гейгер тоолуурт,
• иончлолын вакуум хэмжигч,
• тиратрон дахь,
• критронд,
• Heussler хоолойд.

Оч ялгарах. Бөмбөгний электродуудыг конденсаторуудын зайнд холбож, цахилгаан машин ашиглан конденсаторыг цэнэглэж эхэлцгээе. Конденсаторууд цэнэглэгдэх тусам электродуудын хоорондох боломжит зөрүү нэмэгдэж, улмаар хийн талбайн хүч нэмэгдэнэ. Талбайн хүч бага байвал хийд ямар ч өөрчлөлт ажиглагдахгүй. Гэсэн хэдий ч хангалттай талбайн хүч (ойролцоогоор 30,000 В/см) байвал электродуудын хооронд цахилгаан оч гарч ирдэг бөгөөд энэ нь хоёр электродыг холбосон тод гялалзсан ороомгийн суваг шиг харагддаг. Очны ойролцоох хий хүртэл халдаг өндөр температурмөн гэнэт өргөжиж, шалтгаан болдог дууны долгион, мөн бид өвөрмөц ан цавыг сонсдог. Энэ тохиргооны конденсаторууд нь очыг илүү хүчтэй, үр дүнтэй болгохын тулд нэмсэн.
Хийн ялгаралтын тайлбарласан хэлбэрийг оч ялгадас буюу хийн оч задрах гэж нэрлэдэг. Оч ялгарах үед хий нь гэнэт, гэнэт, тусгаарлагч шинж чанараа алдаж, сайн дамжуулагч болдог. Хийн оч задрах талбайн хүч нь байна өөр утгатайөөр өөр хийд зориулагдсан бөгөөд тэдгээрийн төлөв байдлаас (даралт, температур) хамаардаг. Электродуудын хоорондох өгөгдсөн хүчдэлийн хувьд талбайн хүч бага байх тусам электродууд бие биенээсээ хол байх болно. Тиймээс, илүү илүү урт зайэлектродуудын хооронд байх тусам хийн оч үүсэхэд тэдгээрийн хоорондын хүчдэл их байх шаардлагатай. Энэ хүчдэлийг эвдрэлийн хүчдэл гэж нэрлэдэг. Эвдрэл үүсэхийг дараах байдлаар тайлбарлав. Хийн дотор санамсаргүй шалтгааны улмаас тодорхой хэмжээний ион ба электронууд үргэлж байдаг. Гэсэн хэдий ч ихэвчлэн тэдний тоо маш бага байдаг тул хий нь цахилгааныг бараг дамжуулдаггүй. Харьцангуй бага талбайн хүч чадлын үед, тухайлбал хийн өөрөө дамжихгүй байдлыг судлахад бид саармаг хийн молекулуудтай цахилгаан талбарт хөдөлж буй ионуудын мөргөлдөөн нь уян харимхай бөмбөлгүүдийн мөргөлдөхтэй адил тохиолддог. Мөргөлдөх бүрт хөдөлж буй бөөм нь кинетик энергийнхаа нэг хэсгийг амарч буй хэсэг рүү шилжүүлдэг бөгөөд цохилтын дараа хоёр бөөмс нь тархдаг боловч үгүй. дотоод өөрчлөлтүүдтэдэнд тохиолддоггүй. Гэсэн хэдий ч талбайн хүч хангалттай бол хоёр мөргөлдөөний хоорондох зайд ионоор хуримтлагдсан кинетик энерги нь мөргөлдөх үед саармаг молекулыг ионжуулахад хангалттай болж чадна. Үүний үр дүнд шинэ сөрөг электрон болон эерэг цэнэгтэй үлдэгдэл - ион үүсдэг. Энэхүү иончлолын процессыг цохилтын ионжуулалт гэж нэрлэдэг ба атомаас электроныг зайлуулахын тулд зарцуулах шаардлагатай ажлыг ионжуулах ажил гэж нэрлэдэг. Ионжуулалтын ажлын хэмжээ нь атомын бүтцээс хамаардаг тул өөр өөр хийн хувьд өөр өөр байдаг. Нөлөөллийн иончлолын нөлөөн дор үүссэн электрон ба ионууд нь хий дэх цэнэгийн тоог нэмэгдүүлж, улмаар цахилгаан талбайн нөлөөн дор хөдөлгөөнд орж, шинэ атомуудын цохилтын иончлолыг үүсгэж болно. Тиймээс энэ үйл явц нь "өөрийгөө бэхжүүлдэг" бөгөөд хийн ионжуулалт нь маш том утгад хурдан хүрдэг. Бүх үзэгдлүүд нь ууланд цасан нурангитай нэлээд төстэй бөгөөд үүнд бага хэмжээний цас ороход хангалттай. Тиймээс тайлбарласан үйл явцыг ионы нуранги гэж нэрлэдэг. Ионы нуранги үүсэх нь оч задрах процесс бөгөөд ионы нуранги үүсэх хамгийн бага хүчдэл нь эвдрэлийн хүчдэл юм. Очны задралын үед хийн иончлолын шалтгаан нь ионуудтай мөргөлдөх үед атом, молекулуудыг устгах явдал гэдгийг бид харж байна. Оч ялгарах байгалийн төлөөлөгчдийн нэг бол аянга юм - үзэсгэлэнтэй, аюулгүй биш.
Корона ялгадас. Ионы нуранги үүсэх нь үргэлж оч үүсгэдэггүй, гэхдээ өөр төрлийн ялгадас - титмийн ялгадас үүсгэдэг. Хоёр өндөр тусгаарлагч тулгуур дээр миллиметрийн хэдэн аравны диаметртэй AB ​​металл утсыг сунгаж, хэдэн мянган вольтын хүчдэл өгдөг генераторын сөрөг туйлтай, жишээлбэл, сайн цахилгаан машинтай холбоно. Бид генераторын хоёр дахь туйлыг дэлхий рүү аваачна. Бид нэг төрлийн конденсаторыг авах болно, тэдгээрийн хавтан нь бидний утас, өрөөний хана нь мэдээжийн хэрэг дэлхийтэй харьцдаг. Энэ конденсатор дахь талбар нь маш жигд бус бөгөөд түүний эрчим нь нимгэн утсанд маш өндөр байдаг. Хүчдэлийг аажмаар нэмэгдүүлж, утсыг харанхуйд ажигласнаар та тодорхой хүчдэлийн үед утсыг бүх талаас нь бүрхэж, утасны ойролцоо бүдэг гэрэл ("корона") гарч ирснийг анзаарч болно; энэ нь исгэрэх чимээ, бага зэрэг шажигнах чимээ дагалддаг. Хэрэв утас ба эх үүсвэрийн хооронд мэдрэмтгий гальванометр холбогдсон бол гэрэлтэх үед гальванометр нь генератороос утаснуудаар дамжин утас руу, түүнээс өрөөний агаараар холбогдсон хананд урсаж буй мэдэгдэхүйц гүйдлийг харуулдаг. генераторын нөгөө туйл руу . AB утас ба хананы хоорондох агаар дахь гүйдлийг цохилтын иончлолын улмаас агаарт үүссэн ионууд дамжуулдаг. Тиймээс агаарын гэрэлтэх байдал, гүйдлийн харагдах байдал нь цахилгаан талбайн нөлөөн дор агаарын хүчтэй ионжилтыг илтгэнэ. Титмийн ялгаралт нь зөвхөн утсан дээр төдийгүй үзүүр, ерөнхийдөө бүх электродуудад тохиолдож болох бөгөөд тэдгээрийн ойролцоо маш хүчтэй жигд бус талбар үүсдэг.
Титмийн ялгадасыг хэрэглэх
1) Цахилгаан хийн цэвэршүүлэх (цахилгаан тунадас). Утаагаар дүүрсэн сав нь цахилгаан машинд холбогдсон хурц металл электродуудыг оруулахад гэнэт бүрэн тунгалаг болдог. Шилэн хоолойн дотор хоёр электрод байдаг: металл цилиндр ба түүний тэнхлэгийн дагуу өлгөөтэй нимгэн төмөр утас. Электродууд нь цахилгаан машинд холбогдсон байна. Хэрэв хоолойгоор утааны урсгал (эсвэл тоос) үлээж, машин хөдөлгөөнд орвол титэм үүсгэх хангалттай хүчдэл болмогц гадагш гарч буй агаарын урсгал бүрэн цэвэр, тунгалаг болж, бүх хатуу болно. болон шингэн хэсгүүдхийд агуулагдах электродууд дээр тогтоно.
Туршлагын тайлбар нь дараах байдалтай байна. Утасны титэм гал авалцсаны дараа хоолой доторх агаар маш их ионждог. Тоос тоосонцортой мөргөлдсөн хийн ионууд сүүлчийнх нь "наалддаг" бөгөөд тэдгээрийг цэнэглэдэг. Хоолойн дотор хүчтэй цахилгаан орон байдаг тул цэнэгтэй тоосонцор нь талбайн нөлөөгөөр электродууд руу шилжиж, суурьшдаг. Тайлбарласан үзэгдэл нь одоогоор үйлдвэрлэлийн хийг цэвэрлэх техникийн хэрэглээг олж байна их хэмжээний эзэлхүүнхатуу ба шингэн хольцоос.
2) Тоолуурууд энгийн бөөмс. Титмийн ялгадас нь маш чухал физик төхөөрөмжүүдийн үйл ажиллагааны үндэс суурь болдог: энгийн бөөмсийн тоолуур гэж нэрлэгддэг (электронууд, түүнчлэн цацраг идэвхт хувирлын үед үүсдэг бусад энгийн хэсгүүд). Нэг төрлийн тоолуурыг (Гейгер-Мюллерийн тоолуур) 1-р зурагт үзүүлэв.
Энэ нь цонхоор тоноглогдсон жижиг металл цилиндр А, цилиндрийн тэнхлэгийн дагуу сунгасан, түүнээс тусгаарлагдсан нимгэн төмөр утаснаас бүрдэнэ. Тоолуур нь хэдэн мянган вольтын В хүчдэлийн эх үүсвэрийг агуулсан хэлхээнд холбогдсон. Хүчдэл нь "чухал" -аас арай бага байхаар сонгогддог, өөрөөр хэлбэл тоолуурын доторх титмийн ялгадасыг асаахад шаардлагатай байдаг. Хурдан хөдөлж буй электрон тоолуур руу ороход сүүлийнх нь тоолуурын доторх хийн молекулуудыг ионжуулж, титэмийг асаахад шаардагдах хүчдэл бага зэрэг буурдаг. Тоолуурт цэнэг алдалт үүсч, хэлхээнд сул богино хугацааны гүйдэл гарч ирдэг.
Тоолуурт үүссэн гүйдэл нь маш сул тул ердийн гальванометрээр илрүүлэхэд хэцүү байдаг. Хэдий тийм боловч хэлхээнд маш том эсэргүүцэл R оруулж, түүнтэй зэрэгцээд мэдрэмтгий цахилгаан хэмжигч E-г холбосон тохиолдолд энэ нь мэдэгдэхүйц байх болно эсэргүүцэл, Ohm-ийн хуультай тэнцүү U = IxR. Хэрэв та R эсэргүүцлийн утгыг сонговол маш том (олон сая ом), гэхдээ цахилгаан тоолуурын эсэргүүцэлээс хамаагүй бага бол маш сул гүйдэл ч мэдэгдэхүйц хүчдэл үүсгэдэг. Тиймээс тоолуур руу хурдан электрон орох болгонд электрометрийн навч гарч ирдэг.
Ийм тоолуур нь зөвхөн хурдан электронуудыг төдийгүй ерөнхийдөө мөргөлдөөнөөр хий ионжуулах чадвартай цэнэгтэй, хурдан хөдөлж буй бөөмсийг бүртгэх боломжийг олгодог. Орчин үеийн тоолуур нь тэдгээрт нэг ширхэг ч гэсэн орохыг амархан илрүүлдэг тул байгальд энгийн тоосонцор үнэхээр байдаг гэдгийг бүрэн найдвартай, маш тодорхой байдлаар шалгах боломжийг олгодог.
Нуман урсац. 1802 онд В.В.Петров хэрэв та хоёр ширхэг нүүрсийг том электролитийн батерейны шон дээр холбож, нүүрсийг бага зэрэг салгавал нүүрсний төгсгөл ба төгсгөлийн хооронд тод дөл үүсэх болно. нүүрс өөрөө цагаан халуун болно. Хараагүй гэрэл (цахилгаан нум) ялгаруулах. Энэ үзэгдлийг долоон жилийн дараа Английн химич Дэви бие даан ажиглаж, Вольтагийн хүндэтгэлд энэхүү нумыг "вольт" гэж нэрлэхийг санал болгов.
Ихэвчлэн гэрэлтүүлгийн сүлжээ нь ээлжит гүйдлээр тэжээгддэг. Гэсэн хэдий ч нум нь тогтмол гүйдэл дамжин өнгөрөхөд илүү тогтвортой шатдаг тул түүний электродын нэг нь үргэлж эерэг (анод), нөгөө нь сөрөг (катод) байдаг. Электродуудын хооронд цахилгааныг сайн дамжуулдаг халуун хийн багана байдаг. Ердийн нумануудад энэ багана нь их хэмжээгээр ялгардаг бага гэрэлхалуун нүүрснээс илүү. Өндөр температуртай эерэг нүүрс нь сөрөг нүүрснээс хурдан шатдаг. Нүүрсний хүчтэй сублимацын улмаас үүн дээр хотгор үүсдэг - электродын хамгийн халуун хэсэг болох эерэг тогоо. Агаар дахь тогоонуудын температур атмосферийн даралт 4000 ° C хүрдэг.
Нуман нь металл электродууд (төмөр, зэс гэх мэт) хооронд шатаж болно. Энэ тохиолдолд электродууд хайлж, хурдан ууршдаг бөгөөд энэ нь маш их дулаан зарцуулдаг. Тиймээс металл электродын тогоо температур нь ихэвчлэн нүүрстөрөгчийн электродын температураас (2000-2500 ° C) бага байдаг.
Шахсан хий (ойролцоогоор 20 атм) дахь нүүрстөрөгчийн электродуудын хооронд нум үүсгэх замаар эерэг тогооны температурыг 5900 ° C, өөрөөр хэлбэл нарны гадаргуугийн температурт хүргэх боломжтой байв. Энэ нөхцөлд нүүрс хайлах нь ажиглагдсан.
Цахилгаан гүйдэл дамждаг хий, уурын багана нь бүр илүү өндөр температуртай байдаг. Эдгээр хий, уурыг нумын цахилгаан талбараар удирддаг электрон ба ионоор эрчимтэй бөмбөгдөх нь баганын хийн температурыг 6000-7000 хэмд хүргэдэг. Тиймээс нуман баганад бараг бүх мэдэгдэж буй бодисууд хайлж, уур болж хувирдаг бөгөөд олон химийн урвал, аль нь илүү нийцэхгүй байна бага температур. Жишээлбэл, галд тэсвэртэй шаазан саваа нуман дөлөөр хайлуулах нь тийм ч хэцүү биш юм.
Нумын цэнэгийг хадгалахын тулд бага хэмжээний хүчдэл шаардлагатай: түүний электрод дахь хүчдэл 40-45 В байх үед нуман сайн шатдаг. Нумын гүйдэл нь нэлээд чухал юм. Тиймээс, жишээлбэл, жижиг нуман дээр ч гэсэн 5 А орчим гүйдэл урсдаг бөгөөд үйлдвэрлэлд ашигладаг том нумануудад гүйдэл нь хэдэн зуун амперт хүрдэг. Энэ нь нумын эсэргүүцэл бага байгааг харуулж байна; Үүний үр дүнд гэрэлтдэг хийн багана нь цахилгаан гүйдлийг сайн дамжуулдаг.
Хийн ийм хүчтэй ионжуулалт нь нуман катод нь маш их электрон ялгаруулж, тэдгээрийн нөлөөгөөр гадагшлуулах орон зайд хийг ионжуулдагтай холбоотой юм. Катодоос хүчтэй электрон ялгаруулалт нь нуман катод өөрөө маш өндөр температурт (материалаас хамааран 2200 ° -аас 3500 ° C хүртэл) халдаг тул баталгаатай байдаг. Нуманыг асаахын тулд эхлээд нүүрсийг ойртуулж, дараа нь маш өндөр эсэргүүцэлтэй холбоо барих цэг дээр нүүрсээр дамжин өнгөрөх гүйдлийн бараг бүх Жоулийн дулаан ялгардаг. Тиймээс нүүрсний үзүүрүүд маш их халдаг бөгөөд энэ нь тэднийг салгахад тэдгээрийн хооронд нум үүсэхэд хангалттай юм. Дараа нь нумын катодыг нумаар дамжуулж буй гүйдэл өөрөө халсан төлөвт хадгална. Гол үүрэгҮүнд осолдсон бөөмсөөр катодыг бөмбөгдөх нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг эерэг ионууд.
Нуман цэнэгийн хэрэглээ
Өндөр температурын улмаас нуман электродууд нь нүд гялбам гэрлийг ялгаруулдаг тул цахилгаан нум нь хамгийн сайн гэрлийн эх үүсвэрүүдийн нэг юм. Энэ нь лаа тутамд ердөө 0.3 ватт зарцуулдаг бөгөөд илүү хэмнэлттэй байдаг. Хамгийн сайн улайсдаг чийдэнгээс илүү. Цахилгаан нумАнх 1875 онд П.Н.Яблочков гэрэлтүүлгийн зориулалтаар ашиглаж байсан бөгөөд үүнийг "Оросын гэрэл" буюу "хойд гэрэл" гэж нэрлэжээ.
Цахилгаан нумыг мөн металл эд ангиудыг гагнахад ашигладаг (цахилгаан нуман гагнуур). Одоогийн байдлаар цахилгаан нумыг үйлдвэрлэлийн цахилгаан зууханд маш өргөн ашигладаг. Дэлхийн аж үйлдвэрт багажийн гангийн 90 орчим хувь, бараг бүх тусгай ганг цахилгаан зууханд хайлуулдаг.
Кварцын ламп гэж нэрлэгддэг кварц хоолойд шатаж буй мөнгөн усны нум нь ихээхэн сонирхол татдаг. Энэ чийдэнгийн хувьд нумын урсац нь агаарт биш, харин мөнгөн усны уурын уур амьсгалд тохиолддог бөгөөд үүний тулд бага хэмжээний мөнгөн усыг дэнлүүнд оруулж, агаарыг гадагшлуулдаг. Мөнгөн усны нумын гэрэл нь үл үзэгдэх зүйлээр асар их баялаг юм хэт ягаан туяахүчтэй химийн болон физиологийн нөлөөтэй. Мөнгөн усны чийдэнг янз бүрийн өвчнийг эмчлэхэд өргөн ашигладаг ("уулын хиймэл нар"), түүнчлэн шинжлэх ухааны судалгаахэт ягаан туяаны хүчтэй эх үүсвэр болдог.
Гялалзсан ялгадас. Оч, титэм, нумаас гадна хийн бие даасан ялгадасын өөр нэг хэлбэр байдаг - гэрэлтэх ялгадас гэж нэрлэгддэг. Энэ төрлийн ялгадас авахын тулд хоёр металл электрод агуулсан хагас метр урт шилэн хоолойг ашиглах нь тохиромжтой. Электродуудыг эх үүсвэртэй холбоно DCхэдэн мянган вольтын хүчдэлтэй (цахилгаан машин хийх болно) бид хоолойноос агаарыг аажмаар шахах болно. Агаар мандлын даралтын үед хоолой доторх хий нь харанхуй хэвээр байна, учир нь хэдэн мянган вольтын хүчдэл нь урт хийн цоорхойг цоолоход хангалтгүй юм. Гэсэн хэдий ч хийн даралт хангалттай буурах үед хоолойд гэрэлтдэг ялгадас анивчдаг. Энэ нь хоёр электродыг холбосон нимгэн утас шиг харагдаж байна (агаарт час улаан, бусад хийн бусад өнгө). Энэ төлөвт хийн багана нь цахилгааныг сайн дамжуулдаг.
Цаашид нүүлгэн шилжүүлснээр гэрэлтэгч утас бүдгэрч, өргөжиж, гэрэлтэх нь бараг бүх хоолойг дүүргэдэг. Дараах 2 хэсгийг ялгадаг: 1) катодын зэргэлдээх гэрэлтдэггүй хэсэг нь харанхуй катодын орон зай гэж нэрлэгддэг; 2) хоолойны үлдсэн хэсгийг анод хүртэл дүүргэх хийн гэрэлтэгч багана. Урсгалын энэ хэсгийг эерэг багана гэж нэрлэдэг.
Тэгээд энэ нь ингэж ажилладаг. Гялалзах үед хий нь цахилгааныг сайн дамжуулдаг бөгөөд энэ нь хийд хүчтэй ионжуулалтыг байнга хадгалж байдаг гэсэн үг юм. Энэ тохиолдолд нумын цэнэгээс ялгаатай нь катод нь үргэлж хүйтэн хэвээр байна. Энэ тохиолдолд ион үүсэх нь яагаад үүсдэг вэ?
Гялалзах цэнэгийн хийн баганын уртын см тутамд потенциал эсвэл хүчдэлийн уналт нь маш өөр байна өөр өөр хэсгүүдгадагшлуулах. Потенциалын бараг бүх уналт харанхуй орон зайд тохиолддог нь харагдаж байна. Катод ба түүнд хамгийн ойр байрлах орон зайн хоорондох потенциалын зөрүүг катодын потенциалын уналт гэнэ. Энэ нь хэдэн зуун, зарим тохиолдолд хэдэн мянган вольтоор хэмжигддэг. Энэ катодын уналтаас болж ялгадас бүхэлдээ байгаа бололтой.
Катодын уналтын ач холбогдол нь энэ их потенциалын зөрүүгээр дамжин өнгөрөх эерэг ионууд илүү хурдтай болдогт оршино. Учир нь катодын дусал дотор төвлөрдөг нимгэн давхаргахий, дараа нь хийн атомуудтай ионуудын мөргөлдөөн энд бараг тохиолддоггүй тул катодын тусгалын бүсийг дайран өнгөрөхөд ионууд маш өндөр кинетик энергийг олж авдаг. Үүний үр дүнд тэд катодтой мөргөлдөхөд тэд анод руу шилжиж эхэлдэг тодорхой тооны электроныг устгадаг. Харанхуй орон зайг дамжин өнгөрөхөд электронууд нь эргээд катодын потенциалын уналтаар хурдасч, цэнэгийн илүү алслагдсан хэсэгт хийн атомуудтай мөргөлдөхөд нөлөөллийн ионжуулалтыг үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд үүсэх эерэг ионууд нь катодын уналтаар дахин хурдасч, катодоос шинэ электронуудыг таслах гэх мэт. Тиймээс электродууд дээр хүчдэл байгаа тохиолдолд бүх зүйл давтагдана.
Энэ нь гялалзах цэнэгийн хийн иончлолын шалтгаан нь иончлолын нөлөөлөл, эерэг ионоор катодоос электронуудыг таслах явдал гэдгийг бид харж байна гэсэн үг юм.
Энэ ялгадасыг ихэвчлэн гэрэлтүүлэгт ашигладаг. Флюресцент лампанд ашигладаг.

"Сийвэн" гэдэг үг (Грек хэлнээс "плазм" - "үүссэн"). 19-р зууны дунд үеВ. Цусны өнгөгүй хэсэг (улаан ба цагаан эсгүй) ба амьд эсийг дүүргэдэг шингэн гэж нэрлэгдэх болсон. 1929 онд Америкийн физикч Ирвинг Лангмюр (1881-1957), Леви Тонко (1897-1971) нар хий ялгаруулах хоолойн ионжуулсан хийг плазм гэж нэрлэжээ. Ховор агаартай хоолой дахь цахилгаан гүйдлийг судалсан Английн физикч Уильям Крукс (1832-1919) "Нүүлгэн шилжүүлсэн хоолой дахь үзэгдэл нь физикийн шинжлэх ухаанд шинэ ертөнцийг нээж өгдөг бөгөөд энэ нь дөрөв дэх төлөвт бодис оршин тогтнох боломжтой" гэж бичжээ. Температураас хамааран аливаа бодис төлөвөө өөрчилдөг. Тиймээс сөрөг (Цельсийн) температурт ус нь хатуу төлөвт, 0-ээс 100 ° C-ийн хооронд - шингэн төлөвт, 100 ° -аас дээш байдаг. S - хий хэлбэрээр. Хэрэв температур өссөөр байвал атом, молекулууд электроноо алдаж эхэлдэг - тэд ионжиж, хий нь плазм болж хувирдаг. 1,000,000 ° C-аас дээш температурт плазм нь бүрэн ионжсон байдаг - энэ нь зөвхөн электрон ба эерэг ионуудаас бүрддэг. Плазма бол байгальд хамгийн түгээмэл тохиолддог материйн төлөв бөгөөд орчлон ертөнцийн массын 99 орчим хувийг эзэлдэг. Нар, ихэнх одод, мананцар нь бүрэн ионжсон плазм юм. Гадаад хэсэг дэлхийн агаар мандал(ионосфер) нь мөн плазм юм. Цусны плазм агуулсан цацрагийн бүсүүд нь бүр ч өндөр байдаг. Аврора, аянга, тэр дундаа бөмбөгний аянга нь дэлхий дээрх байгалийн нөхцөлд ажиглагдаж болох өөр өөр төрлийн плазм юм. Орчлон ертөнцийн зөвхөн өчүүхэн хэсэг нь хатуу бодисоос бүрддэг - гаригууд, астероидууд, тоос мананцарууд. Физикийн хувьд плазмыг цахилгаан цэнэгтэй ба төвийг сахисан хэсгүүдээс бүрдэх хий гэж ойлгодог бөгөөд үүнд нийт цахилгаан цэнэг байдаг. тэгтэй тэнцүү, т.с. квазинейтрал байдлын нөхцөл хангагдсан (тиймээс, жишээлбэл, вакуумд нисч буй электронуудын цацраг нь плазм биш: сөрөг цэнэгтэй байдаг). PLASMA - нягтрал нь эерэг ба хэсэгчилсэн буюу бүрэн ионжсон хий сөрөг цэнэгүүдбараг адилхан. IN лабораторийн нөхцөлплазм нь хий дэх цахилгаан гүйдэл, шаталт, дэлбэрэлтийн процесст үүсдэг. Лазерын туяаг линзээр төвлөрүүлэхэд фокусын хэсэгт агаарт оч гялсхийж, тэнд плазм үүссэн. Энэ нь физикчдийн дунд ихээхэн сонирхлыг төрүүлэв. Эхний үрийн электронууд нь гэрлийн долгионы хэд хэдэн фотоныг нэгэн зэрэг шингээж авсны дараа орчны атомуудаас ялгарсны үр дүнд гарч ирдэг. бадмаараг лазер фотон бүрийн энерги нь 1.78 эВ байна. Дараа нь фотоныг шингээдэг чөлөөт электрон нь 10 эВ энергид хүрдэг бөгөөд энэ нь иончлох, орчны атомуудтай мөргөлдөх явцад шинэ электрон үүсэхэд хангалттай юм. Урсгал нь удаан хугацаанд шатаж, нүдийг сохолсон цагаан гэрлээр гэрэлтдэг тул хар нүдний шилгүйгээр үүнийг харах боломжгүй юм. Ер бусын өндөр температур - оптик цэнэгийн өвөрмөц шинж чанарыг илэрхийлдэг агуу боломжуудгэрлийн эх үүсвэр болгон ашиглах. Лазерын гэрлийг ашиглан плазмын утас үүсгэх чадвар нь зайнаас эрчим хүч дамжуулах боломжийг нээж өгдөг. Плазм дахь цэнэглэгч нь хийн иончлолын үр дүнд үүссэн электрон ба ионууд юм. Сийвэнгийн нэгж эзэлхүүн дэх ионжсон атомын тоог тэдгээрийн нийт тоонд харьцуулсан харьцааг плазмын иончлолын зэрэг (a) гэнэ. А-ийн утгаас хамааран сул ионжсон (a - нэг хувийн фракц), хэсэгчлэн ионжсон (а - хэдэн хувь) хүртэл бүрэн ионжсон (a нь 100% орчим) сийвэнгийн тухай ярьдаг. Дундаж кинетик энерги янз бүрийн төрөлПлазмыг бүрдүүлдэг хэсгүүд нь өөр байж болно. Тиймээс, in ерөнхий тохиолдолплазм нь нэг температурын утгаараа бус хэд хэдэн шинж чанартай байдаг - электрон температур Те, ионы температур Ti, төвийг сахисан атомуудын Ta температурын хооронд ялгаа бий. Ti ионы температуртай плазм< 105 К называют низкотемпературной, а с Тi >106 К - өндөр температур. Өндөр температурт плазм бол хяналттай термоядролын нэгдлийн (CTF) судалгааны гол объект юм. Бага температурт плазмыг ашигладаг хий ялгаруулах эх үүсвэрүүдгэрэл, хийн лазер, MHD генератор гэх мэт Плазмыг гэрэлтүүлгийн технологид хамгийн өргөн ашигладаг - гудамж талбайг гэрэлтүүлдэг хий ялгаруулдаг чийдэн, гэр дотор ашигладаг флюресцент чийдэн. Үүнээс гадна олон төрлийн хий ялгаруулах төхөөрөмжид: цахилгаан гүйдэл шулуутгагч, хүчдэл тогтворжуулагч, плазм өсгөгч ба богино долгионы генератор, тоолуур сансрын хэсгүүд. Бүх хийн лазер гэж нэрлэгддэг (гели-неон, криптон, нүүрстөрөгчийн давхар исэл гэх мэт) нь үнэндээ плазм юм. хийн хольцуудтэдгээр нь цахилгаан цэнэгийн улмаас ионждог. Метал дахь дамжуулагч электронууд нь плазмын шинж чанартай байдаг (болор торонд хатуу бэхлэгдсэн ионууд, тэдгээрийн цэнэгийг саармагжуулдаг), хосолсон шинж чанартай байдаг. чөлөөт электронуудболон хагас дамжуулагч дахь хөдөлгөөнт "нүх" (сул орон тоо). Тиймээс ийм системийг плазм гэж нэрлэдэг хатуу бодисХийн плазмыг ихэвчлэн бага температурт - 100 мянган градус хүртэл, өндөр температурт - 100 сая градус хүртэл хуваадаг. Цахилгаан нумыг ашигладаг бага температурт плазмын генераторууд - плазматронууд байдаг. Плазмын бамбарыг ашигласнаар та бараг ямар ч хийг секундын зуу, мянганы нэгээр 7000-10000 градус хүртэл халааж чадна. Плазмын бамбар бий болсноор босчээ шинэ газаршинжлэх ухаан - плазмын хими: олон химийн урвалууд хурдасдаг эсвэл зөвхөн плазмын тийрэлтэт онгоцонд тохиолддог. Плазматроныг уул уурхайн үйлдвэрлэл, металл огтлоход ашигладаг. Мөн плазмын хөдөлгүүр, соронзон гидродинамик цахилгаан станцууд бий болсон. Хөгжүүлж байна янз бүрийн схемүүдцэнэглэгдсэн хэсгүүдийн плазмын хурдатгал. Плазмын физикийн гол асуудал бол хяналттай байх асуудал юм термоядролын нэгдэл. Термоядролын урвал гэдэг нь маш өндөр температурт (» 108 К ба түүнээс дээш) тохиолддог хөнгөн элементийн цөмөөс хүнд цөмийн нийлэгжилт юм (ялангуяа устөрөгчийн изотопууд - дейтерий D ба тритий T). устөрөгчийн цөмүүд бие биетэйгээ нийлж гелий цөмийг үүсгэдэг. мэдэгдэхүйц хэмжэээрчим хүч. Устөрөгчийн бөмбөгөнд хиймэл термоядролыг нэгтгэх урвал явагдсан.

Нуман цэнэгийг (цаашид DR гэх) бие даасан болон бие даасан байдлаар хийж болно. Бие даасан d.b. гүйдлийн нягтыг (1÷100 А/см 2) нэмэгдүүлэх замаар гэрэлтэх цэнэгээс авч болно (1÷100 А/см 2) Нуман цэнэг нь катодоос электрон ялгарах процессуудад гэрэлтэх цэнэгээс ялгаатай. Ялгарлын үндсэн төрлүүд нь дулааны болон автомат электрон ялгаралт юм. Др. катодын ойролцоо потенциалын уналт нь хэдэн арван вольт бөгөөд хийн атомын иончлолын потенциалтай ойролцоо байна. 2 шалгуураар ангилдаг.

1) Ялгарлын зонхилох төрлөөр - ялгаралтын гол төрөл нь термион юм. "халуун катодтой нум", хээрийн электронтой бол "хүйтэн катодтой нум".

2) Нумын ялгадас шатаж буй орчны төрлөөр: а) хий эсвэл хийн холимог дахь нум - б) катод эсвэл анодын материалын уур дахь нум -

Нумын гол элемент нь катодын толбо бөгөөд энэ нь эрчимтэй ялгаруулалтыг өгдөг, гэрэлтэх чадвар өндөртэй, катодын цэгийн хурц хил нь гэрлийн эрчмээс хамаарч тодорхойлогддог нуман сойз гэж нэрлэгддэг катодын цэг рүү .

Орон зай дахь эерэг баганын байрлалыг тогтворжуулахын тулд 3 үндсэн аргыг ашигладаг.

1) ханаар тогтворжуулах; нуман флюресцент чийдэнд ашигладаг (DRL, DN)

2) баганыг хий эсвэл шингэний урсгалаар тогтворжуулах

3) электродоор тогтворжуулах. Богино нумыг ашиглан гүйцэтгэнэ өндөр хүч чадалтемпературтай гүйдэл. эерэг баганад плазм нь ойролцоогоор 10 4 K. Ийм нумыг DRSh, DKSSh, DKSL чийдэнд ашигладаг.

Параметрүүд d.r. эерэг багана дахь хийн даралтаар ихээхэн тодорхойлогддог - нам даралтын нуман - дунд даралтын нуман - өндөр даралтын нуман

Бага даралтын нумууд: 1-ээс 10 мм-ийн даралтын хүрээ. rt. Урлаг. , катод дахь одоогийн нягтрал 10 8 А / см 2 хүрч болно, электрон ялгаруулах механизм хараахан ижил төстэй тайлбар байхгүй байна. Онцлог шинж чанардаралт 10 мм-ээс дээш өсөх үед . rt. Урлаг. баганын хөндлөн огтлолын талбайн огцом бууралтад хүргэдэг. Энэ нөлөөг агшилт гэж нэрлэдэг. Бага даралтын нумын баганын "+" плазм нь изотерм бус плазм бөгөөд электроны температур нь атом ба ионы температураас 1-2 дахин их байдаг. "+" багана үүсэх үед ханан дээр хоёр туйлт тархалтаас болж цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн алдагдал буурч, ханан дээр зарцуулсан цэнэгийн энергийн эзлэх хувь буурдаг. Даралт нэмэгдэхийн хэрээр нам даралтын нум нь өндөр даралтын нум болж хувирах ба "+" баганын үндсэн процессууд өөрчлөгддөг. Бага даралтын бүсэд "+" баганын үндсэн процессууд нь гэрэлтэх ялгарлын процесстой чанарын хувьд төстэй байдаг.

Нам даралтын бүсэд шат дамжлага процесс байхгүй. Даралт нэмэгдэхийн хэрээр шат дамжлагын үйл явцын үр ашиг нэмэгдэж, мөргөлдөөний давтамж нэмэгддэг. Атом нь амьдралынхаа туршид нэмэлт мөргөлдөөнийг мэдэрдэг => өдөөгдсөн төлөвүүдийн м/y хоорондын шилжилттэй харгалзах шугамын эрч хүч нэмэгддэг. Урт долгионы бүсэд цацрагийн фракц нэмэгдэх болно, учир нь ашиглалтын хугацаа их, 2-р төрлийн уян хатан бус нөлөөллийн үр ашиг нэмэгддэг => электронуудын температур дундаж өсөлтөөр хүнд хэсгүүдийн температурт ойртож эхэлдэг.

Хийн даралт, электродын тохиргоо, гадаад хэлхээний параметрүүдээс хамааран бие даасан цэнэгийн дөрвөн төрөл байдаг.

• гялалзсан ялгадас;
• оч ялгаруулах;
• нумын ялгадас;
• титэм ялгадас.

1. Гялалзсан ялгадас бага даралтын үед үүсдэг. Төгсгөлд нь гагнасан хавтгай металл электрод бүхий шилэн хоолойд үүнийг ажиглаж болно (Зураг 8.5). Катодын ойролцоо нимгэн гэрэлтэгч давхарга байдаг катодын гэрэлтэгч хальс 2.

Катод ба хальсны хооронд байдаг Астоны харанхуй орон зай 1. Гэрэлтдэг хальсны баруун талд сул гэрэлтдэг давхарга гэж нэрлэгддэг катодын харанхуй орон зай 3. Энэ давхарга нь гэрэлтдэг хэсэг рүү ордог бөгөөд үүнийг нэрлэдэг асгарсан гэрэл 4, шатаж буй орон зай нь харанхуй цоорхойгоор хүрээлэгдсэн байдаг - Фарадей харанхуй орон зай 5. Дээрх бүх давхаргууд үүсдэг катодын хэсэггялалзсан ялгадас. Хоолойн үлдсэн хэсэг нь гялалзсан хийгээр дүүрдэг. Энэ хэсгийг нэрлэдэг эерэг багана 6.

Даралт буурах тусам ялгадасын катодын хэсэг болон Фарадей харанхуй орон зай нэмэгдэж, эерэг багана богиносдог.

Хэмжилтийн үр дүнд бараг бүх боломжит дусал урсацын эхний гурван хэсэгт (Астоны харанхуй орон зай, катодын гэрэлтдэг хальс, катодын харанхуй толбо) тохиолддог болохыг харуулсан. Хоолойд хэрэглэсэн хүчдэлийн энэ хэсгийг гэж нэрлэдэг катодын потенциал буурах.

Галт гэрэлтэх хэсэгт потенциал өөрчлөгдөхгүй - энд талбайн хүч тэг байна. Эцэст нь Фарадейгийн харанхуй орон зай ба эерэг баганад потенциал аажмаар нэмэгддэг.

Энэ нь боломжит хуваарилалт улмаас катодын харанхуй орон зайд эерэг орон зайн цэнэг үүсэхээс үүдэлтэй төвлөрөл нэмэгдсэнэерэг ионууд.

Катодын потенциалын уналтаар түргэссэн эерэг ионууд катодыг бөмбөгдөж, түүнээс электронуудыг гаргана. Астоны харанхуй орон зайд катодын харанхуй орон зайд мөргөлдөхгүйгээр нисч буй эдгээр электронууд нь өндөр энергитэй байдаг бөгөөд үүний үр дүнд молекулуудыг өдөөхөөс илүүтэйгээр ионжуулдаг. Тэдгээр. Хийн гэрлийн эрч хүч буурах боловч олон электрон, эерэг ионууд үүсдэг.

Үүссэн ионууд нь эхлээд маш бага хурдтай байдаг тул катодын харанхуй орон зайд эерэг орон зайн цэнэг үүсдэг бөгөөд энэ нь хоолойн дагуу потенциалын дахин хуваарилалт, катодын потенциалын уналтад хүргэдэг.

Катодын харанхуй орон зайд үүссэн электронууд нь шатаж буй гэрэлтэх бүсэд нэвтэрдэг бөгөөд энэ нь электрон ба эерэг ионуудын өндөр концентраци, тэгтэй ойролцоо туйлын зайны цэнэг (плазм) -аар тодорхойлогддог. Тиймээс энд талбайн хүч маш бага байна.

2. Оч ялгарах ихэвчлэн атмосферийн даралтын дарааллаар даралтаар хийд тохиолддог. Энэ нь тасалдсан хэлбэрээр тодорхойлогддог. Гаднах төрхөөрөө оч ялгадас нь ялгарах цоорхойг шууд нэвтлэн, хурдан унтарч, бие биенээ байнга сольж байдаг тод зигзаг салаалсан нимгэн судал юм (Зураг 8.6). Эдгээр туузыг нэрлэдэг оч сувгууд.

Тхий = 10,000 К ~ 40 см I= 100 кА т= 10-4 сек л~ 10 км

Цутгах цоорхойг оч сувгаар "эвдэрсэн" дараа түүний эсэргүүцэл бага болж, өндөр гүйдлийн богино хугацааны импульс сувгаар дамждаг бөгөөд энэ үед цэнэгийн цоорхойд зөвхөн бага хүчдэл унадаг. Хэрэв эх үүсвэрийн хүч тийм ч өндөр биш бол энэ гүйдлийн импульсийн дараа цэнэг зогсох болно.

Электродуудын хоорондох хүчдэл өмнөх утга хүртэл нэмэгдэж эхэлдэг бөгөөд хийн задрал нь шинэ оч суваг үүсэх замаар давтагдана. Байгалийн хувьдбайгалийн нөхцөл



3. оч урсах нь аянга хэлбэрээр ажиглагдаж байна. Зураг 8.7-д оч ялгаралтын жишээг үзүүлэв - аянга, үргэлжлэх хугацаа 0.2 ÷ 0.3 гүйдлийн хүч нь 10 4 - 10 5 А, урт нь 20 км (Зураг 8.7). . Нуман урсац Хэрэв хүчирхэг эх үүсвэрээс оч гарсны дараа электродуудын хоорондох зай аажмаар багасвал завсарлагааны цэнэг тасралтгүй болж,шинэ хэлбэр хийн ялгадас, гэж нэрлэдэгнумын ялгадас

(Зураг 8.8).
~ 10 3 А

Цагаан будаа. 8.8

4. Корона ялгадас Энэ тохиолдолд гүйдэл огцом нэмэгдэж, хэдэн арван, хэдэн зуун амперт хүрч, цэнэгийн зөрүү дэх хүчдэл хэдэн арван вольт хүртэл буурдаг. V.F-ийн хэлснээр. Литкевич (1872 - 1951), нумын ялгадас нь катодын гадаргуугаас термионы ялгаралтаас болж хадгалагддаг. Практикт энэ нь гагнуур, хүчирхэг нуман зуух гэсэн үг юм.

(Зураг 8.9).харьцангуй өндөр хийн даралтын үед (агаар мандлын дарааллаар) хүчтэй жигд бус цахилгаан талбайд үүсдэг. Ийм талбарыг хоёр электродын хооронд авч болно, тэдгээрийн аль нэгнийх нь гадаргуу нь том муруйлттай (нимгэн утас, үзүүр).

Хоёрдахь электрод байх шаардлагагүй, гэхдээ түүний үүргийг ойролцоох, хүрээлэн буй газардуулсан металл объектууд гүйцэтгэж болно. Их хэмжээний муруйлттай электродын ойролцоох цахилгаан орон нь ойролцоогоор 3∙10 6 В/м хүрэх үед түүний эргэн тойронд бүрхүүл эсвэл титэм мэт гялалзах гэрэл гарч ирдэг бөгөөд энэ нь цэнэгийн нэрнээс гаралтай.

1. Нуман үүсэх. .

.

нумын ялгадас

4. Нумын урсацын салангид хэсгүүдийн температур ба цацраг.

трик нум.

III. Нуман цэнэгийн хэрэглээ.

1. Цахилгаан боловсруулалтын орчин үеийн аргууд.

2. Цахилгаан нуман гагнуур.

3. Плазмын технологи.

4. Плазмын гагнуур.
IV. Дүгнэлт.

Цахилгаан (эсвэл вольт) нум хэлбэрийн нуман разрядыг анх 1802 онд Оросын эрдэмтэн, Санкт-Петербург дахь Цэргийн эмнэлгийн мэс заслын академийн физикийн профессор, дараа нь Санкт-Петербургийн академич нээсэн. Шинжлэх ухааны академи Василий Владимирович Петров. Петров өөрийн хэвлүүлсэн номнуудын нэгэнд цахилгаан нумын талаарх анхны ажиглалтаа дараах үгсээр дүрсэлсэн байдаг.

“Хэрэв хоёр, гурван нүүрсийг шилэн хавтан дээр эсвэл шилэн хөлтэй вандан сандал дээр байрлуулсан бол ... мөн асар том аккумуляторын хоёр туйлтай холбосон металл тусгаарлагдсан чиглүүлэгчийг бие биенээсээ нэг хүртэлх зайд ойртуулдаг. Гурван зураас, дараа нь тэдгээрийн хооронд маш тод цагаан гэрэл эсвэл дөл гарч ирэх бөгөөд үүнээс эдгээр нүүрс илүү хурдан эсвэл удаан дүрэлзэж, харанхуй амар амгаланг маш тод гэрэлтүүлж болно ..."

Цахилгаан нуманд хүрэх зам нь эрт дээр үеэс эхэлсэн. МЭӨ 6-р зуунд амьдарч байсан Грекийн Милетийн Фалес ч гэсэн хув нь өд, сүрэл, үрж байхдаа үс гэх мэт хөнгөн эд зүйлсийг өөртөө татах, бүр гялалзах шинж чанарыг мэддэг байжээ. XVII зууныг хүртэл энэ нь практик хэрэглээгүй биеийг цахилгаанжуулах цорын ганц арга зам байв. Эрдэмтэд энэ үзэгдлийн тайлбарыг хайж байв.

Английн физикч Уильям Гилберт (1544-1603) хув шиг бусад биетүүд (жишээлбэл, чулуун болор, шил) үрэлтийн дараа гэрлийн биетүүдийг татах шинж чанартай болохыг тогтоожээ. Тэрээр эдгээр шинж чанаруудыг цахилгаан гэж нэрлэж, энэ нэр томъёог анх удаа хэрэглэсэн (Грек хэлээр хув нь электрон юм).

Магдебургийн бургомистер Отто фон Герике (1602-1686) анхны цахилгаан машинуудын нэгийг зохион бүтээжээ. Энэ бол тэнхлэгт суурилуулсан хүхрийн бөмбөг байсан цахилгаан статик машин байв. Нэг туйл нь ... зохион бүтээгч өөрөө байв. Бариулыг эргүүлэхэд ханасан бургомастерын алган дээрээс хөхөвтөр өнгийн очууд үл ялиг шажигнах чимээ гарав. Хожим нь Гуерикийн машиныг бусад зохион бүтээгчид сайжруулсан. Хүхрийн бөмбөгийг шилэн бөмбөлөгөөр сольсон бөгөөд судлаачийн алганы оронд арьсан дэвсгэрийг шонгийн нэг болгон ашигласан.

18-р зуунд Лейдений ваартай конденсаторыг бүтээсэн нь цахилгаан эрчим хүчийг хадгалах боломжийг олгосон нь маш чухал ач холбогдолтой байв. Энэ нь усаар дүүргэсэн, тугалган цаасаар ороосон шилэн сав байв. Тагийг нь дамжуулсан төмөр саваа усанд дүрэв.

Америкийн эрдэмтэн Бенжамин Франклин (1706-1790) ус нь цахилгаан цэнэгийг цуглуулахад ямар ч үүрэг гүйцэтгэдэггүй гэдгийг нотолсон.

Электростатик машинууд нэлээд өргөн тархсан, гэхдээ зөвхөн хөгжилтэй gizmos юм. Гэсэн хэдий ч өвчтөнүүдийг цахилгаанаар эмчлэх оролдлого байсан боловч ийм эмчилгээний физик эмчилгээний үр нөлөөг хэлэхэд хэцүү байдаг.

Францын физикч Чарльз Кулон (1736-1806) цахилгаан статикийг үндэслэгч 1785 онд цахилгаан цэнэгүүдийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь тэдгээрийн хэмжээтэй пропорциональ, тэдгээрийн хоорондын зайны квадраттай урвуу хамааралтай болохыг тогтоожээ.

18-р зууны дөчөөд онд Бенжамин Франклин зөвхөн нэг төрлийн цахилгаан байдаг - бодис руу нэвтрэх чадвартай жижиг хэсгүүдээс бүрдэх тусгай цахилгаан бодис байдаг гэсэн онолыг дэвшүүлсэн. Хэрэв биед илүүдэл цахилгаан бодис байвал эерэг цэнэгтэй, дутагдалтай бол бие нь сөрөг цэнэгтэй байдаг. Франклин нэмэх ба хасах тэмдгийг практикт нэвтрүүлж, конденсатор, дамжуулагч, цэнэг гэсэн нэр томъёог нэвтрүүлсэн.

Цахилгааны мөн чанарын тухай анхны онолыг М.В.Ломоносов (1711-1765), Леонхард Эйлер (1707-1783), Франц Апинус (1724-1802) болон бусад эрдэмтэд гаргасан. XVIII зууны эцэс гэхэд хөдөлгөөнгүй цэнэгийн шинж чанар, зан төлөвийг хангалттай судалж, тодорхой хэмжээгээр тайлбарласан. Гэсэн хэдий ч олон тооны цэнэгийг хөдөлгөх төхөөрөмж байхгүй байсан тул цахилгаан гүйдэл хөдөлж буй цэнэгийн талаар юу ч мэддэггүй байв. Цахилгаан статик машинаас хүлээн авсан гүйдэл нь хэмжихэд хэтэрхий бага байсан.

1 . Хэрэв та гэрэлтүүлгийн цэнэгийн гүйдлийг нэмэгдүүлж, гадаад эсэргүүцлийг бууруулбал өндөр гүйдлийн үед хоолойн терминал дээрх хүчдэл буурч эхэлдэг бөгөөд цэнэг нь хурдан хөгжиж, нум болж хувирдаг. Ихэнх тохиолдолд шилжилт нь гэнэт тохиолддог бөгөөд бараг ихэвчлэн богино холболт үүсгэдэг. Гаднах хэлхээний эсэргүүцлийг сонгосноор цэнэгийн шилжилтийн хэлбэрийг тогтворжуулж, тодорхой даралтын үед гэрэлтэх цэнэгийн тасралтгүй шилжилтийг нуман хэлбэрээр ажиглах боломжтой. Хоолойн электродуудын хоорондох хүчдэлийн уналттай зэрэгцэн катодын температур нэмэгдэж, катодын уналт аажмаар буурч байна.

Электродуудыг хооронд нь хөдөлгөх замаар нумыг асаах ердийн аргыг ашиглах нь нум нь харьцангуй бага хүчдэлд хэдэн арван вольтын үед шатдагтай холбоотой бөгөөд харин гэрэлтэх цэнэгийг асаахын тулд хэдэн арван киловольтын хүчдэл шаардлагатай байдагтай холбоотой юм. атмосферийн даралт дээр. Электродуудыг салгах үед гал асаах үйл явц нь хэлхээ тасрах үед тэдгээрийн хооронд муу холбоо үүссэний улмаас электродуудын орон нутгийн халаалтаар тайлбарлагддаг.

Хэлхээ тасрах үед нум үүсгэх асуудал нь зөвхөн "ашигтай" нумыг олж авах үүднээс төдийгүй "хортой" нумуудтай тэмцэх үүднээс, жишээлбэл, үүсэлтэй тул техникийн хувьд чухал ач холбогдолтой юм. унтраалга нээгдэх үед үүссэн нум. Хэлхээний өөрийн индукц L, эсэргүүцэл W, ع нь e.m.f. гүйдлийн эх үүсвэр, U(I) нь нумын гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанарын функц юм. Дараа нь бид байх ёстой: ع= L dI/dt+WI+U(I) (1) or

LdI/dt=(ع-WI)-U(I)=∆ (2).

Ялгаа (ع - WI) нь шууд эсэргүүцлийн AB ординатаас өөр зүйл биш (Зураг 1), мөн U(I) нь өгөгдсөн I-ийн нумын шинж чанарын ординат юм. Тэгэхээр dI/dt нь сөрөг, өөрөөр хэлбэл. Цаг хугацаа өнгөрөхөд I гүйдэл буурч, шилжүүлэгчийн электродуудын хооронд байнгын нум үүсэхгүй байхын тулд үүнийг хийх шаардлагатай байна.

Зураг 1. Эсэргүүцлийн шугамын харьцангуй байрлал ба тогтвортой нумын гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанарын муруй: a) хэлхээ тасрах үед нум үүсэх боломжгүй үед; b) P ба Q цэгүүдэд тохирох одоогийн мужид завсарлагааны үед нум үүсэх үед.

∆ ع-WI болсон.

Үүнийг хийхийн тулд бүх цэгүүдтэй шинж чанар нь эсэргүүцлийн шугамаас дээш байх ёстой (Зураг 1, а). Энэхүү энгийн дүгнэлт нь хэлхээний багтаамжийг харгалздаггүй бөгөөд зөвхөн шууд гүйдэлд хамаарна.

Тогтвортой нумын гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанарын муруйтай эсэргүүцлийн шугамын огтлолцох цэг нь хэлхээ тасрах үед нум үүсч болох шууд гүйдлийн хүч чадлын хамгийн доод хязгаарт тохирно (Зураг 1, б). Шилжүүлэгч нь хувьсах гүйдлийн нумыг онгойлгож байгаа тохиолдолд хүчдэл тэг рүү шилжих бүрт унтардаг бол онгойлгох үед цэнэгийн цоорхойд байгаа нөхцөл байдал нь дараа нь хүчдэл нэмэгдэхэд нум дахин асахыг зөвшөөрөхгүй байх нь чухал юм. одоогийн эх сурвалжаас. Энэ нь хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр гадагшлуулах зайг хангалттай ионгүйжүүлсэн байхыг шаарддаг. Хүчтэй хувьсах гүйдлийн унтраалгад хоёр туйлт тархалтаас болж цэнэглэгдсэн хийн хэсгүүдийг сорох тусгай электродуудыг нэвтрүүлэх, түүнчлэн механик үлээлгэх эсвэл соронзон орон руу ялгаруулах замаар сайжруулсан деионжуулалтыг хиймлээр хийдэг. Өндөр хүчдэлийн үед газрын тосны унтраалга ашигладаг.

2 . Шингэн мөнгөн усны гадаргуу дээрх нүүрстөрөгчийн катод дээр тогтсон катодын толбо тасралтгүй хурдацтай хөдөлдөг. Шингэн мөнгөн усны гадаргуу дээрх катодын цэгийн байрлалыг мөнгөн усанд дүрж, түүнээс бага зэрэг цухуйсан металл зүү ашиглан тогтоож болно.

Анод ба катодын хоорондох зай багатай тохиолдолд анодын дулааны цацраг нь катодын толбоны шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг. Анодын нүүрстөрөгчийн катодоос хангалттай хол зайд катодын толбоны хэмжээ нь тодорхой хязгаарлагдмал утгатай байх хандлагатай байдаг бөгөөд агаар дахь нүүрстөрөгчийн электрод дээрх катодын толбо нь одоогийн хүч чадалтай пропорциональ бөгөөд Агаар мандлын даралт 470 А/см² мөнгөн усны нумын хувьд вакуумд 4000 а/см² олдсон.

Даралт буурах тусам тогтмол гүйдлийн үед нүүрстөрөгчийн катод дээрх катодын цэгийн эзлэх талбай нэмэгддэг.

Катодын толбоны харагдахуйц хилийн хурц тод байдал нь цэгийн төвөөс хол зайд температур харьцангуй удаан буурах нь гэрлийн цацраг ба термионы ялгаруулалтын аль алиных нь хурдацтай бууралттай тохирч байгаатай холбон тайлбарлаж байна. цэгийн оптик" ба "цахилгаан" хил хязгаар.

Агаарт нум шатаах үед нүүрстөрөгчийн катод хурц болж, нүүрстөрөгчийн анод дээр, хэрэв ялгадас нь анодын урд хэсгийг бүхэлд нь хамрахгүй бол дугуй хотгор үүсдэг. эерэг нуман тогоо.

Катодын толбо үүсэхийг дараах байдлаар тайлбарлав. Катодын ойролцоох нимгэн давхаргад сансрын цэнэгийн хуваарилалт нь ялгадас нь түүнийг хадгалахын тулд гадагшлуулах сувгийн хөндлөн огтлол бага байх тусам боломжит зөрүү бага байх болно. Тиймээс катод дахь ялгадас нь агших ёстой.

Катодын цэгтэй шууд зэргэлдээх нь сөрөг катодын сойз буюу сөрөг дөл гэж нэрлэгддэг ялгадасын хэсэг юм. Бага даралттай нуман дахь катодын сойзны уртыг катодын потенциал буурах бүсэд хурдаа хүлээн авсны дараа анхдагч хурдан электронууд нисэх зайгаар тодорхойлогддог.

Сөрөг сойз ба эерэг баганын хооронд гэрэлтдэг ялгадастай Фарадей харанхуй орон зайтай төстэй хэсэг байдаг. Агаар дахь Петровын нуман дээр сөрөг сойзноос гадна эерэг дөл, олон тооны гэрэлт цагиргууд байдаг. Спектрийн шинжилгээ нь эдгээр галын дөл болон гэрэлт цагирагт хэд хэдэн химийн нэгдлүүд (цианин ба азотын исэл) байгааг харуулж байна.

Электродуудын хэвтээ байрлалтай, хийн өндөр даралттай үед нуман гүйдлийн эерэг багана нь халсан хийн конвекцийн гүйдлийн нөлөөн дор дээшээ нугалав. Нуман ялгадас гэдэг нэр эндээс гаралтай.

3 . Петровын нуман дахь өндөр температур, өндөр даралт нь боломжит тархалтыг хэмжих датчик аргыг ашиглах боломжгүй болгодог.

Нуман электродуудын хоорондох боломжит уналт нь катодын уналт ба Uk, анод уналт Ua ба эерэг баганын уналтаас бүрдэнэ. Эерэг багана арилах хүртэл анод ба катодыг ойртуулж, бага даралтын үед нуман үүссэн тохиолдолд потенциалыг тодорхойлох боломжтой датчик шинж чанарын аргыг ашиглан нумын баганын хоёр цэгийн утгыг эндээс уртааш потенциалын градиентыг тооцоод дараа нь анод ба катодын потенциалын уналтыг хоёуланг нь тооцоолно.

Агаар мандлын даралт дахь нуман цэнэгийн үед катод ба анодын уналтын нийлбэр нь ялгадас үүсэх хий эсвэл уурын иончлох чадвартай ойролцоогоор ижил утгатай болохыг тогтоосон.

Петровын нумыг нүүрстөрөгчийн электродтой ашиглах техникт эмпирик Айртоны томъёог ихэвчлэн ашигладаг.

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

Энд U нь электродуудын хоорондох хүчдэл, I нь нуман дахь гүйдлийн хүч, l нь нумын урт, a, b, c, d дөрвөн тогтмол байна. Онцлог томьёо (3) нь агаар дахь нүүрстөрөгчийн электродуудын хоорондох нумын хувьд тогтоогдсон. l гэж бид катод ба эерэг тогоонуудын ирмэгээр татсан хавтгай хоорондын зайг хэлнэ.

(4) томъёог хэлбэрээр дахин бичье

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

(4)

(4)-д l хүчин зүйлийг агуулсан нэр томъёо нь эерэг баганын боломжит уналттай тохирч байна; эхний хоёр гишүүн катод ба анод уналтын Uк+Uа нийлбэрийг илэрхийлнэ.

(3) дахь тогтмол үзүүлэлтүүд нь агаарын даралт, электродын хөргөлтийн нөхцөл, улмаар нүүрсний хэмжээ, хэлбэрээс хамаарна.

Металл уураар (жишээлбэл, мөнгөн ус) дүүргэсэн нүүлгэн шилжүүлсэн саванд нуман гадагшлах тохиолдолд уурын даралт нь савны хамгийн хүйтэн хэсгүүдийн температураас хамаардаг тул шинж чанарын явц нь хөргөлтийн нөхцлөөс ихээхэн хамаардаг. бүхэлд нь хоолой.

Нуман цэнэгийн динамик шинж чанар нь статик шинж чанараас эрс ялгаатай. Динамик шинж чанарын төрөл нь нумын горимын өөрчлөлтийн хурдаас хамаарна. Практикт нумын хамгийн сонирхолтой шинж чанар нь хувьсах гүйдлээр тэжээгддэг. Гүйдэл ба хүчдэлийн нэгэн зэрэг осциллограф нь 2-р зурагт үзүүлсэн зургийг өгнө. Эдгээр муруйгаас бүх хугацаанд зурсан нумын шинж чанар нь байна

3-р зурагт үзүүлэв. Тасархай шугам нь цэнэггүй үед хүчдэлийн өсөлтийг харуулж байна.

Зураг 4.

Динамик шинж чанарууд

нумын цэнэгийн тэмдэг асаалттай байна

бага давтамжийн хувьсах гүйдэл.

байна. 3. Хувьсах гүйдэл дээрх нумын цэнэгийн гүйдэл ба хүчдэлийн осциллограмм

бага давтамжтай. A, B, C цэгүүд гэх мэт.

Нуман дахь гүйдлийн бууралтаар түүний электродуудын хоорондох хүчдэл нь гадаад эсэргүүцэлээс хамаарч дахин нэмэгдэж болох боловч 4-р зурагт МЭӨ-ийн шинж чанарын нэг хэсэг нь хэвтээ эсвэл эсрэг талын налуутай байж болно. С цэг дээр нум унтарна.

С цэгийн дараа электродуудын хоорондох хүчдэл буурахын зэрэгцээ өөрөө тогтворгүй цэнэгийн гүйдэл тэг болж буурдаг.

П
хүчдэл дамжин өнгөрсний дараа

тэг, катодын үүргийг өмнөх анод гүйцэтгэж эхэлдэг бөгөөд зураг нь гүйдэл ба хүчдэлийн эсрэг шинж тэмдгээр давтагдана.

Зураг 5.

Динамик шинж чанарын төрөл нь нумын горимыг тодорхойлдог бүх нөхцөл байдалд нөлөөлдөг: электродуудын хоорондох зай, гадаад эсэргүүцлийн хэмжээ, гадаад хэлхээний өөрөө индукц ба багтаамж, нумыг тэжээх хувьсах гүйдлийн давтамж. , гэх мэт. Хэрэв нумыг тэжээж буй шууд гүйдлийн хүчдэлээс бага далайцтай хувьсах хүчдэлийг шууд гүйдлээр тэжээгддэг нумын электродуудад хэрэглэвэл энэ шинж чанар нь статик шинж чанарыг хамарсан хаалттай гогцоо хэлбэртэй болно.Нар хоёр талдаа. Хувьсах гүйдлийн давтамж нэмэгдэхийн хэрээр энэ гогцооны тэнхлэг эргэлдэж, гогцоо өөрөө хавтгайрч, эцэст нь шулуун шугамын сегмент хэлбэрийг авах хандлагатай байдаг.О.А

, координатын гарал үүслээр дамжин өнгөрөх (Зураг 5). Маш бага давтамжтайгаар динамик шинж чанарын гогцоо нь VS-ийн статик шинж чанарын сегмент болж хувирдаг, учир нь цэнэгийн бүх дотоод параметрүүд, ялангуяа ион ба электронуудын концентраци тус бүрдээ утгыг авч чаддаг. Өгөгдсөн U ба I-ийн суурин цэнэгтэй харгалзах шинж чанарын цэг. Эсрэгээр нь маш хурдан өөрчлөгдөхөд цэнэгийн параметрүүд огт өөрчлөгдөх цаг байхгүй тул би пропорциональ болж хувирдаг бөгөөд энэ нь координатын гарал үүслээр дамждаг шулуун шугам OA Иймээс хувьсах гүйдлийн давтамж нэмэгдэхийн хэрээр шинж чанарын гогцоо (Зураг 5) нь түүний бүх өсөлтийн цэгүүдэд болдог.

Нуман дахь хийн бүрэн иончлох боломжтой тул

гадагшлуулах нь бага хийн даралттай үед нуман хагарах асуудал байна

мөн маш хүчтэй урсгал. Электрофорез, ионуудыг хананд сорох зэргээс шалтгаалан хийн нягтрал мэдэгдэхүйц буурч байгаа нь нумын эвдрэлийн үзэгдэлд, ялангуяа гадагшлуулах цоорхой ихээхэн нарийссан газруудад ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Практикт энэ нь маш өндөр гүйдлийн хувьд мөнгөн усны шулуутгагчийг барихад хэт их агшилтаас зайлсхийх хэрэгцээг бий болгодог.

Энэ тохиолдолд мөн Омын хуулийг хэрэглэхийг оролдсон. Бодит байдалд нийцсэн Ом хуулийн дагуу тооцооллын үр дүнг гаргахын тулд нумын урвуу цахилгаан хөдөлгөгч хүчний тухай ойлголтыг нэвтрүүлэх шаардлагатай болсон. Гальваник эсүүд дэх үзэгдлүүдтэй зүйрлэвэл энэ emf-ийн хүлээгдэж буй дүр төрх. нуман туйлшрал гэж нэрлэдэг. Урвуу emf-ийн тухай асуулт. Нуманууд нь Оросын эрдэмтэн Д.А.Лачинов, В.Ф.Миткевич нарын бүтээлүүдэд зориулагдсан болно. Хийн дэх цахилгаан цэнэгийн талаархи санаа бодлыг цаашид хөгжүүлэх нь асуултын ийм томъёолол нь зөвхөн албан ёсны бөгөөд нумын уналтын шинж чанарын санаагаар амжилттай сольж болохыг харуулж байна. Энэ үзэл бодлын үнэн зөв нь урвуу emf-ийг туршилтаар шууд илрүүлэх бүх оролдлого бүтэлгүйтсэнээр нотлогддог. цахилгаан нум.

4 . Нүүрстөрөгчийн электродын хооронд агаарт нум үүссэн тохиолдолд

Халуун электродуудын цацраг, гол төлөв эерэг тогооноос гарах цацраг зонхилдог.

Анодын цацраг нь хатуу биетийн цацраг шиг байдаг

тасралтгүй спектр. Түүний эрчимийг анодын температураар тодорхойлно. Сүүлийнх нь анодын температур нь одоогийн хүчнээс хамаардаггүй бөгөөд зөвхөн анодын материалын хайлах эсвэл нэрэх температураар тодорхойлогддог тул аливаа материалаар хийгдсэн анод бүхий агаар мандлын агаар дахь нумын шинж чанар юм. Хайлах буюу сублимацийн температур нь хайлах буюу сублимацийн биетийн байрлаж буй даралтаас хамаарна. Тиймээс анодын температур, тиймээс эерэг тогооны цацрагийн эрч хүч нь нуман шатаж буй даралтаас хамаарна. Үүнтэй холбогдуулан даралтын дор нүүрстөрөгчийн нум бүхий сонгодог туршилтууд мэдэгдэж байгаа бөгөөд энэ нь маш өндөр температурт хүргэсэн.

Даралттай эерэг тогооны температурын өөрчлөлтийн тухай

Энэ зураг нь 1 атм-аас даралтын цэгүүдийг агуулна

ба түүнээс дээш нь эерэг тогоонуудын температурыг анодын бодис хайлах эсвэл сублимацийн температураар тодорхойлдог гэсэн таамаглалыг батлах болно, учир нь энэ тохиолдолд ln хооронд шугаман хамаарал байх ёстой. rба 1/Т. Бага даралтын шугаман хамаарлаас хазайх нь 1 атм-аас доош даралттай үед анод дахь дулааны хэмжээ хангалтгүй байдагтай холбон тайлбарладаг.

Цагаан будаа. 6. Даралтын өөрчлөлттэй агаарт дкг цахилгааны нүүрстөрөгчийн анодын температурын өөрчлөлт. Ординатын тэнхлэгийн дагуух масштаб нь логарифм байна.

Петровын нумын катодын цэгийн температур үргэлж хэд хэдэн байдаг

эерэг тогоонуудын температураас хэдэн зуун градус доогуур байна.

Нуман хүйн ​​өндөр температурыг илрүүлэх боломжгүй

термопар эсвэл болометр ашиглан. Одоогоор

Нуман дахь температурыг тодорхойлохын тулд спектрийн спектрийг ашигладаг

Өндөр гүйдлийн хүч чадалд Петровын нуман дахь хийн температур

анодын температураас өндөр байж болох ба 6000° K-д хүрдэг Ийм өндөр хийн температур нь атмосферийн даралтаар нуман гадагшлах бүх тохиолдлын шинж чанар юм. Маш өндөр даралтын үед (арав, хэдэн зуун атмосфер) салангид эерэг нуман баганын төв хэсгүүдийн температур 10,000 ° К хүрдэг. Бага даралттай нуман гадагшлуулах үед эерэг баганын хийн температур нь гялалзсан ялгадасын эерэг баганатай ижил дараалал.

Эерэг нумын тогооны температур нь катодын температураас өндөр байдаг, учир нь анод дээр бүх гүйдэл нь анодыг бөмбөгдөж, халааж буй электронуудаар дамждаг. Электронууд

зөвхөн анодын талбайд худалдаж авсан бүх зүйлийг төдийгүй анод руу хандивлах

кинетик энерги буурахаас гадна ажлын функц ("далд-

электронуудын ууршилтын дулаан"). Эсрэгээр нь катод руу

унаж, ижил гүйдлийн хүчээр анодыг цохиж буй электронуудын тоотой харьцуулахад цөөн тооны эерэг ионуудаар бөмбөгдөж, халаана. Катод дээрх гүйдлийн үлдсэн хэсгийг электронууд гүйцэтгэдэг бөгөөд тэдгээр нь гарах үед электронууд байдаг

термионы нум, дулааныг ажлын функцэд зарцуулдаг

катодын вая энерги.

5 .

Нуман нь уналтын шинж чанартай байдаг тул тасралтгүй хэлбэлзлийн генератор болгон ашиглаж болно. Ийм нуман генераторын диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 7. Үүнд хэлбэлзэл үүсгэх нөхцөл
-тай

гемийг авч үзэхээс дүгнэж болно

тогтвортой байдлын үрэлтийн нөхцөл

улсын цол олгох

гадаад хэлхээний параметрүүд.

Цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг гарга

DC эх үүсвэр, пи-

ялгадас (Зураг 7) нь ع-тэй тэнцүү,

электродуудын хоорондох хүчдэл

хоолой U, хөдөлгөөнгүй гүйдлийн хүч

ع= Энэ горимд гадагшлуулах хоолойгоор урсах урсгал нь I-тэй тэнцүү, хоолойн катод-анодын багтаамж дээр нэмэх нь бүх тэжээлийн утаснуудын багтаамж C, L хэлхээний өөрийн индукц, эх үүсвэрээс гүйдэл дамжуулах эсэргүүцэл, R. Тогтвортой тогтмол гүйдлийн горимд бид дараах зүйлсийг хийх болно.УО(5)

+IR

Энэ суурин горим зөрчигдсөн гэж үзье. Бит цаг хугацааны аль ч агшин дахь гүйдэл тэнцүү байнаБи + би , Хаанаби

-жижиг утгатай, электродуудын хоорондох боломжит зөрүү нь U-тай тэнцүү байна.

Тэмдэглэгээг танилцуулъя , Хаана)i=0 нь бидний анх сонгосон горимд (гүйдлийн I) тохирох ажлын цэг дэх гүйдлийн хүчдлийн шинж чанарт шүргэгч шүргэгчтэй тэнцүү байна. Цаашид хэрхэн өөрчлөгдөхийг харцгаая , Хаана. Хэрэв , Хаананэмэгдэх болно, дараа нь энэ цэнэгийн горим тогтворгүй болно; хэрэв эсрэгээрээ , Хаанатодорхойгүй хугацаагаар буурч, дараа нь цэнэгийн горим тогтвортой байна.

Одоогийн хүчдэлийн шинж чанарыг авч үзье

гадагшлуулах завсар U= е(I+, Хаана) - Хоолойгоор гүйдэл урсдаг

I+, Хаанаболон хүчин чадал ХАМТцэнэглэж байна (эсвэл цэнэглэж байна). Ялгаа

багтаамж дээрх потенциалууд ХАМТЭнэ тохиолдолд тэнцвэртэй байна

зөвхөн гадагшлуулах завсар дахь хүчдэлээр төдийгүй, мөн EMF.

хэлхээний өөрөө индукц. Болъё I+, Хаана2 -эсэргүүцлээр дамжих нийт гүйдэл-

tion R. С багтаамжийг цэнэглэж буй гүйдлийг тэмдэглэе , Хаана1 ; тэр даруй

C-аас U1 хүртэлх багтаамжийн потенциалын зөрүүний бодит утга нуман электродуудын хоорондох боломжит ялгаа байх болно Энэ горимд гадагшлуулах хоолойгоор урсах урсгал нь I-тэй тэнцүү, хоолойн катод-анодын багтаамж дээр нэмэх нь бүх тэжээлийн утаснуудын багтаамж C, L хэлхээний өөрийн индукц, эх үүсвэрээс гүйдэл дамжуулах эсэргүүцэл, R. Тогтвортой тогтмол гүйдлийн горимд бид дараах зүйлсийг хийх болно.0 +iU’.

ع =У1 +(би+би2 )R, (6)

Энэ горимд гадагшлуулах хоолойгоор урсах урсгал нь I-тэй тэнцүү, хоолойн катод-анодын багтаамж дээр нэмэх нь бүх тэжээлийн утаснуудын багтаамж C, L хэлхээний өөрийн индукц, эх үүсвэрээс гүйдэл дамжуулах эсэргүүцэл, R. Тогтвортой тогтмол гүйдлийн горимд бид дараах зүйлсийг хийх болно.1 -У0 =U'i+Ldi/dt, (7)

, Хаана2 =i1 +i. (8)

Хөдөлгөөнгүй горимтой харьцуулахад C багтаамжийн Q нэмэлт төлбөр:

Q=∫i 1 dt=(U 1 -U 0)C.

(9)

Энэ горимд гадагшлуулах хоолойгоор урсах урсгал нь I-тэй тэнцүү, хоолойн катод-анодын багтаамж дээр нэмэх нь бүх тэжээлийн утаснуудын багтаамж C, L хэлхээний өөрийн индукц, эх үүсвэрээс гүйдэл дамжуулах эсэргүүцэл, R. Тогтвортой тогтмол гүйдлийн горимд бид дараах зүйлсийг хийх болно. 1 -У 0 (6)-аас (5)-ыг хасвал бид: 2 =-i (10)

Р

(7), (8) ба (10) илэрхийллүүд нь:U"i+Ldi/dt=-R( 1 ) . (11)

i+i

(7) ба (9) илэрхийлэл нь:∫ , Хаана 1 1/C. (12)

dt=U'i+Ldi/dt

(12)-ыг t-ийн хувьд ялгаж, үр дүнг (11)-д оруулбал бид дараахь зүйлийг олно.І U’i+Ldi/dt=-iR-RCU’di/dt-RLCdІ . (13)

i/dtІ U’i+Ldi/dt=-iR-RCU’di/dt-RLCdІ +(1/г)CR+U’/L ди/дт +=0 (14)

1/LC(U’/R+1)i

Формула (14) нь дифференциал тэгшитгэл, , Хаана.

нэмэлт гүйдэл хамаарах

Мэдэгдэж байгаагаар (14) тэгшитгэлийн бүрэн интеграл нь дараах хэлбэртэй байна.

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

Энд r1 ба r2 нь томъёогоор тодорхойлогддог шинж чанарын тэгшитгэлийн үндэс юм=-1/2(1/г)+ √r. (16)

1/4(1/CR+U’/L)І-1/LC(U’/R+1)

Хэрэв (16) дахь радикал утга тэгээс их бол r1 ба r2

аль аль нь бодит, i экспоненциал хуулийн дагуу периодик байдлаар өөрчлөгддөг ба шийдэл (15) нь гүйдлийн апериод өөрчлөлттэй тохирч байна. Бидний авч үзэж буй хэлхээнд одоогийн хэлбэлзэл үүсэхийн тулд r 1 ба r 2 нь нарийн төвөгтэй хэмжигдэхүүн байх шаардлагатай, өөрөөр хэлбэл.(17)

1/LC(U’/R+1)>1/4(1/CR+U’/L)І

Энэ тохиолдолд (15)-ыг дараах байдлаар илэрхийлж болноi= 1 А д -δt+jωt 2 А +А , (18)

-δt-jωt√-1.

δ=1/2(1/CR+U’/L); i= δ At

δ > 0 бол тэдгээр нь хурдан задарч, тогтмол гүйдлийн цэнэг нь тогтвортой байх болно.

Тиймээс авч үзэж буй хэлхээнд саармаггүй хэлбэлзлийг бий болгохын тулд дараахь зүйлийг хийх шаардлагатай.

(1/CR+U’/L) (19)

P, L, C нь үндсэндээ эерэг хэмжигдэхүүн юм

тэгш бус байдлыг (19) зөвхөн дараах нөхцөлд хангаж болно.

Эндээс бид авч үзэж буй хэлхээн дэх хэлбэлзэл гэж дүгнэж байна

Зөвхөн гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанар буурах үед л үүсч болно

гадагшлах эрсдэл.

ба хоёулаа тэгээс бага байгаа нь цэнэгийн тогтвортой байдлын нөхцөл байдалд хүргэдэг

DC:

(1/CR+U’/L)>0Тэгээд (21)

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

Нөхцөл (21) ба (22) нь ерөнхий нөхцөл юм

Тогтмол хүчдэлээр тэжээгддэг цэнэгийн тогтвортой байдал. -аас

(21) гүйдэл-хүчдэлийн шинж чанар нэмэгдэх тусам

Статистикийн мэдээгээр шүүрэл нь үргэлж тогтвортой байдаг.

Энэ шаардлагыг (22) нөхцөлтэй хослуулснаар бид үүнийг олж мэднэ

уналтын шинж чанартай бол урсац нь тогтвортой байж болно

зөвхөн хэзээ

Энэ зүйлийн томъёог шууд хэрэглэх үед

нумыг ашиглан хэлбэлзэл үүсгэх асуудалд

динамик шинж чанарын өгсөх ба буурах салбаруудын үндсэн дээр баригдсан "дундаж шинж чанар" -аас U" -г авна.

Петровын нуман дахь одоогийн хүч чадлын үе үе өөрчлөгдөж байгаатай холбоотой

хийн температур ба нягтрал, аэродинамик урсгалын хурд өөрчлөгддөг. Тохиромжтой горимыг сонгохдоо эдгээр

өөрчлөлт нь акустик чичиргээнд хүргэдэг

хүрээлэн буй агаарт. Үүний үр дүнд дуулах нум гэж нэрлэгддэг бөгөөд цэвэр хөгжмийн аялгууг дахин гаргадаг.

6 . Хийн даралт нэмэгдэж, гүйдлийн нягтрал нэмэгдэхийн хэрээр гадагшлуулах хоолойн хананаас салсан эерэг баганын тэнхлэгийн дагуух температур улам бүр нэмэгддэг. Ионжуулалтын үйл явц нь цэвэр дулааны иончлолд илүү нийцэх шинж чанартай болж эхэлдэг. Плазмын электронуудын дундаж кинетик энерги нь саармаг хийн хэсгүүдийн дундаж кинетик энергитэй ойртдог. Плазм нь шинж чанараараа изотермалтай ойртдог

chesky плазм. Энэ бүхэн нь олох асуудлыг шийдэх боломжийг бидэнд олгодог

термодинамик хамаарал дээр тулгуурлан цэнэгийн гүйдлийн нягтралаас хамааран уртааш талбайн градиентийн тоог багтаасан төрөл бүрийн цэнэгийн параметрүүд.

Эерэг нуман баганын онолын эхлэлийн цэгүүд

Өндөр ба хэт өндөр даралтын эхний ялгадас нь дулааны иончлолын хэлбэрт хамаарах Sag тэгшитгэл юм.

αІp=AT 5/2 e -eUi/kT (24)

Больцманы теоремыг харилцааны хэлбэрээр илэрхийлнэ

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

Энд α нь иончлолын зэрэг, p нь хийн даралт, А нь тогтмол,

Т-хийн температур, U i -иончлолын потенциал, k-тогтмол

Больцман “n a нь өдөөгдсөн атомуудын концентраци, n-концентрал юм

хэвийн атомын траци, U a -өдөөх потенциал, g-харьцангуй

атомын өдөөгдсөн ба хэвийн төлөв байдлын g a /g n статистик жинг тодорхойлох. Электрон хийн температурыг саармаг хийн температуртай тэнцүү гэж үзнэ. Асуудлыг хялбарчлахын тулд зөвхөн нэг "дундаж" өдөөлтийг харгалзан үздэг. Гаргах хоолой нь босоо байрлалд байрладаг гэж үздэг бөгөөд конвекцийн хийн урсгал нь хийн горимын тэнхлэгийн тэгш хэмийг алдагдуулдаг.

Ус зайлуулах хоолойн дотоод радиусыг R1, хоолойн тэнхлэгээс дурын цэгийн зайг r гэж тэмдэглэе. Гүйцэе

нэг см-ийн зайд хоолойн тэнхлэгт перпендикуляр хоёр хэсэг байх ба тэдгээрийн хооронд r ба r+dr радиустай хоёр төвлөрсөн цилиндрийг ашиглан энгийн эзэлхүүнийг сонгоно (Зураг 8). Нэгж хоолойн уртад нэгж хугацаанд ялгарах энергийн хэмжээг N1, авч үзэж буй нэгж эзэлхүүн дэх энергийн хэмжээг dN1 гэж тэмдэглэе. Нэгжээс ялгарах эрчим хүчний хэмжээ
цаг бол хаалттай хий юм

нийт хоолойн уртын нэгжид болон

бага ангид

эзлэхүүнийг S1 ба dS1 гэж тэмдэглэнэ.

Хоолойн дотор талд байдаг

Цагаан будаа. 8. Тэнхлэгийн тэгш хэмтэй цэнэг дэх эзэлхүүний элемент.

чиглэлд хийгээр дамжин халаана

тэнхлэгээс хана хүртэл. Харгалзан авч буй эзэлхүүний элементийн гаднах хилээр гарах дулааны хэмжээ нь хоолойн хажуугаас нэгж хугацаанд ижил эзэлхүүн рүү нэвтрэх дулааны хэмжээнээс илүүг dL1 гэж тэмдэглэе. тэнхлэг. Хийн конвекцийн урсгал нь хатуу босоо чиглэлтэй бөгөөд хийн дулааны горимыг зөрчөөгүй гэж үзье.

Харгалзан үзэж буй элементийн элементийн дулааны тэнцвэрийн нөхцөл

боть нь дараах байдлаар ерөнхий хэлбэрээр бичигдэнэ.

dN1 =dL1 +dS1 . (26)

Тэнхлэгийн тэгш хэм байгаа тул бүх хэмжигдэхүүнүүд нь онцлог шинж чанартай байдаг

хийн төлөвийг илэрхийлэх ба гадагшлуулах горим нь ижил байна

тэнхлэгээс r зайд ижил зайд байрлах цэгүүд.

Анхны элементийн суурь талбараас хойш авч үзэж байна

эзэлхүүн нь 2пrdr-тэй тэнцүү, тэгвэл үүн дээр ялгарах чадлын хувьд

эзлэхүүн, бид бичиж болно:

dN 1 =2 nri r E z dr, (27)

хаана , Хаана Энд r1 ба r2 нь томъёогоор тодорхойлогддог шинж чанарын тэгшитгэлийн үндэс юмнь тэнхлэгээс r зайд байгаа одоогийн нягт, E z нь хоолойн бүх хөндлөн огтлолын дагуу уртааш талбайн градиент юм. T температурт хийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг λ t-ээр тэмдэглэж, жижиг байдлын дээд эрэмбийн нөхцлүүдийг үл тоомсорлож dL 1 гэж бичнэ.

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

Хийн ялгаруулж буй энерги бүхэлдээ гарч байна гэж бодъё

хийд мэдэгдэхүйц дахин шингээлтгүйгээр гадагшлуулах завсар. Энэ

Өндөр даралтанд хийд шингэсэн резонансын цацраг нь хийн нийт цацрагийн багахан хэсгийг бүрдүүлдэг тул ийм таамаглал дэвшүүлж болно. Нэгж хугацаанд ялгарах энерги нь өдөөгдсөн атомуудын na концентрацитай пропорциональ байдаг тул dS 1-ийн хувьд бид дараахь зүйлийг бичиж болно.

dS 1 =2пrCn a dr, (29)

Энд С нь Т-ээс хамааралгүй тогтмол хүчин зүйл. Орлуулалт

(26) дахь (29) ба (28) утгууд нь:

2 nri Энд r1 ба r2 нь томъёогоор тодорхойлогддог шинж чанарын тэгшитгэлийн үндэс юм Э z dr=2nd(rλ Т dT/dr)dr/dr + 2nrCn а доктор (30)

Туйлтай холбоотой гүйдлийн жижиг хэсгийг үл тоомсорлох

оршин суугч ионууд ба K e-ээр дамжих электронуудын хөдөлгөөнийг илэрхийлж бид дараахь зүйлийг бичиж болно.

i=n А eK А Э z . (31)

Сага тэгшитгэлийн баруун талыг (24) гэж тэмдэглэвэл е 1 (T) ба зүүн талын p-г nkT-ээр сольж, n нь төвийг сахисан хийн хэсгүүдийн концентраци юм, тэгвэл бид олно:

α 2 = е 1 (T)/ nkT.

(32)

n нь нэгж уртад агуулагдах хийн масстай пропорциональ байна

хоолой, g 1 ба өгөгдсөн цэг дэх хийн температур ба R1 хоолойн радиусын квадраттай урвуу пропорциональ: 1 n=C 1 g 1 2 (33)

/TR

α= =-i 1 Тиймээс (32)-ын оронд бид дараахь зүйлийг бичиж болно. √f1(T)/C1k/

√g 1 =R 1 f 2 (T)/√g 1 (34)

Лангевины тэгшитгэлийн дагуу электрон хөдөлгөөний хурд

эрчмийн талбар дахь хий дэх E z нь дараахтай тэнцүү байна.

u=K e E z =aeλ e E z /mv (35)

Энд v нь дулааны хөдөлгөөний дундаж арифметик хурд юм

электронууд нь электрон хийн температурын квадрат язгууртай шууд пропорциональ, λ e нь n-тэй урвуу пропорциональ байна. Тиймээс,

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

α-ийн тодорхойлолтын дагуу:

(31), (34), (37) ба (36) -аас дараах байдалтай байна.

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

Энд T нь тэнхлэгээс r зайд байгаа хийн температур юм. -аас (38)

ба (27) дараахь зүйлийг хэлнэ.

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)

Больцманы тэгшитгэлийн дагуу (25):

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)

Энд f 4 (T)= C 1 ge (-eU a /kT) /T.

Энэ n a утгыг (29)-д оруулаад Cf 4 (T)-ыг f 5 (T)-ээр орлуулснаар бид дараахийг олно.

dS 1 =g 1 2пrf 5 (T)dr/R 1 2.

(41)

(26)-д (39), (28) болон (41) орлуулбал гарна

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)

(42) тэгшитгэлд f 3 (T) ба f 5 (T), түүнчлэн λ t нь зөвхөн T хувьсагчийн функцууд юм

T ба r хувьсагчдыг холбосон дифференциал тэгшитгэл.

Цэнэглэхийг тодорхойлсон бүх хэмжигдэхүүн нь функц юм

нэгээс л Т. Тиймээс (42) тэгшитгэлийн шийдэл байж болно

Энэ төрлийн ялгадастай холбоотой бүх тоон асуудлыг бүрэн шийднэ. Гэсэн хэдий ч (42) тэгшитгэлийн ач холбогдол нь хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн рүү шилжих нь тухайн төрлийн ялгадастай ижил төстэй байдлын хуулиудад хүргэдэг бөгөөд энэ нь туршилтаар тогтоосон тоон үр дүнг ижил утгуудад шилжүүлэх боломжийг олгодог. Эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийн бусад утгуудад цэнэгийн горимд N 1, R 1 ба g 1 байна. Энэхүү техник нь гидродинамикийн зарим асуудлыг шийдвэрлэхэд ашигладагтай төстэй бөгөөд зөвхөн дифференциал тэгшитгэлийн дүн шинжилгээ, гидродинамикийн ижил төстэй байдлын хуулийн дагуу баригдсан загвар дээр туршилтын хэмжилт хийх үндсэн дээр хийгддэг. Энэ тохиолдолд r/R 1 харьцааны ижил утгаар тодорхойлогддог харгалзах цэгүүдэд хийн температур ижил байдаг хоёр ялгадас ижил байна.

Практикт хамгийн чухал нь дараахь зүйлүүд юм

ижил төстэй хоёр хууль:

Өндөр даралтын зангилаагүй нуман гүйдлийн ижил төстэй байдлын эхний хууль. Янз бүрийн диаметртэй цилиндр хоолойд (2R 1 ≠ 2R 1 "), хийгээр дүүргэсэн өндөр даралтын хоёр нуман хий нь хоёр хоолойн нэг см урттай ижил хэмжээний хий (g 1 = g 1 ') агуулна. тохиолдолд N 1 =N 1 ', өөрөөр хэлбэл хоолойн нэгжийн уртад зарцуулсан хүч нь хоёр тохиолдолд ижил байвал.

Өндөр даралтын зангилаагүй нуман цэнэгийн ижил төстэй байдлын хоёр дахь хууль. Янз бүрийн диаметртэй (2R 1 ≠ 2R 1 ") цилиндр хоолой дахь мөнгөн усны уур дахь хоёр өндөр даралтын нуман ялгаралт нь мөнгөн усны уураар дүүрсэн бөгөөд хоолой бүрийн уртад нэг см-ийн уртад өөр өөр хэмжээтэй мөнгөн усны уур (g 1 ≠) байх болно. g 1 ') , хэрэв хоолой бүрийн уртад зарцуулсан N 1 ба N 1 ' хүч нь хамаарлыг хангаж байвал ижил байна.

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

Цутгах дахь мөнгөн ус нь уурын төлөвт бүрэн шилжсэн гэж үздэг. 8.5 ба 5.75 коэффициентийг туршилтаар тодорхойлсон.

Энэ бүлэгт тодорхойлсон ялгадасын төрөлд мөн хамаарна

мөн Петровын нумын эерэг багана (дөл), төлөөлдөг

нь изотермаль плазмын утас юм. Энэ тохиолдолд хил хязгаар

хоолойн ханан дээрх нөхцөл байдал алга болж, солих шаардлагатай

хүйн хилийн давхарга дахь нөхцөл.

Одоогийн байдлаар мөнгөн усны уур дахь нумын ялгаралтаас гадна

хэт өндөр даралт (100 атм ба түүнээс дээш), 20 атм ба түүнээс дээш даралттай Ne, Ar, Kr, Xe зэрэг инертийн хий дэх нуман ялгаралтыг мөн судалж, техникийн хэрэглээг олсон.

ТАНИЛЦУУЛГА.

Нумын цэнэгийн шинж чанарууд.

Хоёрдахь электрод байх шаардлагагүй, гэхдээ түүний үүргийг ойролцоох, хүрээлэн буй газардуулсан металл объектууд гүйцэтгэж болно. Их хэмжээний муруйлттай электродын ойролцоох цахилгаан орон нь ойролцоогоор 3∙10 6 В/м хүрэх үед түүний эргэн тойронд бүрхүүл эсвэл титэм мэт гялалзах гэрэл гарч ирдэг бөгөөд энэ нь цэнэгийн нэрнээс гаралтай.

2. Катодын цэг. Гадаад төрх ба бие даасан хэсгүүд

1. Нуман үүсэх. .

3. Боломжит хуваарилалт ба гүйдэл-хүчдэл

нуман гадагшлуулах шинж чанар .

4. Үлээлтийн ялгадасын бие даасан хэсгүүдийн температур ба цацраг туяа.

5. Цахилгааныг ашиглан тасралтгүй хэлбэлзэл үүсгэх

4. Нумын урсацын салангид хэсгүүдийн температур ба цацраг.

6. Эерэг нуман цэнэг өндөр

трик нум.

Нуман цэнэгийн хэрэглээ.

1. Цахилгаан боловсруулалтын орчин үеийн аргууд. Орчин үеийн технологийн процессуудын дунд хамгийн түгээмэл нь цахилгаан гагнуур юм. Гагнуур нь зөвхөн метал төдийгүй хуванцар, керамик, тэр ч байтугай шилийг гагнах, гагнах, цавуу, шүрших боломжийг олгодог. Энэхүү аргын хэрэглээний цар хүрээ нь үнэхээр асар том юм - хүчирхэг кран, барилгын металл хийц, атомын болон бусад цахилгаан станцын тоног төхөөрөмж, том тонн даацтай хөлөг онгоц, цөмийн мөс зүсэгч барихаас эхлээд хамгийн сайн бичил схем, төрөл бүрийн гэр ахуйн үйлдвэрлэл хүртэл. бүтээгдэхүүн. Хэд хэдэн үйлдвэрүүдэд гагнуурыг нэвтрүүлсэн нь технологийн эрс өөрчлөлтөд хүргэсэн. Тиймээс хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлийн жинхэнэ хувьсгал бол том гагнасан хэсгүүдээс хөлөг онгоцыг тасралтгүй барьж байгуулах явдал байв. Тус улсын олон усан онгоцны үйлдвэрүүд одоо том хүчин чадалтай бүх гагнуурын танкуудыг барьж байна. Цахилгаан гагнуур нь хойд нөхцөлд 100-120 атмосферийн даралттай ажиллах зориулалттай хий дамжуулах хоолойг бий болгох асуудлыг шийдвэрлэх боломжтой болсон. нэрэмжит Цахилгаан гагнуурын дээд сургуулийн ажилчид. Э.О.Патонд эх хувийг санал болгосон

ийм хий дамжуулах хоолойд зориулагдсан гагнуурын технологид суурилсан хоолой үйлдвэрлэх үндсэн арга. Эдгээрээс

40 мм хүртэл зузаантай ханатай хоолой, тив алгасан өндөр найдвартай хий дамжуулах хоолойг угсардаг.

Зөвлөлтийн эрдэмтэд, мэргэжилтнүүд цахилгаан гагнуурыг хөгжүүлэхэд асар их хувь нэмэр оруулсан. Түүний өмнөх агуу хүмүүсийн өвийг үргэлжлүүлэн, бүтээлчээр хөгжүүлэх - В. В.Петрова, Н.Н.Бенардос, Н.Г.Славянов нар гагнуурын технологийн онолын үндэслэлийн шинжлэх ухааныг бий болгож, хэд хэдэн шинэ технологийн процессыг боловсруулсан. Академич Э.О.Патон, В.П.Вологдин, К.К.Хренов, Н.Н нарын нэрийг дэлхий нийт мэднэ.

Рыкалина болон бусад.

Одоогийн байдлаар цахилгаан нуман, электрошлаг, плазмын нуман гагнуур өргөн хэрэглэгддэг.

2. Нуман гагнуур. Хамгийн энгийн арга бол гараар нуман гагнуур юм. Эзэмшигч нь гүйдлийн эх үүсвэрийн нэг туйлтай уян утсаар холбогдож, гагнах бүтээгдэхүүнийг нөгөөд нь холбодог. Нүүрстөрөгч эсвэл металл электродыг эзэмшигч рүү оруулна. Электрод нь ажлын хэсэгт богино хугацаанд хүрэхэд нум асдаг бөгөөд энэ нь үндсэн металл болон электродын бариулыг хайлуулж, гагнуурын цөөрөм үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хатуурах үед гагнуур үүсгэдэг.

Гарын авлагын нуман гагнуур нь өндөр мэргэшсэн ажилчдыг шаарддаг бөгөөд ажлын хамгийн сайн нөхцөлгүй боловч түүний тусламжтайгаар та ямар ч орон зайн байрлалд эд ангиудыг гагнах боломжтой бөгөөд энэ нь метал хийцийг суурилуулахад онцгой ач холбогдолтой юм. Гарын авлагын гагнуурын бүтээмж харьцангуй бага бөгөөд ийм энгийн хэсгээс ихээхэн хамаардаг.

электрод эзэмшигчийн хувьд. Одоо, зуун жилийн өмнөх шиг,

Түүний шилдэг дизайны эрэл хайгуул үргэлжилж байна. Энгийн бөгөөд найдвартай электрод эзэмшигчдийн цувралыг Ленинградын шинийг санаачлагч М.Е.Васильев, В.С.Шумский нар үйлдвэрлэсэн.

Нуман гагнуурын үед гагнуурын металыг агаар дахь хүчилтөрөгч, азотоос хамгаалах нь маш чухал юм. Агаар мандлын агаар дахь хайлсан металл, хүчилтөрөгч, азоттой идэвхтэй харилцан үйлчлэлцэх нь исэл ба нитридыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь гагнасан холбоосын бат бөх, уян хатан чанарыг бууруулдаг.

Гагнуурын талбайг хамгаалах хоёр арга байдаг: электродын материал ба электродын бүрээс (дотоод хамгаалалт) -д янз бүрийн бодис оруулах, гагнуурын бүсэд инертийн хий, нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг оруулах, гагнуурын талбайг урсгалаар бүрхэх (гадаад хамгаалалт).

1932 онд Москвагийн Төмөр замын тээврийн инженерүүдийн цахилгаан механикийн дээд сургуульд академич К.К.Хреновын удирдлаган дор дэлхийд анх удаа усан доорх цахилгаан нуман гагнуурыг хийжээ. Гэсэн хэдий ч 1856 онд Л.И.Шпаковский анх удаа нуман хэлбэрээр усанд дүрсэн зэс электродуудыг хайлуулах туршилт хийжээ. Усан доорх нумыг хүлээн авсан Д.А.Лачиновын зөвлөснөөр 1887 онд Н.Н.Бенардос усан доорх металл зүсэлт хийжээ. Үүнд 45 жил зарцуулсан

анхны туршилтыг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй болгож, арга болгон хувиргасан.

Мөн 1969 оны 10-р сарын 16-нд анх удаа цахилгаан нум сансарт гарч ирэв. Энэхүү гайхалтай үйл явдлыг "Известия" сонинд ингэж бичжээ; Дэд хурандаа Г.С.Шонин, борт инженер В.Н.Кубасов нараас бүрдсэн “Союз-6” хөлгийн багийнхан сансарт гагнуурын ажил хийх туршилт хийсэн. Эдгээр туршилтуудын зорилго нь сансар огторгуйд янз бүрийн металл гагнах шинж чанарыг тодорхойлоход оршиж байсан... Хэд хэдэн төрлийн автомат гагнуурыг ээлжлэн хийсэн.” Тэгээд тийм -

lee: "Гүйцэтгэсэн туршилт нь өвөрмөц бөгөөд сансарт гагнах, суурилуулах ажлын технологийг хөгжүүлэхэд шинжлэх ухаан, технологийн хувьд чухал ач холбогдолтой юм" ...

3. Плазмын технологи. Энэ технологид суурилсан

өндөр температурын нумыг ашиглан. Тэр

плазмын гагнуур, зүсэх, гадаргууг бүрэх, плазм-механик боловсруулалт орно.

Нумын гүйцэтгэлийг хэрхэн сайжруулах вэ? Үүнийг хийхийн тулд эрчим хүчний өндөр концентрацитай нумыг авах шаардлагатай, өөрөөр хэлбэл нумыг төвлөрүүлэх шаардлагатай. Энэ нь 1957-1958 онд Төмөрлөгийн дээд сургуульд байхдаа хүрсэн юм. A. A. Baykov плазмын нуман хайчлах төхөөрөмжийг бүтээжээ.

Нумын температурыг хэрхэн нэмэгдүүлэх вэ? Магадгүй тэд ус эсвэл агаарын урсгалыг нарийн сувгаар дамжуулж даралтыг ихэсгэдэгтэй адил юм.

Бамбарын хушууны нарийн сувгаар дамжин нуман нь хийн урсгал (төвийг сахисан, хүчилтөрөгч агуулсан) эсвэл хийн хольцоор шахагдаж, нимгэн урсгал руу татагдана. Үүний зэрэгцээ түүний шинж чанар эрс өөрчлөгддөг: нумын урсацын температур хүрдэг

50,000 градус, хувийн хүч нь нэг см квадрат тутамд 500 ба түүнээс дээш киловатт хүрдэг. Хийн багана дахь плазмын иончлол нь маш их байдаг тул цахилгаан дамжуулах чанар нь металлынхтай бараг ижил байдаг.

Шахсан нумыг плазмын нум гэж нэрлэдэг. Түүний тусламжтайгаар плазмын гагнуур, зүсэх, чиглүүлэх, шүрших гэх мэт ажлыг гүйцэтгэдэг.

Плазмын нум нь ердийнх шиг шууд болон шууд бус үйлдэлтэй байж болно. Шууд нум нь ажлын хэсэг рүү, шууд бус нум нь хошуу болох хоёр дахь электрод руу хаагддаг. Хоёрдахь тохиолдолд энэ нь цоргоноос гарч буй нум биш, харин нумаар халах, дараа нь плазм үүсгэгч хийн иончлолын улмаас үүсдэг плазмын тийрэлтэт урсгал юм. Плазмын тийрэлтэт онгоцыг голчлон плазмаар цацах, цахилгаан дамжуулдаггүй материалыг боловсруулахад ашигладаг.

Нуманыг тойрсон хий нь мөн дулааны хамгаалалтын функцийг гүйцэтгэдэг.

Плазмын бамбар дахь хамгийн их ачааллыг цорго зөөдөг. Түүний халуунд тэсвэртэй байх тусам шууд бус плазматрон дахь гүйдэл их байх болно. Плазм үүсгэгч хийн гаднах давхарга нь харьцангуй бага температуртай тул хошууг устгахаас хамгаалдаг.

Шууд плазмын бамбар дахь плазм үүсгэдэг хийн температур мэдэгдэхүйц нэмэгдэх нь цахилгааны эвдрэл, давхар нум үүсэхэд хүргэдэг - катод ба цорго, цорго ба бүтээгдэхүүний хооронд. Энэ тохиолдолд цорго нь ихэвчлэн бүтэлгүйтдэг.

4. Плазмын гагнуур. Плазматроны хоёр загвар байдаг. Зарим загварт хий нь нумын дагуу нийлүүлэгдэж, сайн шахалтад хүрдэг. Бусад загварт хий нь нумыг спираль хэлбэрээр бүрхдэг бөгөөд үүний ачаар цорго сувагт тогтвортой нумыг олж авах боломжтой бөгөөд хийн ханын давхаргаар хушууг найдвартай хамгаалах боломжтой.

Шууд плазмын бамбаруудад катод ба бүтээгдэхүүний хоорондох агаарын цоорхой хэт том тул нум шууд өдөөгддөггүй. Нэгдүгээрт, нисгэгч буюу туслах гэж нэрлэгддэг нум нь катод ба цорго хооронд өдөөгддөг. Энэ нь осцилляторын үүсгэсэн өндөр давтамжийн хүчдэлийн нөлөөн дор үүсдэг оч ялгарлаас үүсдэг. Хийн урсгал нь туршилтын нумыг үлээж, боловсруулж буй металлд хүрч, дараа нь үндсэн нумыг асаана. Үүний дараа осциллятор унтарч, нисгэгч нум унтарна. Хэрэв энэ нь тохиолдоогүй бол давхар нум үүсч болно.

Плазмын гагнуурын үед гагнуурын талбай нь бусад төрлийн гагнуурын нэгэн адил орчны агаарын нөлөөллөөс хамгаалагдсан байдаг. Үүнийг хийхийн тулд плазм үүсгэдэг хийнээс гадна хамгаалалтын хий нь тусгай цорго руу ордог: аргон эсвэл хямд, илүү түгээмэл нүүрстөрөгчийн давхар исэл. Нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ихэвчлэн хамгаалахад төдийгүй плазм үүсэхэд ашигладаг. Заримдаа плазмын гагнуурыг урсгалын давхаргын дор хийдэг.

Плазмын нуман гагнуурыг автоматаар эсвэл гараар хийж болно. Одоогийн байдлаар энэ арга нэлээд өргөн тархсан байна. Олон үйлдвэрүүд хөнгөн цагааны хайлш, гангийн плазмын гагнуурыг нэвтрүүлсэн. Олон дамжлагатай аргон нуман гагнуурын оронд хөнгөн цагааны нэг дамжлагатай плазмын гагнуурыг ашигласнаар ихээхэн хэмнэлт гарсан.

ки. Гагнуур нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг плазм үүсгэгч, хамгаалалтын бодис болгон автомат суурилуулалтаар гүйцэтгэдэг.

Орчин үеийн амьдралд цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ өргөн тархсан. Цахилгаан инженерийн ололт амжилтыг хүний ​​практик үйл ажиллагааны бүхий л салбарт: аж үйлдвэр, хөдөө аж ахуй, тээвэр, анагаах ухаан, өдөр тутмын амьдрал гэх мэт салбарт ашигладаг. Цахилгааны инженерийн ололт амжилт нь радиотехник, электроник, телемеханик, автоматжуулалт, компьютерийн хөгжилд чухал нөлөө үзүүлж байна. технологи -никс, кибернетик. Энэ бүхэн нь хүчирхэг цахилгаан станцууд, цахилгааны сүлжээг барьж байгуулах, цахилгаан эрчим хүчний шинэ системийг бий болгох, цахилгаан хэрэгслийг сайжруулсны үр дүнд боломжтой болсон. Орчин үеийн цахилгааны үйлдвэрлэл нь цахилгаан эрчим хүчийг үйлдвэрлэх, дамжуулах, хувиргах, түгээх, хэрэглэх машин, төхөөрөмж, төрөл бүрийн цахилгаан тоног төхөөрөмж, технологийн тоног төхөөрөмж, цахилгаан хэмжих хэрэгсэл, харилцаа холбоо, автомат удирдлагын системийн зохицуулалт, хяналт, хяналтын төхөөрөмж, эмнэлгийн болон шинжлэх ухааны тоног төхөөрөмж, цахилгаан хэрэгсэл, машин гэх мэт. Сүүлийн жилүүдэд цахилгаан гагнуур, плазмын хайчлах, металлын гадаргууг бүрхэх, плазмын механик болон цахилгаан ялгадас боловсруулах зэрэг цахилгаан боловсруулалтын янз бүрийн аргууд улам бүр хөгжиж байна. Дээрхээс

Шинжлэх ухаан, техникийн ерөнхий дэвшилд хийн ялгадасыг судлах нь чухал ач холбогдолтой болох нь тодорхой байна. Тиймээс үүгээр зогсох шаардлагагүй, харин судалгаагаа үргэлжлүүлж, үл мэдэгдэх зүйлийг хайж олох, ингэснээр шинэ онолыг бий болгоход түлхэц өгөх шаардлагатай байна.

Хабаровскийн улсын багшийн их сургууль

СУРГАЛТЫН АЖИЛ

"ХИЙ ДАХЬ НУМ ГАРГАХ"

Гүйцэтгэсэн: оюутан 131гр. FMF

Зюльев М.Н.

Энэхүү цэнэгийн гүйдлийн гэрэлтүүлгийн суваг нь нуман хэлбэртэй байсан бөгөөд энэ нь D. r гэсэн нэрийг үүсгэсэн.

Д.р үүсэх. электродуудын хоорондох зай дахь богино суурин бус процессоос өмнө - гадагшлуулах завсар. Энэ үйл явцын үргэлжлэх хугацаа (D. r.-ийг бий болгох хугацаа) нь ихэвчлэн нуман ялгадас 10 -6 -10 -4 секхийн даралт, төрөл, гадагшлуулах завсарын урт, электродын гадаргуугийн байдал гэх мэт зэргээс хамаарна. Д.р. гадагшлуулах завсар дахь ионжуулагч хий (жишээлбэл, гал асаах электрод гэж нэрлэгддэг туслах хэрэгслийг ашиглан) олж авсан. Бусад тохиолдолд D. r-ийг олж авах. нэг буюу хоёр электродыг өндөр температурт халаах эсвэл хаалттай электродыг хооронд нь холбоно богино хугацааэлектродууд. Д.р. электродуудын хоорондох хүчдэл богино хугацаанд огцом нэмэгдэх үед цахилгаан цэнэгийн цоорхой (Цахилгааны эвдрэлийг үзнэ үү) эвдэрсэний үр дүнд үүсч болно. Хэрэв эвдрэл нь атмосферийн ойролцоо хийн даралтанд тохиолдвол хөдөлгөөнгүй үйл явцӨмнөх цэнэг нь оч ялгарах явдал юм.

D. r-ийн ердийн параметрүүд. D. r-ийн хувьд. Энэ нь ер бусын олон янзын хэлбэрээр тодорхойлогддог: энэ нь бараг ямар ч хийн даралтанд тохиолдож болно - 10-5-аас бага. ммМУБ Урлаг.зуу хүртэл атм; электродын боломжит ялгаа D. r. хэд хэдэн вольтоос хэдэн мянган вольт хүртэлх утгыг авч болно (өндөр хүчдэлийн D. r.). Д.р. зөвхөн тогтмол биш, мөн электродуудын хоорондох хувьсах хүчдэлд тохиолдож болно. Гэсэн хэдий ч хувьсах хүчдэлийн хагас мөчлөг нь ихэвчлэн хүчдэлийг тогтооход шаардагдах хугацаанаас хамаагүй урт байдаг бөгөөд энэ нь электрод бүрийг нэг хагас мөчлөгт катод, дараагийн хагаст анод гэж үзэх боломжийг олгодог. мөчлөг. Онцлог шинж чанаруудбүх хэлбэр D. r. (энэ төрлийн цэнэгийн үед катодоос электрон ялгаруулах шинж чанартай нягт холбоотой) нь катодын уналтын бага утга (Катодын уналтыг үзнэ үү) ба катод дахь гүйдлийн өндөр нягтрал юм. D. r дахь катодын уналт. ихэвчлэн ажлын хийн иончлох потенциалын дарааллаар (Иончлолын потенциалыг үзнэ үү) эсвэл бүр бага (1-10) В); Катод дахь гүйдлийн нягт нь 10 2 -10 7 байна а/см 2. Ийм өндөр гүйдлийн нягттай үед одоогийн хүч чадал нь D. r. ихэвчлэн бас том - ойролцоогоор 1-10 аба түүнээс дээш, зарим хэлбэрээр D. r. олон зуун, мянган амперт хүрдэг. Гэсэн хэдий ч D. r бас байдаг. бага гүйдлийн хүч чадалтай (жишээлбэл, мөнгөн усны катодтой D. R. 0.1 гүйдлээр шатаж болно. аба доор).

D. руб дахь электрон ялгаралт. D. r-ийн үндсэн ялгаа. бусад төрлийн сууринаас цахилгаан цэнэггүйдэлхийн доторх нь катод болон катодын ойролцоох бүсэд тохиолддог энгийн процессуудын шинж чанарт оршдог. Хэрэв гялалзах цэнэгийн үед (Гялалзсан ялгадасыг үзнэ үү) ба сөрөг титмийн ялгадас (Тэрт ялгадасыг үзнэ үү) хоёрдогч электрон ялгаралт үүсвэл D. r. электронууд термионы ялгаралт (Термионы ялгаруулалтыг харна уу) ба талбайн ялгаруулалт (мөн туннелийн ялгаруулалт гэж нэрлэдэг (Туннелийн ялгаруулалтыг үзнэ үү)) процессуудад катодоос нисдэг. D. r-д байхдаа. Эдгээр процессуудын зөвхөн эхнийх нь тохиолддог; үүнийг термион гэж нэрлэдэг. Термионы ялгарлын эрчмийг катодын температураар тодорхойлно; тиймээс термионы оршин тогтнохын тулд D. r. катод эсвэл түүний бие даасан хэсгүүдийг өндөр температурт халаах шаардлагатай. Ийм халаалтыг катодыг нэмэлт эрчим хүчний эх үүсвэрт холбох замаар гүйцэтгэдэг (гадна халаалттай доктор; хиймэл халаалттай D.r.). Термионик D. r. Энэ нь мөн ялгарах цоорхойд үүссэн эерэг ионуудын нөлөөллөөр катодын температур хангалттай нэмэгдэж, цахилгаан орны нөлөөгөөр катод руу хурдассан үед тохиолддог. Гэсэн хэдий ч ихэвчлэн D. r. Хиймэл халаалтгүй бол термионы ялгарлын эрч хүч нь цэнэгийг хадгалахад хэтэрхий бага байдаг бөгөөд талбайн ялгаралтын үйл явц чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр хоёр төрлийн ялгаруулалтыг дулааны талбайн ялгаралт гэж нэрлэдэг.

Катодын талбайн ялгаралт нь түүний гадаргуу дээр хүчтэй цахилгаан орон байхыг шаарддаг. Ийм талбар нь D. r. Эдгээр ионуудын дундаж чөлөөт замын дарааллаар (10 -6 -10 -4) зайд катодоос зайлуулсан эерэг ионуудын эзэлхүүний цэнэгээр үүсдэг. см). Тооцоолол нь талбайн ялгаралт нь D. r-ийг бие даан дэмжих боломжгүйг харуулж байна. ба үргэлж, нэг хэмжээгээр эсвэл өөр, термионы ялгаралт дагалддаг. Өндөр гүйдлийн нягтралтай нимгэн катодын ойролцоох давхарга дахь процессыг судлахад хүндрэлтэй байдаг тул Д.Р. Одоогоор хангалттай хуримтлалгүй байна. Онолын шинжилгээ нь D. r-ийн янз бүрийн хэлбэрт ажиглагдсан бүх үзэгдлийг хангалттай тайлбарлаж чадахгүй байна.

D. r-ийн шинж чанаруудын хоорондын хамаарал. болон ялгаруулах үйл явц.Талбайн ялгаруулалтыг үүсгэдэг цахилгаан орон үүсч буй давхарга нь маш нимгэн тул катодын потенциалын зөрүүг үүсгэдэггүй. Гэхдээ энэ талбар хангалттай хүчтэй байхын тулд катод дахь ионуудын эзлэхүүний цэнэгийн нягт, улмаар ионы гүйдлийн нягт өндөр байх ёстой. Термион ялгаруулалт нь катод дахь ионуудын кинетик энерги бага байх үед (жишээлбэл, катодын давтамж багатай үед) тохиолдож болно, гэхдээ ийм нөхцөлд өндөр гүйдлийн нягтыг шаарддаг - катод илүү их халах тусам түүнийг бөмбөгддөг ионуудын тоо ихсэх болно. . Тэр., өвөрмөц онцлогД.р. (катодын жижиг уналт ба гүйдлийн өндөр нягт) нь катодын ойролцоох процессын шинж чанараас шалтгаална.

Плазмын D. r.Ус зайлуулах цоорхой D. r. электрон, ион, төвийг сахисан ба өдөөгдсөн атом, молекулуудаас бүрдэх плазмаар дүүрсэн, ажлын хий ба электродын бодис. Плазмын янз бүрийн төрлийн бөөмсийн дундаж энерги D. r. өөр байж болно. Тиймээс электроны температурын тухай ярихдаа ионы температур, электроны температур, саармаг бүрэлдэхүүн хэсгийн температурыг ялгадаг. Хэрэв эдгээр температур тэнцүү байвал плазмыг изотерм гэж нэрлэдэг.

Хамааралтай D. r. D. r. хамааралтай гэж нэрлэдэг. катодын хиймэл халаалттай, учир нь ийм ялгадасыг өөрийн энергийг ашиглан хадгалах боломжгүй: унтрах үед гадаад эх үүсвэрулайсгах үед унтардаг. Туслах гал асаах электродгүйгээр ялгадас нь амархан асдаг. Ийм D. r-ийн хүчдэлийг нэмэгдүүлэх. Нэгдүгээрт, энэ нь өгөгдсөн судалтай температурт катодоос термионы ялгаралтын эрч хүчээр тодорхойлогддог утга хүртэл гүйдлээ өсгөдөг. Дараа нь тодорхой эгзэгтэй хүчдэл хүртэл гүйдэл нь бараг тогтмол хэвээр байна (чөлөөт горим гэж нэрлэдэг). Хүчдэл нь эгзэгтэй хүчдэлээс хэтэрсэн тохиолдолд катодоос ялгарах шинж чанар өөрчлөгддөг: фотоэлектрик эффект ба хоёрдогч электрон ялгаралт нь үүнд чухал үүрэг гүйцэтгэж эхэлдэг (эерэг ионы энерги нь электроныг катодоос гаргахад хангалттай болдог). Энэ нь цэнэгийн гүйдлийн огцом өсөлтөд хүргэдэг - энэ нь олзлогдсон горимд ордог.

Тодорхой нөхцөлд D. r. электродуудын хоорондох хүчдэл нь зөвхөн ажлын хийн иончлох боломж төдийгүй түүний хамгийн бага өдөөх потенциалаас бага утга хүртэл буурах үед хиймэл халаалт нь тогтвортой шатаж байна. Энэ хэлбэр нь D. r. бага хүчдэлийн нум гэж нэрлэдэг. Түүний оршин тогтнох нь катодын ойролцоо анодын потенциалаас давсан, хийн анхны өдөөх потенциалтай ойролцоо байгаа хамгийн их потенциал гарч ирснээс үүдэлтэй бөгөөд үүний үр дүнд алхам алхмаар иончлох боломжтой болдог (Ионжуулалтыг үзнэ үү).

Бие даасан D. r.Ийм D. r-ийг хадгалах нь. гадагшлуулах энергийн улмаас хийгддэг. Галд тэсвэртэй катод (волфрам, молибден, бал чулуу) дээр бие даасан D. r. Энэ нь цэвэр термион шинж чанартай - эерэг ионоор бөмбөгдөх нь катодыг маш өндөр температурт халаана. Бага хайлах катодын бодис нь D. r.-ийн үед эрчимтэй ууршдаг; Ууршилт нь катодыг хөргөж, түүний температур нь зөвхөн термионы ялгаралтаар ялгаруулж болох утгад хүрдэггүй - үүнтэй зэрэгцэн талбайн ялгаралт үүсдэг.

Бие даасан D. r. хэт бага хийн даралт (вакуум нум гэж нэрлэгддэг) болон өндөр даралтанд хоёуланд нь байж болно. Бие даасан D. r-ийн плазм. бага даралт нь изотермал бусаар тодорхойлогддог: ионы температур нь цэнэгийн бүсийг тойрсон орон зай дахь төвийг сахисан хийн температураас бага зэрэг давсан бол электроны температур хэдэн арван мянган градус, нарийн хоолой, өндөр гүйдлийн үед хэдэн зуун байдаг. мянга мянган. Үүнийг цахилгаан талбайгаас энерги хүлээн авдаг илүү хөдөлгөөнт электронууд ховор мөргөлдөөний үед хүнд бөөмс рүү шилжүүлэх цаг байдаггүйтэй холбон тайлбарлаж байна.

Д.р. өндөр даралтын плазм нь изотерм (илүү нарийвчлалтай, бараг изотерм, учир нь бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн температур тэнцүү боловч плазмын баганын янз бүрийн хэсгүүдийн температур ижил биш байдаг). Энэ хэлбэр нь D. r. мэдэгдэхүйц гүйдлийн хүчээр тодорхойлогддог (10-аас 10 3 хүртэл А) ба плазмын өндөр температур (ойролцоогоор 10 4 TO). Хамгийн өндөр температурийм D. r.-д. Энэ нь нумыг шингэн эсвэл хийн урсгалаар хөргөх замаар хийгддэг - "хөргөсөн нум" -ын одоогийн суваг нимгэн болж, ижил гүйдлийн утгаараа илүү халдаг. Энэ бол D. r-ийн энэ хэлбэр юм. цахилгаан нум гэж нэрлэдэг - гадагш чиглэсэн буюу конвекцийн хийн урсгалын нөлөөн дор урсах нь өөрөө, одоогийн суваг D. r. нугалах.

Катодын толбо.Бие даасан D. r. Бага хайлдаг катодыг ялгах зүйл нь электронуудын дулааны автомат ялгаралт нь зөвхөн катодын жижиг хэсгүүдээс үүсдэг - катодын толбо гэж нэрлэгддэг. Эдгээр толбоны жижиг хэмжээтэй (10-2-оос бага см) хавчих нөлөөгөөр үүсдэг - одоогийн сувгийг өөрөө агшилт соронзон орон. Катодын цэг дэх одоогийн нягт нь катодын материалаас хамаардаг бөгөөд хэдэн арван мянгад хүрч болно а/см 2. Тиймээс катодын цэгүүдэд хүчтэй элэгдэл үүсдэг - катодын бодисын уур нь тэдгээрээс 10 6 хурдтай нисдэг. см/сек. D. r-ийн үед катодын толбо үүсдэг. ажлын хийн даралт ойролцоогоор 10 2-оос бага бол галд тэсвэртэй катод дээр ммМУБ Урлаг.Илүү өндөр даралттай үед дулааны талбайн ялгаралт D. r. катодын дагуу эмх замбараагүй хөдөлж буй катодын толбо нь термионы цацраг болж хувирдаг. катодын цэггүй.

D. r-ийн өргөдөл.Д.р. Металл хайлуулах нуман зууханд (Нум зуухыг үзнэ үү), хийн ялгаруулах гэрлийн эх үүсвэрт (Харна уу), цахилгаан гагнуурт (Цахилгаан гагнуурыг үзнэ үү) өргөн хэрэглэгддэг ба плазматрон дахь плазмын эх үүсвэр болдог. Төрөл бүрийн хэлбэрүүд D. r. хий дүүргэсэн ба вакуум цахилгаан гүйдэл хувиргагчид (мөнгөн усны гүйдэл шулуутгагч (Гүйдэл Шулуутгагчийг үзнэ үү), хийн болон вакуум цахилгаан унтраалга (Цахилгаан унтраалгыг үзнэ үү) гэх мэт) тохиолддог. Д.р. катодын хиймэл халаалттай флюресцент ламп (Флюресцент чийдэнг үзнэ үү), Газотрон ах, Тиратрон ах, ионы эх үүсвэр, электрон цацрагийн эх үүсвэрт ашигладаг.

Лит.: Цахилгаан гүйдэлхийд. Тогтвортой гүйдэл, М., 1971; Кесаев И.Г., Цахилгаан нумын катодын процессууд, М., 1968; Финкельнбург В., Мекер Г., Цахилгаан нуман ба дулааны плазм, транс. Германаас, М., 1961; Энгель А., Ионжуулсан хий, транс. Англи хэлнээс, М., 1959; Капцов Н.А., Хий ба вакуум дахь цахилгаан үзэгдэл, М.-Л., 1947 он.

А.К.Мусин.

Том Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. - М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. 1969-1978 .

нумын ялгадас- нумын урсац; аж үйлдвэр нуман хэлбэртэй урсац; вольт нум Энэ нь цэнэгийн цоорхой дахь цахилгаан талбарыг голчлон доторх орон зайн цэнэгийн хэмжээ, байршлаар тодорхойлдог бөгөөд жижиг катодоор тодорхойлогддог цахилгаан цэнэг ... ... Политехникийн нэр томъёоны тайлбар толь бичиг

Өндөр гүйдлийн нягтрал, катодын ойролцоо боломжит бага уналтаар тодорхойлогддог хий дэх цахилгаан гүйдэл. Термионы ялгаралт эсвэл катодын талбайн ялгаралтаар дэмжигддэг. Нуман гадагшлуулах суваг дахь хийн температур ... ... Том нэвтэрхий толь бичиг

ARC DACARGE- хий дэх бие даасан цахилгаан цэнэгийн төрлүүдийн нэг нь тодорхойлогддог өндөр нягтралтайодоогийн Ионжуулсан хий нь электродуудын хоорондох баганад өндөр температурт халдаг цахилгаан хүчдэл, ......-д байрладаг. Том Политехник нэвтэрхий толь бичиг

нумын ялгадас- lankinis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: англи хэл. нумын ялгадас; хийн вок дахь цахилгаан нум. Богенентладунг, Орос. нумын ялгадас, м; хий дэх нумын ялгадас, м pranc. décharge d'arc, f; décharge en régime d'arc, f; décharge par arc, f … Физикос терминų žodynas

10 2 10 3 мм м.у.б-аас дээш бараг бүх хийн даралтанд шатдаг хий дэх цахилгаан ялгадас. Урлаг; катод дахь гүйдлийн өндөр нягтрал ба боломжит бага уналтаар тодорхойлогддог. Анх 1802 онд В.В.Петров агаарт ажиглав. Нэвтэрхий толь бичиг

Агаар дахь цахилгаан нум Цахилгаан нум физик үзэгдэл, хий дэх цахилгаан цэнэгийн нэг төрөл. Ижил нэр: Voltaic arch, Arc discharge. Үүнийг анх 1802 онд Оросын эрдэмтэн В.В. Цахилгаан нум нь ... ... Википедиа

нумын ялгадас- lankinis išlydis statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. нуман гадагшлуулах вок. Богенентладунг, е; Lichtbogenentladung, f rus. нумын ялгадас, m pranc. décharge d arc, f; décharge en arc, f … Automatikos terminų žodynas

нумын ялгадас- lankinis išlydis statusas T sritis chemija apibrėžtis Savaiminio elektros išlydžio dujose rūšis. attikmenys: англи хэл. нуман гадагшлуулах орос. нуман цэнэг... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas