9 ДӘріс. Электр доғасының жануы және сөнуінің негізгі теориясы
жүктеу/скачать 44.5 Kb.
|
1 2
9 ДӘРІС- Бұл бет үшін навигация:
- 9.1 Доға аралығында ионизация әсерінен пайда болатын процесстер
|
9 ДӘРІС. ЭЛЕКТР ДОҒАСЫНЫҢ ЖАНУЫ ЖӘНЕ СӨНУІНІҢ НЕГІЗГІ ТЕОРИЯСЫ Дәріс мазмұны: Доға аралығында ионизация әсерінен пайда болатын процесстер. Термоэлектрондық және автоэлектрондық эмиссиялар. Соғу және термоионизация. Доға аралығында ионсыздану әсерінен пайда болатын процесстер. Зарядталған бөлшектердің рекомбинациясы және диффузиясы. Дәріс мақсаты: Аппараттардың ажырататын түйіспелердегі электр доғасы пайда болған кездегі физикалық құбылыстарын зерттеу. Белгілі – бір мәндегі токтар мен кернеулер әсерінен электр желісіндегі ажырау ажыратылатын түйіспелерде электр разрядын тудырады. Түйіспелер арасындағы ауа иондалып, біраз уақыт өткізгіш рөлін атқарады. Ол кезде пайда болатын доға түйіспелер және аппарат үшін зиянды әсер етеді. Электр доғасының кері әсеріне қарсы күресу үшін электр доғасының пайда болу теориясын, осы құбылыспен қатар жүретін физикалық процесстер жөнінде білу қажет. 9.1 Доға аралығында ионизация әсерінен пайда болатын процесстер Қалыпты жағдайда ауа жақсы изолятор: мысалы, 1см ауа аралығына ток өткізу үшін 30кВ-тан артық кернеу беру керек. Ауа аралығын өткізгішке айналдыру үшін онда белгілі - бір мөлшерде электрондардың және иондардың зарядталған концентрациясы болу керек. Нейтралды бөлшектерден бір немесе бірнеше электрондардың бөлінуі және бос электрондардың және оң зарядталған иондардың пайда болу процесі ионизация деп аталады. Ауаның ионизациясы жарықтың, рентген сәулелерінің, жоғары температураның, электр өрісінің және де басқа факторлардың әсерінен пайда болады. Электр аппараттарында орын алатын доғалық процесстер мыналар: электродтарда болатын термоэлектрондық және автоэлектрондық эмиссия процесстері, доға аралығында болатын соғу және термоионизация процесстері. 9.1.1 Термоэлектрондық эмиссия Жоғары температурада катод бетінен бос электрондардың ұшып шығуын термоэлектрондық эмиссия деп атайды. Түйіспенің ажырауынан оның кедергісі және соңғы түйіспенің ауданындағы ток тығыздығы өседі. Бұл аудан балқып, түйіспелердің ажырауынан жыртылады, нәтижесінде ауа кеңістігінде металл буы пайда болады. Теріс зарядты электродта катодтық орын (ыстық аудан) пайда болады, ол түйіспелердің ажырауының алғашқы моментінде доғаның негізі және электрон шығарудың көзі болып табылады. Термоэлектрондық эмиссиядағы ток тығыздығы температураға және түйіспенің материалына байланысты. Ол онша үлкен емес және доғаның түзілуіне ғана әсер етеді, бірақ доғаның жануына әсері жоқ. 1 сурет - Доға аралығында ионизация әсерінен пайда болатын процесстер 9.1.2 Автоэлектрондық эмиссия Күшті электр өрісі әсерінен электрондардың ұшып шығу құбылысын автоэлектрондық эмиссия деп атайды. Түйіспе ажыратылғаннан бастап олар арасындағы кернеу өрісі өсе бастайды да, 109 В/м шамасынан асады, бұл суық катодтан электрондарды жұлып алумен сәйкес келеді. Автоэлектрондық эмиссиядағы ток өте кішкене және ол доғаның түзілуіне ғана әсер ете алады. Ажыратылған түйіспелердегіі доға разрядының түзілуі - доға аралықтарындағы бос электрондардың термоэлектрондық және автоэлектрондық эмиссиясымен түсіндіріледі. Доға пайда болған соң оң зарядты иондар мен электрондар әрқайсысы өз электродтарына тартылады: оң зарядты – катодқа, ал электрондар – анодқа. Оң зарядты иондар әсерінен термоэлектрондық және автоэлектрондық эмиссиялар күшейеді: катодты оң зарядты иондармен атқылау нәтижесінде катод температурасы артып термоэлектрондық эмиссия күшейе түседі, ал автоэлектрондық эмиссияның күшеюі оң зарядты ион мен теріс зарядты катод қабатының арасындағы электр өрісінің артуына негізделген. 9.1.3 Итерілу нәтижесінде түзілген ионизация Қозғалыс кезіндегі бос электрон электр өрісінде белгілі – бір жылдамдыққа, соған сәйкес кинетикалық энергияға ие болса, ол нейтралды бөлшекпен соқтығысып одан электрондарды жұлып алады, яғни бұл бөлшек иондалады. Нәтижесінде пайда болған жаңа электрон келесі нейтрал бөлшекті иондайды, т.с.с. Доға аралығында электрондар ағыны артады. Электр өрісі мен электрон қозғалысына қажетті жол ұзындығы соғу ионизациясының басты шарты болып табылады, ауадағы молекуланы иондау үшін электронға қажет энергияны осыдан алады. Осы жолды жүгіріп өткен кездегі электрондардың жылдамдығы потенциалдардың айырмасына байланысты. Сол себепті электрондардың қозғалыс жылдамдығы көрсетілмей, потенциал айырмасының минимал мөлшері ғана көрсетіледі. Бұл потенциал айырмасы ионизация потенциалы деп аталады. Газдың қысымы мен тығыздығы жоғары болған сайын электрондардың бос қозғалыс жолы аз және оған сәйкес энергиясы да аз болады. Ауадағы ионизация қиындайды, доға пайда болмауы да мүмкін. Ауадағы металл буының пайда болуы, оның ионизация потенциалы ауа потенциалынан төмен болуы - ионизация потенциалын төмендетеді, доға разрядының түзілуін жеңілдетеді. 9.1.4 Термоионизация Бұл жоғары температура әсерінен болатын процесс. Доға разрядын белгілі – бір мөлшерде бос электрондармен қамтамасыз ету термоионизациямен түсіндіріледі. Доғаның температурасы 4 – 7 мың градус Кельвинге жетеді. Осындай жоғарғы температурада тез қозғалатын молекулалар саны мен оның жылдамдықтары артады. Тез қозғалатын молекулалар мен атомдардың соқтығысуынан олардың көбі жойылып, зарядталған бөлшектер пайда болады. Термоионизацияның негізгі сипаты ионизация дәрежесімен анықталады, ол доға аралығындағы иондалған атом санының жалпы атом санына қатынасына тең. Металл буы ауаға қарағанда тез иондалады, бұл оның ионизация потенциалының төмендігімен түсіндіріледі. жүктеу/скачать 44.5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2