ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Заключение по обзору из "Катодные процессы ртутной дуги и вопросы ее устойчивости " Выше был приведен обзор выполненных в течение нескольких десятилетий экспериментальных работ по изучению холодной дуги, а также было рассмотрено современное состояние вопроса о ее механизме. Нам осталось лишь подвести итоги. [c.69] По-видимому, приблизительно в таком же состоянии находится вторая часть задачи исследования дуги — объяснение удивительных свойств и особенностей поведения катодного пятна. Несмотря на ряд ценных наблюдений, сделанных отдельными авторами, остались до сих пор непонятыми такие существенные особенности дуги, как стягивание тока к малой области катодного пятна, непрерывное беспорядочное перемещение пятна по металлу и самопроизвольные погасания дуги в области малых токов. Сравнительно подробно изучено направленное движение катодного пятна в магнитном поле, но и это явление не получило до сих пор достоверного, подтвержденного специальными опытами объяснения. Практически ничего не известно о закономерностях и причинах деления пятна, а вопрос о его устойчивости даже не поднимался до настоящего времени. Для современного состояния сведений о дуге в особенности характерно то, что от физиков пока полностью ускользала связь между перечисленными явлениями. [c.70] Таким образом, при дальнейшем исследовании дуги главные усилия должны быть сосредоточены не на поисках каких-то новых идей относительно механизма эмиссии катода, а на планомерном накоплении точных сведений о дуге и выработке на этой основе надежных количественных критериев для проверки и отбора существующих идей. В программе такого исследования видное место должны занять те вопросы физики дуги, которым до сих пор не уделялось достаточного внимания. К важнейшим из них относится вопрос об устойчивости дуги. [c.71] По-видимому, устойчивость дуги холодного типа в принципе не подвергалась до настоящего времени серьезному сомнению благодаря ее способности поддерживаться при известных условиях практически неограниченное время. Следует, однако, иметь в виду, что указанная способность дуги еще не может служить критерием ее устойчивости и в этом отношении оказывается малозначащей. В самом деле, она не исключает того, что дуга поддерживается посредством каких-либо процессов, несовместимых с критерием устойчивости разряда, таких, как колебания напряжения или даже периодическое кратковременное затухание разряда и его восстановление. Поэтому для большей четкости постановки вопроса об устойчивости дуги следует точно определить, что мы подразумеваем под устойчивой формой разряда. Естественным критерием устойчивости любого разряда, питающегося от источника постоянного напряжения, может служить его способность поддерживаться неограниченное время при неизменных значениях тока и напряжения на электродах, а также при постоянстве геометрии его основных частей и их расположения по отношению к электродам. Само собой разумеется, что этим критерием предусматривается лишь отсутствие таких изменений, которые по амплитуде и частотной характеристике выходят за пределы обычных статистических флуктуаций, присущих каждому разряду. [c.73] Ближайшей нашей задачей будет рассмотреть ряд отступлений от критерия устойчивости разряда в условиях дуги с ртутным катодом, а также установить связь между ними и их причины. К наиболее грубым отступлениям такого рода относятся самопроизвольные погасания дуги, вследствие чего они должны быть рассмотрены в первую очередь. [c.73] Последняя величина определялась блоком III в результате суммирования отдельных циклов проводимости трубки Она включает, помимо длительности дугового разряда, длительность различных переходных процессов и разрядов иной формы. В большинстве случаев обе суммы практически не отличались друг от друга, и тогда блок III выполнял назначение контрольного прибора. Однако при ряде условий, особенно в области малых токов, продолжительность дугового разряда составляла лишь долю полного времени прохождения тока через трубку. В этом случае требовалось знание обеих величин, определявшихся раздельно с помощью блоков I и III. [c.76] Многое из сказанного относительно блока / может быть отнесено также к блоку ///, занимающему левую часть схемы на рис. 5. Основное различие между ними состоит в том, что балластное сопротивление подключается непосредственно между катодом и сеткой входной лампы блока III без дополнительного отрицательного смещения. Кроме того, расположение катодного и сеточного проводников относительно R выбрано таким, что при протекании в R разрядного тока входная лампа запирается. Пока разрядная трубка находится в непроводящем состоянии, входная лампа отперта и на сетку промежуточного каскада JI2 подается отрицательный относительно катода потенциал. При этом емкость Сг не может заряжаться. Как только трубка начинает проводить ток, лампа Лх запирается и на сетке оказывается положительный потенциал. Следовательно, зарядка конденсатора Сг начинается одновременно с появлением проводимости разрядного промежутка и длительность зарядки с достаточной степенью точности равна длительности протекания тока в трубке независимо от возникающей в ней формы разряда. Как видно из схемы на рис. 5, выходной или измерительный каскад блока III представляет собой точную копию выходного каскада блока /. [c.78] Основной особенностью действия описанных схем являлось то, что показания включенных на их выходе приборов совершенно не зависели от величины разрядного тока, благодаря чему оказывалось возможным точное определение длительности разряда при любых значениях тока. Эта независимость показаний приборов от тока явилась следствием того, что входные лампы схемы подключены к концам балластного сопротивления дуги и полностью отпираются либо вновь полностью запираются при изменении тока в чрезвычайно узких пределах. Изменение тока за этими пределами уже не способно оказать какого-либо дополнительного действия на схему. [c.78] Измерения производились с трубками трех различных типов. Трубка типа 1 представляла собой стеклянный цилиндрический сосуд с ртутным катодом и подвешенным на гибком проводнике плоским молибденовым анодом (рис. 9). Расстояние между ними можно было изменять в пределах 1—40 см, наматывая проводник на вал шлифа, находящегося в верхней части трубки. Диаметр трубки составлял около 10 см, а величина поверхности катода была несколько менее 10 см . Давление ртутного пара в трубке поддерживалось постоянным, для чего она помещалась в бак с проточной водой заданной температуры. Несмотря на низкую теплопроводность стекла, теплообмен. между катодом и водой оказывался вполне достаточным при токах до 3—4 а ввиду кратковременности существования дуги в этой области разрядных токов. Трубки типа 1 употреблялись при исследовании зависимости устойчивости дуги от ее длины, а также для опытов с нормальной длинной дугой. [c.81] У —ртутный катод 2 —анод 5 —зажигатель 4 — стальное днище 5 — дно водяной рубашки 6 — шлиф 7 и 8 — полюсные наконечники магнита. [c.84] Измерения средней продолжительности горения дуги в парах ртути производились при непрерывной откачке трубок диффузионными насосами. Кроме того, можно было исследовать поведение разряда в комбинированной атмосфере ртутного пара и инертного газа, для чего в трубку вводились те или иные его порции. Другим способом изменения внутренних условий разряда являлось наложение продольного магнитного поля. В разрядном пространстве могло быть создано с помощью электромагнита достаточно однородное поле этого типа с напряженностью до 10 э. Величина напряженности поля определялась посредством измерения э. д. с. миниатюрной катушки, располагавшейся с этой целью в области однородного поля на уровне катода и приводившейся в быстрое вращение синхронным мотором. [c.85] Переходя к результатам измерений средней продолжительности существования дуги, необходимо прежде всего уточнить, что следует понимать под дуговым разрядом при такого рода измерениях. В том, что этот вопрос в данном случае тре- ,25 бует уточнения, убеждают следующие обстоятельства. [c.85] Чтобы указанная величина не превосходила намного максимальную ошибку 0,03, вносимую самой аппаратурой, каждое значение б выводилось на основании по меньшей мере 500 отсчетов. [c.88] С целью лучшей систематизации и обобщения наблюдений ниже рассмотрены отдельно данные о влиянии на исследуемую величину параметров внешней цепи и внутренних условий разряда. [c.88] При выполнении измерений ) неизбежно возникает вопрос методологического характера о влиянии формы поджигающего импульса на результаты измерений. Чтобы получить ответ на этот вопрос, а затем выбрать наиболее благоприятные условия эксперимента, было необходимо произвести предварительно несколько серий измерений с различной формой импульса при прочих равных условиях опыта. Ради ясности результаты такого рода вспомогательных наблюдений следует сообщить кратко до изложения основных данных этого раздела. [c.88] После указанных предварительных замечаний, относящихся главным образом к выбору условий опыта, своевременно перейти к изложению основных материалов этого раздела. [c.89] Несмотря на указанный разброс точек, очевидно, что они определенно группируются около наклонных прямых. С увеличением ( угол их наклона монотонно возрастает, в то время как точка пересечения ими оси ординат смещается в большинстве случаев лишь незначительно. Сам нерегулярный характер этого смещения внушает мысль, что его следует отнести главным образом за счет ошибки. Смещение оказывается значительным лишь для нижней кривой, но в этом случае как раз имеются основания ожидать особенно большой ошибки в определении тока. [c.90] Как следует из рассмотренной части работы , при 1малых значениях индуктивности цепи зависимость средней продолжительности жизни дуги -О от тока может быть представлена кривой, состоящей из двух экспоненциальных участков. Границей между ними является область токов около 0,5 а. [c.94] В пределах нижнего, слаботочного, участка и в переходной области параметры внешней цепи не оказывают заметного влияния на тЭ. [c.94] Характерным для действия параметров внешней цепи является то, что с их изменением изменяется лишь наклон кривых в пределах верхнего, сильно-точного, участка. Так, например, при увеличении э. д. с. источника и индуктивности цепи угол наклона второго участка увеличивается. В этом смысле действие э. д. с. и индуктивности оказывается эквивалентным. Напротив, емкость способна приводить лишь к уменьшению угла наклона и в этом смысле ее действие является противоположным действию э. д. с. [c.94] Вернуться к основной статье