Фиксация катодного пятна

И. Фиксация катодного пятна [c.42]

Дальнейшие работы в этой области [Л. 99 и 100] посвящены главным образом исследованию технических возможностей использования фиксации катодного пятна и отысканию наиболее удачного решения вопроса. Было найдено, что при условии достаточно эффективного отвода выделяющейся на катоде теплоты некоторые конструкции фиксаторов способны удерживать пятно вплоть до токов порядка 100 а. При всем том такого рода фиксация не отличается надежностью, а само фиксирующее устройство постепенно разрушается в процессе работы в результате распыления металла фиксатора, осаждающегося на внутренних деталях и стенках аппарата. Все это говорит о том, что задачу фиксации пятна нельзя считать окончательно решенной. Что касается самих физических процессов фиксации, то они остаются в настоящее время столь же неясными, как и в первое время после обнаружения этого явления. [c.43]

МАГНИТНАЯ ФИКСАЦИЯ КАТОДНОГО ПЯТНА И ОГРАЖДЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КОРПУСА РТУТНЫХ ВЕНТИЛЕЙ [c.303]

Рис. 33. Осциллограммы колебаний напряжения О короткой дуги и светового потока Ф катодного пятна в условиях его фиксации у границы смачивания ртутью молибдена. а — 1 = 1,4 а б —/ = 0.4 а в — 1 = 0,27 а.

Весьма существенно то, что при стационарном режиме дуги число ячеек в катодном пятне сохраняется постоянным во времени. При этом независимо от величины разрядного тока на одну ячейку приходится в среднем всегда один и тот же ток ь величина которого заключена в пределах 0,08—0,1 а, что весьма близко к пороговому значению тока дуги с ртутным катодом /о, установленному нами ранее в 24 и 27. Справедливость последних утверждений для случая фиксации катодного пят на у молибдена иллюстрируют приведенные в табл. X для ряда токов результаты подсчета одиночных следов в различных сечениях снимков. В первом столбце этой таблицы указаны [c.162]

Выше было показано, что в условиях дуги низкого давления с жидким ртутным катодом пятно обнаруживает тенденцию перемещаться под действием магнитного поля в направлении наиболее резкого увеличения суммарной напряженности у его границ, определяемой с учетом собственного поля дуги. Используя это свойство пятна, можно его принудить оставаться неограниченное время в выделенной области като.да, удаленной от стенок металлического корпуса вентиля, где пятно будет совершать упорядоченное либо хаотическое движение. Принцип устройства катода с магнитной фиксацией пятна в замкнутой кольцевой зоне с радиальным полем может быть пояснен с помощью приведенных ранее рис. 90 и 91. На первом из них показан в разрезе катод с находящимися ниже уровня ртути концентрическими полюсными наконечниками электромагнита, разделенными узким кольцевым промежутком. Второй рисунок показывает направление магнитных силовых линий над полюсами. Катодное пятно совершает быстрое движение по круговой траектории в кольцевой зоне катода с радиальным полем, расположенной над промежутком (см. рис. 96). [c.303]

Переходя к вопросу о причинах наблюдающегося перемещения ячеек по катоду, мы должны с самого начала допустить существование разнородных причин, о чем говорит сложный характер движения. Тенденция ячеек распространяться на большую поверхность катода при увеличении разрядного тока, о чем ясно говорят снимки следующего параграфа, безусловно указывает на существование между ними взаимодействия типа отталкивания. Его источником может быть лишь магнитное поле дуги. В рассматриваемых здесь условиях фиксации катодного пятна на тонкой пленке ртути у границы смачивания последней металла это взаимодействие, однако, проявляется заметным образом лишь как некоторый коллективный эффект взаимного отталкивания ячеек при возрастающем токе. Такого рода отталкивание не обнаруживается явственным образом в поведении каких-либо двух соседних ячеек. Пути их в ряде случаев многократно сходятся и вновь расходятся. Подобное поведение вообще не может быть результатом взаимодействия ячеек. Его причиной могут служить различного рода гидродинамические эффекты. Как уже отмечалось в 34 в связи с анализом снимков рис. 54, имеются основания считать, что равномерное движение отдельных гру1пп ячеек вдоль мениска ртути связано с распространением поверхностных ртутных волн капиллярного типа. Последние как бы перегоняют с места на место группы ячеек, непрерывно увлекая их за собой. В процессе этого изменения местоположения ячеек на катоде неизбежно должно изменяться и их взаимное расположение. Перемещение ячеек на катоде может вызываться и таким тривиальным явлением, как истощение ртути непосредственно под ними в результате ее испарения. Этот же эффект может вызывать вращательное движение двух или большего числа связанных ячеек вокруг их общего центра. В самом деле, при наличии связи между ячейками, обусловленной облегчением условий их существования в тесном контакте друг с другом, смещение одной из них из обезртученной зоны катода должно вызвать согласованное смещение второй ячейки или остальных ячеек. Но при таких обстоятельствах свобода перемещения ячеек оказывается ограниченной преимущественно одним вращательным движением. Раз начавшись, это вращение уже не может прекратиться до тех пор, пока не нарушится связь между ячейками. Это обусловлено не какой-либо инерцией ячеек, а просто тем, что позади них остается обезртученная зона катода. Причиной распада группы ячеек может служить дальнейшее истощение ртути в области вращения ячеек. [c.169]

Следует считать показательным известное сходство явлений, наблюдающихся в условиях дуги с твердым катодом и при фиксации пятна на тонкой пленке жидкой ртути, смачивающей посторонние металлы. Для тех и других условий опыта характерны относительно высокие значения начальной продолжительности существования дуги о лри токах, близких к пороговому значению, а также чрезвычайно резкое увеличение с ростом тока при малых его значениях. Много общего есть и в характере колебаний напряжения того и другого типа разряда, включая их незначительную амплитуду, специфическую форму в виде одиночных узких импульсов продолжительностью около Ю сек и отсутствие цикличности. Указанные черты сходства дуги с твердым ртутным катодом и катодом в виде тонкой пленки жидкой ртути, смачивающей твердый металл, должны свидетельствовать о некоторой общности природы увеличения устойчивости разряда в тех и других условиях опыта. Но условия существования катодного пятна а тонкой пленке ртути отличаются от условий однородного жидкого катода прежде всего характером процессов теплоотвода, испарения ртути и подведения ее новых порций. В условиях тонкой пленки ртути не могут иметь места и бурные явления конвекционного перемешивания ртути, ни явления взрывоподобного вскипания сильно перегретой жидкости, с чем, по-видимому, связана цикличность изменений напряжения в дуге с однородным жидким катодом. Для дуги с фиксированным пятном следует считать в особенности характерным упорядочение процессов теплоотвода, испарения и доставки ртути, свойственное ламинарным режимам потоков жидкости. Ввиду этого можно провести некоторую аналогию между процессам поддержания катодного пятна на пленке ртути и процессом сгорания горючей жидкости в фитиле, по которому она подводится по мере расхода из соответствующего резервуара. Несомненно, что такого рода фитильный режим доставки и испарения ртути является одной из основных причин резко повышенной устойчивости дуги с фиксированным катодным пятном. Само собой разумеется, при этом должно играть большую роль упорядочение теплоотвода из области пятна. Не исключено также, что в какой-то степени увеличение устойчивости дуги с катодом пленочного типа связано с изменением работы выхода электронов в сложны условиях биметаллического катода. [c.141]

Разобраться в чрезвычайно сложных явлениях, происходящих в области катодного пятна, можно, лишь сопоставляя снимки фоторазвертки изображения пятна, выполненные при различных увеличениях и скоростях развертки. Несколько типичных снимков пятна, полученных в условиях его фиксации у полоски из листового молибдена при небольшом увеличении и низкой скорости развертки, приведены на рис. 54. На них ось [c.159]

Рис. 54. Фоторазвертка изображения катодного пятна в условиях его фиксации у границы смачивания ртутью молибденовой полоски. Увеличение 2,5 масштаб времени 1 см— 7-10- сек.

Рис. 59. Фоторазвертка изображения катодного пятна, на которой захвачен момент фиксации его у медной пластинки (отмечен стрелкой).

Е сли проследить детально за поведением катодного пятна на ртути при самых разнообразных усл01виях его существования, бросается в глаза одно его кардинальное свойство катодное пятно никогда не остается соверщенно неподвижным. Действительно, фоторазвертка увеличенного изображения пятна пpi любых обстоятельствах вскрывает непрекращающиеся изменения его формы, связанные со взаимным перемещением отдельных его частей. В (большинстве случаев они сопровол даются перемещением пятна по катоду как целого. Изменения первого типа были констатированы в предыдущих разделах даже в условиях фиксации пятна у соприкасающихся с ртутью металлов, хотя при визуальном наблюдении в данном случае их было бы трудно обнаружить. Различные типы перемещения пятна как целого можно наблюдать в условиях дуги с однородным ртутным катодом. [c.190]

Установленные в работе законы движения катодного пятна на ртути могут быть положены в основу новых методов фиксации пятна и ограждения от него мегалличеокого корпуса ртутных вентилей с неизолированным катодом. [c.303]

При магнитной фиксации пятно движется все время на свободной поверхности ртути, не соприкасаясь с посторонними металлами. При этом не только сохраняется ч1Истота условий ртутного разряда, но и оказывается полностью исключенной возможность разрушения катодным пятном самого фиксирующего устройства. Наряду с этим данный способ фиксации обладает существенными недостатками. К ним сле(дует отнести сложность устройства катода и необходимость дополнительных затрат энергии. Последние связаны не столько с поддержанием магнитного поля, чего можно полностью [c.303]

Отмеченные недостатки магнитной фиксации пятна делают более целесообразным применение других методов ограждения корпуса вентилей, при которых пятно выталкивается из запретной внешней области катода собственным магнитным шлем дуги без помощи стороннего поля. Одна из принципиальных возможностей такого использования законов движения катодного пятна для ограждения корпуса вентилей основывается на том, что при приближении пятна к барьеру ли стенке из ферромагнитного металла симметрия распределения поля дуги вокруг его границ нарущаегся. При этом между стенкой и пятном поле резко ослабляется, а с противоположиой стороны— усиливается, как это изображено схематически на рис. 122. Результатом такого нарушения симметрии согласно принципу максимума поля должно явиться отталкивание пятна от стенки. Следовательно, для ограждения корпуса от катодного пятна в принципе достаточно его изготовить из обыкновенной магнитной стали либо поместить перед ним стальной барьер в виде выступающего из ртути кольца. Об отталкивании пятна от такого барьера свидетельствует снимок, помещенный на рис. 123. Снимок сделан [c.304]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...