.RU

Виды разрядов - часть 2

Обычно осветительная сеть питается током переменного направления. Дуга, однако, горит устойчивее, если через нее пропускают ток постоянного направления, так что один из ее электродов является все время положительным (анод), а другой отрицательным (катод). Между электродами находится столб раскаленного газа, хорошо проводящего электричество. В обычных дугах этот столб испускает значительно меньше света, нежели раскаленные угли. Положительный уголь, имея более высокую температуру, сгорает быстрее отрицательного. Вследствие сильной возгонки угля на нем образуется углубление – положительный кратер , являющийся самой горячей частью электродов. Температура кратера в воздухе при атмосферном давлении доходит до 4000 °C.

Дуга может гореть и между металлическими электродами (железо, медь и т. д.). При этом электроды плавятся и быстро испаряются, на что расходуется много тепла. Поэтому температура кратера металлического электрода обычно ниже, чем угольного (2000-2500 °C).

Заставляя гореть дугу между угольными электродами в сжатом газе (около 20 атм), удалось довести температуру положительного кратера до 5900 °C, т. е. до температуры поверхности Солнца. При этом условии наблюдалось плавление угля.

Еще более высокой температурой обладает столб газов и паров, чрез который идет электрический разряд. Энергичная бомбардировка этих газов и паров электронами и ионами, подгоняемыми электрическим полем дуги, доводит температуру газов в столбе до 6000-7000 °. Поэтому в столбе дуги почти все известные вещества плавятся и обращаются в пар, и делаются возможными многие химические реакции, которые не идут при более низких температурах. Нетрудно, например, расплавить в пламени дуги тугоплавкие фарфоровые палочки.

Для поддержания дугового разряда нужно небольшое напряжение: дуга хорошо горит при напряжении на ее электродах 40-45 в. Ток в дуге довольно значителен. Так, например, даже в небольшой дуге, идет ток около 5 А, а в больших дугах, употребляющихся в промышленности, ток достигает сотен ампер. Это показывает, что сопротивление дуги невелико; следовательно, и светящийся газовый столб хорошо проводит электрический ток.

Такая сильная ионизация газа возможна только благодаря тому, что катод дуги испускает очень много электронов, которые своими ударами ионизуют газ в разрядном пространстве. Сильная электронная эмиссия с катода обеспечивается тем, что катод дуги сам накален до очень высокой температуры (от 2200° до 3500°C в зависимости от материала). Когда для зажигания дуги мы в начале приводим угли в соприкосновение, то в месте контакта, обладающем очень большим сопротивление, выделяется почти все джоулево тепло проходящего через угли тока. Поэтому концы углей сильно разогреваются, и этого достаточно для того, чтобы при их раздвижении между ними вспыхнула дуга. В дальнейшем катод дуги поддерживается в накаленном состоянии самим током, проходящие через дугу. Главную роль в этом играет бомбардировка катода падающими на него положительными ионами.

Применение дугового разряда

Вследствие высокой температуры электроды дуги испускают ослепительный свет, и поэтому электрическая дуга является одним из лучших источников света. Она потребляет всего около 0,3 ватта на каждую свечу и является значительно более экономичной. Нежели наилучшие лампы накаливания. Электрическая дуга впервые была использована для освещения П. Н. Яблочковым в 1875 г. и получила название «русского света», или «северного света».

Электрическая дуга также применяется для сварки металлических деталей (дуговая электросварка ). В настоящее время электрическую дугу очень широко применяют в промышленных электропечах . В мировой промышленности около 90% инструментальной стали и почти все специальные стали выплавляются в электрических печах.

Большой интерес представляет ртутная дуга, горящая в кварцевой трубке, так называемая кварцевая лампа . В этой лампе дуговой разряд происходит не в воздухе, а в атмосфере ртутного пара, для чего в лампу вводят небольшое количество ртути, а воздух выкачивают. Свет ртутной дуги чрезвычайно богат невидимыми ультрафиолетовыми лучами, обладающими сильным химическим и физиологическим действием. Ртутные лампы широко применяют при лечении разнообразных болезней («искусственное горное солнце »), а также при научных исследованиях как сильный источник ультрафиолетовых лучей.

Тлеющий разряд. Кроме искры, короны и дуги, существует еще одна форма самостоятельного разряда в газах – так называемый тлеющий разряд. Для получения этого типа разряда удобно использовать стеклянную трубку длинной около полуметра, содержащую два металлических электрода. Присоединим электроды к источнику постоянного тока с напряжение в несколько тысяч вольт (годится электрическая машина) и будем постепенно откачивать из трубки воздух. При атмосферном давлении газ внутри трубки остается темным, так как приложенное напряжение в несколько тысяч вольт недостаточно для того, чтобы пробить длинный газовый промежуток. Однако когда давление газа достаточно понизится, в трубке вспыхивает светящийся разряд. Он имеет вид тонкого шнура (в воздухе – малинового цвета, в других газах – других цветов), соединяющий оба электрода. В этом состоянии газовый столб хорошо проводит электричество.

При дальнейшей откачен светящийся шнур размывается и расширяется, и свечение заполняет почти всю трубке. Различают следующие две части разряда: 1) несветящуюся часть, прилегающую к катоду, получившую название темного катодного пространства ; 2) светящийся столб газа, заполняющий всю остальную часть трубки, вплоть до самого анода. Эта часть разряда носит название положительного столба .

А работает это вот как. При тлеющем разряде газ хорошо проводит электричество, а значит, в газе все время поддерживается сильная ионизация. При этом в отличие от дугового разряда катод все время остается холодным . Почему же в этом случае происходит образование ионов?

Падение потенциала или напряжения на каждом сантиметре длины газового столба в тлеющем разряде очень различно в разных частях разряда. Получается, что почти все падение потенциала приходится на темное пространство. Разность потенциалов, существующая между катодом и ближайшей к нему границей пространства, называют катодным падением потенциала. Оно измеряется сотнями, а в некоторых случаях и тысячами вольт. Весь разряд оказывается существует за счет этого катодного падения.

Значение катодного падения заключается в том, что положительные ионы, пробегая эту большую разность потенциалов, приобретают большую скорость. Так как катодное падение сосредоточено в тонком слое газа, то здесь почти не происходит соударений ионов с газовыми атомами, и по этому, проходя через область катодного падения, ионы приобретают очень большую кинетическую энергию. Вследствие этого при соударении с катодом они выбивают из него некоторое количество электронов, которые начинают двигаться к аноду. Проходя через темное пространство, электроны в свою очередь ускоряются катодным падением потенциала и при соударения с газовыми атомами в более удаленной части разряда производят ионизацию ударом. Возникающие при этом положительные ионы опять ускоряются катодным падением и выбивают из катода новые электроны и т. д. Таким образом все повторяется до тех пор пока на электродах есть напряжение.

Значит мы видим, что причинами ионизации газа в тлеющем разряде являются ударная ионизация и выбивание электронов с катода положительными ионами.

Такой разряд используют в основном для освещения. Применяется в люминесцентных лампа.

Д О К Л А Д

на тему: «ВИДЫ РАЗРЯДОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ»

Выполнил: Шутов Е.Ю.

10 А класс

Проверил:

НОВОСИБИРСК

1999


v-kfinn-ob-intellektualnom-analize-dannih-novosti-iskusstvennogo-intellekta-3-2004.html
v-kirenske-na-reke-lena-zakrita-odna-iz-paromnih-pereprav-informacionnoe-agentstvo-teleinform-16112011.html
v-kirovskoj-oblasti-stranica-6.html
v-kishtimskom-kaoline-spravochnoe-posobie-pod-redakciej-prof-g-n-maslennikovoj-izdatelstvo-tpu-2009.html
v-klass-68-chasov-programmi-obucheniya-detej-s-umerennoj-i-tyazheloj-umstvennoj-otstalostyu-podgotovitelnij-i.html
v-klyuch-ot-krasnih-vrat-viktor-gyugo-sobor-parizhskoj-bogomateri.html
  • knigi.bystrickaya.ru/sabati-tairibi-bakteriyalardi-tabiattai-zhne-sharuashilitai-maizi.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/a-g-zekunov-glavnij-redaktor-izdatelstva-stranica-12.html
  • letter.bystrickaya.ru/na-uchastie-v-razmeshenii-zakaza-na-postavku-oborudovaniya-dlya-kabinetov-biologii-geografii-istorii-dlya-mou-co-p-ugolnie-kopi-stranica-4.html
  • abstract.bystrickaya.ru/-5-zhivopis-i-arhitektura-istoriya-rossii-s-drevnejshih-vremen-do-konca-xx-veka.html
  • writing.bystrickaya.ru/kniga-chelovek-pered-licom-smerti-novejshaya-iz-mnogochislennih-nedavnih-publikacij-v-oblasti-tanatologii-perezhivayushej-sejchas-rascvet-stranica-4.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/stanovlenie-sistemi-rossijskogo-zakonodatelstva.html
  • spur.bystrickaya.ru/lekciya-6-hudozhestvennaya-kultura-iskusstvo-kak-sociokulturnij-fenomen.html
  • lecture.bystrickaya.ru/administraciya-malousinskogo-selskogo-poseleniya-elovskogo-municipalnogo-rajona-soobshaet-o-prodazhe-11-maya-2012-goda-posredstvom-aukciona-obektov-nedvizhimogo-i-dvizhimogo-imushestva.html
  • testyi.bystrickaya.ru/54-uchastie-v-internet-testirovanii-otchet-o-rezultatah-samoobsledovaniya-po-sostoyaniyu-na-01-06-2008-goda-utverzhden.html
  • textbook.bystrickaya.ru/internet-resursi-test-na-protest-16-vremya-novostej-guseva-darya-20-07-2005-129-str-4-16.html
  • nauka.bystrickaya.ru/urok-po-okruzhayushemu-miru-v-4-klasse-na-temu-lekarstvennie-rasteniya-na-territorii-chuvashii.html
  • klass.bystrickaya.ru/arhitektura-kompyuternih-setej-etalonnie-modeli-vzaimodejstviya-sistem.html
  • occupation.bystrickaya.ru/metodicheskij-kompleks-uchebnoj-disciplini-dlya-studentov-ekonomicheskih-specialnostej-bazovogo-obrazovaniya-distancionnoj-formi-obucheniya-kiev-2001.html
  • occupation.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-po-vipolneniyu-laboratornih-rabot-dlya-studentov-dnevnoj-i-zaochnoj-form-obucheniya-disciplina-teplotehnika.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/polozhenie-ob-okruzhnom-etape-moskovskogo-gorodskogo-professionalnogo-konkursa-pedagogicheskogo-masterstva-i-obshestvennogo-priznaniya-v-nominacii-vospitatel-goda-moskvi-2012-obshie-polozheniya.html
  • esse.bystrickaya.ru/razlichiya-v-slavyanskih-yazikah-tazieva-e-m-kultura-rechi-ucheb-posobie-novosib-gos-un-t-novosibirsk-2009-2-e-izd.html
  • lesson.bystrickaya.ru/svobodnie-ekonomicheskie-zoni-kitaya.html
  • holiday.bystrickaya.ru/na-poroge-gryadushego.html
  • crib.bystrickaya.ru/informatike.html
  • gramota.bystrickaya.ru/znanie-i-mnenie-problema-obosnovannosti-znanij-chast-3.html
  • student.bystrickaya.ru/2-analiz-sostoyaniya-i-effektivnosti-vnedreniya-gosudarstvennih-uslug-v-ufms-rossii-po-belgorodskoj-oblasti.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/konkurs-tvorcheskih-rabot-studentov-nashi-vipuskniki-polozhenie-1.html
  • abstract.bystrickaya.ru/4-konstruktorskoe-proektirovanie-diplomnij-proekt.html
  • write.bystrickaya.ru/g-v-sereda-dokumenti-federalnoj-palati-advokatov-rossijskoj-federacii.html
  • school.bystrickaya.ru/konkurs-rffi-mobilnost-molodih-uchenih-itogi-nauchno-issledovatelskoj-deyatelnosti-za-2007-god-federalnoe.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/kommentarii-rabota-aktera.html
  • control.bystrickaya.ru/diplom-po-tec-chast-21.html
  • school.bystrickaya.ru/malie-zhanri-liriki.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/sozdanie-bozhestvennih-sushestv-v-ekzotericheskih-izlozheniyah-nauki-religii-i-filosofii.html
  • credit.bystrickaya.ru/otchet-o-preddiplomnoj-praktike-kaluga.html
  • occupation.bystrickaya.ru/obzor-normativnih-pravovih-aktov-za-oktyabr-grazhdanskoe-zakonodatelstvo.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/sovershenstvovanie-proizvodstvenno-hozyajstvennoj-deyatelnosti-predpriyatiya-na-primere-zao-minskij-zavod-bezalkogolnih-napitkov.html
  • klass.bystrickaya.ru/5-voprosi-k-zachetu-po-kursu-organizacionnoe-povedenie-uchebno-metodicheskij-kompleks-moskva.html
  • composition.bystrickaya.ru/plan-konspekt-uroka-anglijskogo-yazika-po-teme-nuzhno-li-hodit-v-shkolu-.html
  • testyi.bystrickaya.ru/analiz-investicionnih-proektov-v-usloviyah-inflyacii-chast-2.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.