Файл: Lysenko_physics_lek_1.pdf

Дуговий розряд. У 1802 р. В.В.Петров виявив, що при розведенні вугільних електродів, що спочатку дотикались, які підключені до великої гальванічної батареї, між електродами спалахує сліпуче світіння. При горизонтальному розміщенні електродів нагрітий світний газ вигинається у вигляді дуги, у зв'язку із чим відкрите Петровим явище було названо електричною дугою (сам Петров назвав його вольтовою дугою).

Дуговий розряд може протікати як при низькому (порядку декількох гектопаскалей), так і при високому (до 1000 атм) тиску. Сила струму в дузі може досягати величезних значень (103 – 104 А) при напрузі в кілька десятків вольтів.

Основними процесами, що підтримують дуговий розряд, є термоелектронна емісія з розпеченої поверхні катода й термічна іонізація молекул, обумовлена високою температурою газу в міжелектродному проміжку. Майже увесь міжелектродний простір заповнений ізотермічною плазмою (сукупністю додатних та від’ємних іонів). Вона служить провідником, по якому електрони, які випромінюються катодом, досягають анода. Температура плазми становить близько 6000 К. У дузі надвисокого тиску, температура плазми може досягати 10 000 К. Внаслідок бомбардування додатними іонами катод, розжарюється приблизно до 3500 К. Анод, який бомбардується потужним потоком електронів, розігрівається ще більше. Це приводить до того, що анод інтенсивно випаровується й на його поверхні утворюються поглиблення – кратер. Це поглиблення є самим яскравим місцем дуги.

Дуговий розряд має дуже важливе технічне застосування – він використовується для електрозварювання.

Крім описаної вище термоелектронної дуги буває дуга з холодним катодом. Катодом такої дуги служить зазвичай рідка ртуть, налита в балон, з якого викачане повітря. Розряд відбувається в парах ртуті. Електрони вилітають із катода за рахунок автоелектронної емісії.

Іскровий розряд. Цей вид розряду виникає в тих випадках, коли напруженість електричного поля досягає пробивного для даного газу значення. Для повітря при атмосферному тиску воно становить близько 3 МВ/м (30 кВ/см).

Іскровий розряд супроводжується утворенням яскраво світного звивистого розгалуженого каналу, по якому проходить короткочасний імпульс струму великої сили. Прикладом може служити блискавка: довжина її буває до 10 км, діаметр каналу до 40 см, сила струму може досягати 100 000 і більше амперів. Газ в іскровому каналі являє собою плазму, температура якої буває до 10 000 К.

Викликає кожну лавину електрон, що утворюються шляхом фотоіонізації. Перекриття електронних лавин приводить до утворення стримера (див. рис.115.4). Стример являє собою добре провідний канал, по якому спрямовується від катода до анода потужний потік електронів.

оточує електрод. Це послужило причиною того, що розряд був названий коронним.

191

При коронному розряді іонізація й збудження молекул відбуваються не в усьому міжелектродному просторі, а поблизу електрода з малим радіусом кривизни, де напруженість поля досягає пробивного значення,

Залежно від знака електрода говорять про додатну або від’ємну корону. У випадку від’ємної корони явища на катоді подібні з явищами на катоді тліючого розряду. У зовнішній області корони поле недостатньо для того, щоб передати електронам енергію, яка необхідна для іонізації молекул.

У додатній короні електронні лавини зароджуються біля зовнішньої границі корони й спрямовуються до анода. Виникнення електронів, що породжують лавини, обумовлено фотоіонізацією, яка викликана випромінюванням коронного розряду.

192

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1.Савельев И.В. Курс общей физики. Т.1. Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1982.

2.Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. – М:

Наука, 1982.

3.Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. – М.: Наука, 1987.

4.Савельев И.В. Курс физики. Т.1. Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1989.

5.Савельев И.В. Курс физики. Т.2. Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика. –

М.: Наука, 1989.

6.Савельев И.В. Курс физики. Т.3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. – М.: Наука, 1989.

7.Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.1. Механика. – М.: Физматлит, 2005.

8.Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.2. Термодинамика и молекулярная физика. – М.: Физматлит, 2005.

9.Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.3. Электричество. – М.: Физматлит, 2004.

10.Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.4. Оптика. – М.: Физматлит, 2005.

11.Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.5. Атомная физика и ядерная физика. – М.: Физматлит, 2002.

12.Яворский Б.М., Пинский А.А. Основы физики. – М.: Наука, 1974. – Т.1.

13.Кингсеп А.С., Локшин Г. Р., Ольхов О.А. Основы физики. Курс общей физики Т.1. Механика, электричество и магнетизм, колебания и волны, волновая оптика. – М.: Физматлит, 2001.

14.Бушок Г.Ф., Левандовскький В.В., Півень Г.Ф. Курс фізики. Кн. 1. Фізичні основи механіки. Електрика і магнетизм. – К.: Либідь, 2001.

15.Бушок Г.Ф., Венгер Є.Ф. Курс фізики. Кн. 2. Оптика. Фізика атома і атомного ядра. Молекулярна фізика і термодинаміка. – К.: Либідь, 2001.

16.Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. – М.: Наука, 1985. – Т.2.

17.Калашников С. Г. Электричество. – М.: Физматлит, 2004.

193