3- Ma’ruza Payvand yoyining asosiy qismlari.
Qiska tutashuvda elektrod uchi buyumga tegadi.
Elektrodning uchi notekis
sirtli bo‘lgani uchun uning barcha tekisligi bo‘ylab kontakt bo‘lmaydi (3.1 - rasm).
3.1 - Rasm Qisqa tutashuv paytida elektrod uchining buyumga tegishi.
Kontakt nuqtalarida tokning zichligi juda katta bo‘ladi va ajralgan issiqlik
ta’sirida bu nuqtalarda metall bir onda suyuqlanadi. Elektrodni buyumdan
uzoqlashtirish vaqtida suyuqlangan metall zonasi – suyuq ko‘prikcha cho‘ziladi,
kesimi kichrayadi, metallning harorati esa ortadi. Elektrod buyumdan yanada
uzoqlashganda suyuq ko‘prikcha uziladi, keskin bug‘lanish (metallning
«portlashi») ro‘y beradi. Bu paytda zaryadsizlanish oralig‘i metall bug‘larining,
elektrod qoplamasining va havoning qizib ionlangan zarralari bilan to‘ladi –
payvandlash yoyi vujudga keladi. Eyning paydo bo‘lish
jarayoni sekundning
yuzdan bir ulushicha davom etadi. Boshlang‘ich paytda yoy oralig‘ida gazlarning
ionlanishi katod sirtidan elektron emissiyasi tufayli, metall va elektrod
qoplamasining keskin qizishi va suyuqlanishi natijasida strukturaning buzilishi
tufayli amalga oshadi.
Elektronlar oqimining zichligi oksidlar,
suyuqlangan flyuslar hamda
elektrod qoplamasining sirt qatlami hosil qilishi hisobiga ortadi, chunki bu sirt
qatlamlarda elektronning chiqish pasayadi. Suyuq metall ko‘prikchasining uzilish
paytida potensial keskin kamayadi, bu avtoelektron emissiyaning yuzaga kelishiga
yordam beradi. Potensialning kamayishi emissiya tokining zichligini orttirishga,
elektronlarga metallarning atomlari bilan noelastik to‘qnashuvlar
uchun etarli
kinetik energiya to‘plashga va ularni ionlangan holatgan keltirishga imkon beradi
va bu bilan elektronlar sonini orttirib, yoy oralig‘ining o‘tkazuvchanligini
oshirishga imkon beradi. Natijada tok ortadi, kuchlanish pasayadi. Bu ma’lum
chegaragacha davom etadi, so‘ngra yoy zaryadsizlanishining turg‘un holati –
yoyning yonishi boshlanadi.
3.1 Katod sohasi. Katod kuchlanishi tushishi sohasida bo‘ladigan jarayonlar
payvandlashda muhim rol o‘ynaydi. Katod kuchlanishi tushishi sohasi birlamchi
elektronlar manbai bo‘lib, bu elektronlar yoy oralig‘i gazlarini qo‘zg‘algan
ionlashgan holatda ushlab turadi va juda harakatchan bo‘lgani
uchun zaryadning
asosiy massasini olib o‘tadi. Katod sirtidan elektronlari va avtoelektron emissiya
hisobiga bo‘ladi. Elektronlarning katod sirtidan tortib olish va metallni
suyuqlantirishga sarf bo‘lgan energiya qisman yoy ustuni energiyasi hisobiga,
ya’ni o‘zining ionlanish energiyasini katod sirtiga berayotgan musbat zaryadlangan
ionlar hisobiga to‘ldirishi mumkin (3.2-rasm).
3.2- rasm. Yoyli gazning ionizatsiyalash potensialiga nisbatan elektrod atrofi
xududida kuchlanishi
Katod kuchlanishi tushishi sohasida bo‘ladigan jarayonlarni quyidagi sxema
bo‘yicha ifodalash mumkin:
1. Elektronlar
katod sirtidan nurlanib, gaz molekula va atomlarini ionlash
uchun zarur bo‘lgan tezlanishni oladi. Ba’zi hollarda katod kuchlanishining
tushishi gazning ionlash potensialiga teng bo‘ladi. Katod kuchlanishining tushishi
gazning ionlash potensialigi bog‘liq va 10-16 V bo‘ladi.
2. Katod zonasining qalinligi kichik bo‘lgani uchun (10
-5
sm ga yaqin)
elektronlar va ionlar unda to‘qnashmasdan harakatlanadi va u taxminan
elektronning erkin yugurish yo‘liga teng. Tajriba yo‘li bilan topilgan katod
zonasining qiymatlari 10
-4
sm dan kichik.
3. Tok zichligi ortishi bilan katod zonasining temperaturasi ortadi.
Yoy ustuni. Yoy ustunida zaryadlangan zarralarning uch turi bor:
elektronlar, ishorasi teskari bo‘lgan qutbga qarab
harakatlanuvchi musbat va
manfiy ionlar.
Manfiy zarralar soni musbat zarralar soniga teng bo‘lgani uchun yoy ustuni
neytral deb hisoblash mumkin. Yoy ustuni zaryadli zarralarning hosil bo‘lishi va
zaryadli zarralarning neytral atomlarga qayta birlashishi (rekombinatsiyasi) bilan
xarakterlidir. Gaz zaryadsizlanish oralig‘idagi gaz qatlami orqali o‘tgan elektronlar
oqimi gaz molekulalari va atomlari bilan elastik to‘qnashadi, natijada ancha yuqori
harorat hosil qiladi. Noelastik to‘qnashishlar natijasida ionlanish bo‘lishi ham
mumkin.
Yoy ustuni harorati gazlar tarkibiga, payvandlash toki kattaligiga (tok
kattaligi ortishi bilan, harorat ko‘tariladi), elektrod qoplamalarning turiga va
qutblilikka bog‘liq. Teskari qutblikda yoy ustuni harorati yuqori bo‘ladi.
Anod sohasi. Anod sohasining uzunligi katod sohasinikiga qaraganda katta,
kuchlanish gradientli esa kichik bo‘ladi. Anod sohasida
kuchlanish tushishi yoy
zaryadsizlanish ustunidan elektronlarni chiqishi va anodga kirishida ularni tezlatish
natijasida vujudga keltiriladi. Anod sohasida asosan, faqat elektron toki bo‘ladi,
chunki harakat tezliklari elektronga nisbatan kichik bo‘lgan manfiy zaryadlangan
ionlar kam bo‘ladi. Anod sirtiga tushgan elektron metallga faqat kinetik energiya
zaxirasigina emas, shu bilan birga chiqish ishi energiyasini ham beradi, shuning
uchun anod yoy ustunidan faqat elektronlar oqimi tarzida emas, issiqlik nurlanishi
tarzida ham energiya oladi. Shuning uchun ham anodning
harorati hamma vaqt
yuqori bo‘ladi va undan ko‘p issiqlik ajraladi.
