|
Mavzu: Tabiiy elektr yoylari
Reja:
1.Elektr yoyi.
2.Yoy hosil bo’lish jarayoni.
3.Yoy sohalarida kechadigan jarayonlari.
2023-yil.
Elektr yoylarining turlari. Elektr yoyi: tavsifi va xususiyatlari
Elektr yoyi va uning xossalari
Elektr yoyi - bu ikki o'tkazgich o'rtasidagi gaz bo'shlig'ida paydo bo'ladigan uzoq muddatli elektr zaryadsizlanishi - elektrod va metall sezilarli oqim kuchida payvandlanadi. Yoydagi musbat va manfiy ionlar va elektronlarning tez oqimi ta'sirida uzluksiz sodir bo'ladigan ionlanish. havo bo'shlig'i payvandlash yoyining uzoq muddatli barqaror yonishi uchun zarur shart-sharoitlarni yaratadi.
1-rasm. 1. Metall elektrod va payvandlanadigan metall orasidagi elektr yoyi: a - boshq diagrammasi, b - 4 mm uzunlikdagi yoy kuchlanish grafigi; 1 - elektrod, 2 - olov halo, 3 - yoy ustuni, 4 - payvandlangan metall, 5 - anod nuqtasi, 6 - eritilgan hovuz, 7 - krater, 8 - katod nuqtasi; h - yoyga kirish chuqurligi, A - yoyning yonish momenti, B - barqaror yonish momenti.
Yoy ustundan iborat bo'lib, uning asosi erigan hovuz yuzasida hosil bo'lgan chuqurchaga (krater) joylashgan. Yoy yoy ustunidan keladigan bug'lar va gazlardan hosil bo'lgan alanga halo bilan o'ralgan. Ustun konusning shakliga ega va yoyning asosiy qismidir, chunki u yoydan o'tadigan eng yuqori zichlikka mos keladigan asosiy energiya miqdorini to'playdi. elektr toki. Yuqori qism ustun, elektrod 1 (katod) ustida joylashgan, kichik diametrga ega va katod nuqtasini hosil qiladi 8. Katod nuqtasi orqali chiqariladi eng katta raqam elektrodlar. Ark ustunining konusining asosi payvandlangan metall (anod) ustida joylashgan va anod nuqtasini hosil qiladi. Payvandlash oqimining o'rtacha qiymatlarida anod nuqtasining diametri katod joyining diametridan taxminan 1,5 ... 2 baravar katta.
Payvandlash uchun to'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan tok qo'llaniladi. To'g'ridan-to'g'ri oqimdan foydalanilganda, oqim manbaining minuslari elektrodga (to'g'ridan-to'g'ri polarite) yoki ish qismiga "" (teskari polarite) ulanadi. Teskari qutblilik payvandlanayotgan ish qismiga issiqlik chiqishini kamaytirish zarur bo'lgan hollarda qo'llaniladi: yupqa yoki past eriydigan metallni, haddan tashqari issiqlikka sezgir qotishma, zanglamaydigan va yuqori uglerodli po'latlarni payvandlashda, shuningdek, ayrim turlardan foydalanganda. elektrodlar.
Ko'p miqdorda issiqlik chiqaradi va yuqori haroratga ega. elektr yoyi bir vaqtning o'zida metallning juda konsentrlangan isitilishini beradi. Shuning uchun, payvandlash paytida metall payvandlash yoyidan bir necha santimetr masofada nisbatan bir oz isitiladi.
Yoyning ta'sirida metall ma'lum bir chuqurlikgacha eritiladi h, penetratsion chuqurlik yoki penetratsiya deb ataladi.
Elektrod payvandlanadigan metallga yaqinlashganda va payvandlash davrini qisqa tutashuvda yoy yonadi. Elektrodning metall bilan aloqa qilish nuqtasida yuqori qarshilik tufayli elektrodning uchi tezda qiziydi va elektronlar oqimini chiqara boshlaydi. Elektrodning uchi tezda 2 ... 4 mm masofada metalldan chiqarilganda, elektr yoyi paydo bo'ladi.
Arkdagi kuchlanish, ya'ni elektrod va asosiy metall orasidagi kuchlanish, asosan, uning uzunligiga bog'liq. Xuddi shu oqim bilan qisqa yoydagi kuchlanish uzoqqa qaraganda pastroq. Buning sababi shundaki, uzun yoy bilan uning gaz bo'shlig'ining qarshiligi kattaroqdir. Doimiy oqim kuchida elektr pallasida qarshilikning oshishi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan
kuchlanishni oshirishni talab qiladi. Qarshilik qanchalik baland bo'lsa, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan bir xil oqim oqimini ta'minlash uchun kuchlanish qanchalik baland bo'lishi kerak.
Metall elektrod va metall orasidagi yoy 18 ... 28 V kuchlanishda yonadi. Yoyni boshlash uchun uni saqlab qolish uchun zarur bo'lganidan yuqori kuchlanish talab qilinadi. normal yonish. Bu, dastlabki daqiqada havo bo'shlig'i hali etarlicha qizdirilmaganligi va havo molekulalari va atomlarini ajratish uchun elektronlarga yuqori tezlikni berish kerakligi bilan izohlanadi. Bunga faqat yoyni yoqish paytida yuqori kuchlanish bilan erishish mumkin.
Yoyning yonishi va barqaror yonishi (1-rasm, b) davridagi tok I ning o'zgarishi grafigi yoyning statik xarakteristikasi deb ataladi va yoyning barqaror yonishiga mos keladi. A nuqtasi yoyning yonish momentini tavsiflaydi. Yoy kuchlanishi V tez AB egri chizig'i bo'ylab B nuqtadagi barqaror yoyga mos keladigan normal qiymatga tushadi. Oqimning yanada oshishi (B nuqtasidan o'ngda) elektrodning isishi va uning erish tezligini oshiradi, lekin yoyning barqarorligiga ta'sir qilmaydi.
Qayta yoqishni talab qiladigan o'zboshimchalik bilan uzilishlarsiz, bir tekis yonsa, yoy barqaror deb ataladi. Agar yoy notekis yonsa, tez-tez uzilib, o'chib qolsa, unda bunday yoy beqaror deb ataladi. Yoyning barqarorligi ko'plab omillarga bog'liq bo'lib, ularning asosiylari oqim turi, elektrod qoplamasining tarkibi, elektrod turi, yoyning polaritesi va uzunligi.
Da o'zgaruvchan tok yoy doimiyga qaraganda kamroq barqaror yonadi. Bu shunisi bilan izohlanadiki, tok n nolga tushganda, yoy bo'shlig'ining ionlanishi pasayadi va yoy chiqib ketishi mumkin. O'zgaruvchan tok yoyining barqarorligini oshirish uchun metall elektrodga io-qoplamalarni qo'llash kerak. Qoplamaga kiritilgan elementlarning juftlari yoy bo'shlig'ining ionlanishini oshiradi va shu bilan o'zgaruvchan tok bilan barqaror yoyga hissa qo'shadi.
Yoyning uzunligi elektrodning uchi va payvandlanadigan ish qismining eritilgan metall yuzasi orasidagi masofa bilan belgilanadi. Odatda, oddiy yoy uzunligi po'lat elektrod uchun 3 ... 4 mm dan oshmasligi kerak. Bunday yoy qisqa yoy deb ataladi. Qisqa yoy barqaror yonib turadi va payvandlash jarayonining normal borishini ta'minlaydi. 6 mm dan uzun yoy uzun yoy deb ataladi. U bilan elektrodning metallini eritish jarayoni notekis. Bu holda elektrodning uchidan pastga tushadigan metall tomchilari ko'proq kislorod bilan oksidlanishi va atmosfera azoti bilan boyitishi mumkin. Cho'ktirilgan metall gözenekli, payvand choki bor notekis sirt, va yoy beqaror yonadi. Uzoq yoy bilan payvandlash unumdorligi pasayadi, metallning chayqalishi va yotqizilgan metallning asosiy metall bilan to'liq qo'shilmaydigan joylari soni ortadi.
Sarflanadigan elektrodli payvandlash paytida elektrod metallining ish qismiga o'tkazilishi murakkab jarayon. Yoy (pozitsiya /) yondirilgandan so'ng, elektrodning uchi yuzasida erigan metall qatlami hosil bo'ladi, u tortishish va sirt tarangligi ta'sirida tomchi (pozitsiya //) to'planadi. Tomchilar yetib borishi mumkin katta o'lchamlar va payvand chokining qisqa tutashuvini yaratib, yoy ustunini to'sib qo'ying (III-pozitsiya), shundan so'ng suyuq metalldan hosil bo'lgan ko'prik buziladi, yoy yana paydo bo'ladi va tomchi hosil qilish jarayoni takrorlanadi.
Vaqt birligida yoydan o'tadigan tomchilarning hajmi va soni qutblilik va oqim kuchiga bog'liq, kimyoviy tarkibi va elektrod metallining jismoniy holati, qoplama tarkibi va boshqa bir qator shartlar. 3 ... 4 mm gacha bo'lgan katta tomchilar odatda yalang'och elektrodlar bilan payvandlashda, kichik tomchilar (0,1 mm gacha) - qoplangan elektrodlar va yuqori oqim kuchi bilan payvandlashda hosil bo'ladi. Nozik tomchilar jarayoni yoyning yonishi barqarorligini ta'minlaydi va elektrodning erigan metallini yoyga o'tkazish uchun sharoitlarni yaxshilaydi.
2-rasm. 3. Elektr yoyining magnit maydonlar ta’sirida burilishi (a-g)
Gravitatsiya yoydagi tomchilarning o'tkazilishiga yordam berishi yoki to'sqinlik qilishi mumkin. Yuqori va qisman vertikal payvandlashda tomchining tortishish kuchi uning mahsulotga o'tishiga qarshi turadi. Ammo sirt tarangligi tufayli suyuq vanna yuqori va vertikal holatda payvandlashda metallning oqib chiqmasligi saqlanadi.
Payvandlash pallasining elementlari orqali elektr tokining o'tishi, shu jumladan payvandlanayotgan ish qismi magnit maydon hosil qiladi, uning kuchi payvandlash oqimining kuchiga bog'liq. Elektr yoyining gaz ustuni elektr tokining moslashuvchan o'tkazgichidir,
shuning uchun u hosil bo'ladigan ta'sirga bog'liq. magnit maydon, payvandlash sxemasida hosil bo'lgan. Oddiy sharoitlarda atmosferada ochiq yonayotgan yoyning gaz ustuni elektrod o'qiga nosimmetrik tarzda joylashgan. Elektromagnit kuchlar ta'sirida yoy elektrod o'qidan ko'ndalang yoki bo'ylama yo'nalishda og'adi, bu tashqi belgilar kuchli da ochiq olovning siljishiga o'xshaydi havo oqimlari. Ushbu hodisa magnit zarba deb ataladi.
Payvandlash simini yoyga yaqin joyda ulash uning og'ishini keskin kamaytiradi, chunki oqimning o'zining aylana magnit maydoni yoy ustuniga bir xil ta'sir qiladi. Arkdan uzoqda bo'lgan mahsulotga oqim etkazib berish, o'tkazgichning yonidan dumaloq magnit maydonning kuch chiziqlarining qalinlashishi tufayli uning og'ishiga olib keladi.
Elektr yoyi (voltaik yoy, yoy zaryadsizlanishi) - jismoniy hodisa, gazdagi elektr zaryadsizlanish turlaridan biri.
U birinchi marta 1802 yilda rus olimi V. Petrov tomonidan "Galvanik-voltaik tajribalar haqidagi xabarlar ulkan batareya yordamida, ba'zan 4200 mis va sink doiralaridan iborat" (Sankt-Peterburg, 1803) kitobida tasvirlangan. Elektr yoyi materiya holatining to'rtinchi shakli - plazmaning maxsus holati bo'lib, ionlangan, elektr kvazi-neytral gazdan iborat. Erkin elektr zaryadlarining mavjudligi elektr yoyining o'tkazuvchanligini ta'minlaydi.
Atmosfera bosimida havodagi ikkita elektrod o'rtasida elektr yoyi quyidagicha hosil bo'ladi:
Ikki elektrod orasidagi kuchlanish havoda ma'lum darajaga ko'tarilganda, elektrodlar o'rtasida elektr uzilishi sodir bo'ladi. Elektr uzilish kuchlanishi elektrodlar orasidagi masofaga va boshqa omillarga bog'liq. Metall atomlarining birinchi elektronining ionlanish potentsiali taxminan 4,5 - 5 V, kamon kuchlanishi esa ikki baravar (9 - 10 V). Bir elektrodning metall atomidan elektronning chiqishiga va ikkinchi elektrod atomining ionlanishiga energiya sarflash kerak. Jarayon elektrodlar o'rtasida plazma hosil bo'lishiga va yoyning yonishiga olib keladi (taqqoslash uchun: uchqun zaryadini hosil qilish uchun minimal kuchlanish elektron chiqish potentsialidan bir oz oshadi - 6 V gacha).
Mavjud kuchlanishda buzilishni boshlash uchun elektrodlar bir-biriga yaqinlashadi. Buzilish vaqtida uchqun chiqishi odatda elektrodlar o'rtasida paydo bo'ladi, impuls yopiladi elektr zanjiri.
Uchqun razryadlaridagi elektronlar elektrodlar orasidagi havo bo'shlig'idagi molekulalarni ionlashtiradi. Havo bo'shlig'idagi kuchlanish manbasining etarli quvvati bilan, havo bo'shlig'ining buzilish kuchlanishi yoki qarshiligining sezilarli pasayishi uchun etarli miqdorda plazma hosil bo'ladi. Bunday holda, uchqun razryadlari yoy zaryadiga aylanadi - elektrodlar orasidagi plazma shnuri, bu plazma tunnelidir. Olingan yoy, aslida, o'tkazgich bo'lib, elektrodlar orasidagi elektr davrini yopadi. Natijada, o'rtacha oqim yanada ko'payib, yoyni 5000-50000 K gacha qizdiradi. Bunday holda, yoyning yonishi tugallangan deb hisoblanadi. Yonishdan keyin barqaror yonish yoy oqim va ion bombardimoni bilan isitiladigan katoddan termion emissiya bilan ta'minlanadi.
Elektrodlarning yoy plazmasi bilan o'zaro ta'siri ularning isishi, qisman erishi, bug'lanishi, oksidlanishi va boshqa turdagi korroziyaga olib keladi.
Yonishdan so'ng, elektr kontaktlari ma'lum masofaga ajratilganda, kamon barqaror bo'lib qolishi mumkin.
Elektr yoyining paydo bo'lishi muqarrar bo'lgan yuqori kuchlanishli elektr inshootlarini ishlatish jarayonida unga qarshi kurash boshq naylari bilan birlashtirilgan elektromagnit sariqlar yordamida amalga oshiriladi. Boshqa usullar bilan bir qatorda vakuum, havo, SF6 va moyli o'chirgichlardan foydalanish, shuningdek, elektr zanjirini mustaqil ravishda buzadigan tokni oqim yukiga yo'naltirish usullari ma'lum.
|
