Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Газдың иондалуы. Плазма туралы түсінік




 

Кәдімгі жағдайда әр түрлі газдар мен оның қосылыстары (ауа, аргон, сутегі, гелий, көмір қышқыл газы және т.б.) электр тогын өткізбейді. Өткізгіштік газдық ортада молекула мен атомнан басқа, бос зарядталған бөлшектер – электрондар, иондар (оң немесе теріс) болғанда пайда болады да, газ плазмаға айналады.

Плазма төртінші жағдайда тұрған (қатты, сұйық және газ тәріздіден басқа) зат, бейтарап молекула мен атом, сосын электр тогын өткізіп, магнитті газ динамика заңына бағытталатын иондар мен электрондардың - зарядталған бөлшектердің болуымен сипатталады. Газдың плазмаға айналуы бірнеше сипатта жүреді. Молекулалы газдар үшін бірнеше үрдіс диссоциация - атомдар түзіледі. Газда зарядталған бөлшектер – газ иондауын – оның қыздыруынан, рентген энергиясы немесе ультракүлгін сәуле жұтылуынан, оптикалық квант генератор сәулелерінен (лазері), теріс иондар әсерінен және т.б. болады.

Теріс иондар молекула немесе атомдар электронды ұстап қалғанда, яғни электронның жылдамдығы өте аз кезде электрлік өрістің элементі үшін пайда болуы мүмкін. Оң иондар бейтарап бөлшек бір немесе бірнеше электроннан айырғанда пайда болады.

Иондардің түзілуі электрондардың және теріс иондардың арасында тартушы Кулон күштерін жеңуге кететін энергия шығынын қажет ететін иондалу потенциалын Аи анықтайтын энергиясы деп атайды. Атомның иондану потенциалы атоммен соқтығысқанда жеткілікті кинетикалық энергияны алуға қажетті электрондардың потенциалдарының айырымына тең. Сондықтан өлшемдер электрон –вольтпен (эВ) өрнектеледі.

Иондану жұмысы элементтің химиялық активтілігін анықтайды, себебі иондану кезінде білікентті электрондар ашылады;

эВ, ал цезий үшін - 3.96 эВ, калийде - 4.3 эВ, цирконийде -6.8 эВ, темірде - 7.6 эВ, сутегінде - 13.6 эВ, азотта - 12.4 эВ, гелийде - 24,6 эВ. Атоммен әлсіз байланысқан электрон жұлынғаннан кейін, берік байланысқан электрон жұлынады. Сонымен бірге көптеген ионданған ион түзіледі. Иондану энергиясы көтеріледі де көбейеді, мысалы 4·75.6 эВ (екі ретті иондану) және үш ретті иондану үшін, мысалы, Ве үшін - 153.8 эВ құрайды.

Электр өрісіндегі зарядталған бөлшектер қозғалысы бірдей жылдамдықты, дененің еркін түсуіне сәйкес заряды мен бөлшек әсер ететін күшке тәуелді.

 

(3.75)

мұндағы Е - электр өрісінің кернеулігі, В/м; m - бөлшектер массасы, г; v-бөлшек жылдамдығы, м/с; а – үдеу, .

 

Бастапқы жылдамдықта ол нольге тең, ал моментте . τ уақыт мезетінде жүрілген жол келесі формуламен анықталады:

 

. (3.76)

 

Бөлшектің жүрген жолы мен жылдамдығы меншікті зарядының – заряд массасына қатынасымен анықталады. Сондықтан бөлшектердің еркін қозғалысы кезінде бірыңғай өрісте электрон жылдамдығы иондікінен артық.

Тендеуге E=u/l мәнін қойсақ, онда электронның жылдамдығы:

 

, (3.77)

 

мұндағы те – электрон массасы, U – жолдың потенциалдық айырымы.

 

Атомдық массасы бар ионның жылдамдығы:

 

. (3.78)

 

мұндағы - массаның атомдық бірлігі, Z - заряд тасушы, U – жолдағы потенциал айырымы.

 

Электрон өрісіндегі ионданудың негізгі түрі электронмен соққы иондалуы болып табылады. Катодтан шыққан электрод өрістік градиенттің әсерінен жылдам қозғалады және бейтарап атоммен немесе молекуламен соқтығысқанда бір электрон шығып кетіп, бірнеше жылдамдық береді. Сонымен қатодтан шыққан электрон қозғалғанда көптеген соқтығысқа ұшырап, нәтижесінде газдың температурасы артады. Өрістің үлкен градиенті жоғарғы қысымында иондалудың бұл түрі температураның айтарлықтай артуына байланысты өткінші токтың өсуіне әкеліп соқтырады.

Иондар да иондануға қатыса алады, электронның жылдамдығы аз болғандықтан доғалы разрядтағы иондалу өте үлкен емес. Бірақ жоғары температурада молекулалардың жылулық қозғалысын арттырып, иондар мен бейтарап бөлшектер соқтығысуы газдың термиялық иондалуына әкеледі. Ионданудың бұл түрінің рөлі жоғары температура мен қысымда айтарлықтай көрінеді.

Фотон – иондану, егерде фотон энергиясы hv иондалу жұмысынан Аи артық болса, атомдық сәулеленумен иондалуы мүмкін:

 

, (3.79)

мұндағы v - сәулелену жилігі, 1/с; h - Планк тұрақтысы; с - жарық жылдамдығы; жарық толқын ұзындығы, м.

 

Соңғы жылдары өндірістік үрдістердің көптеген бөлігі доғалы қыздырғыштармен жасалады. Бұған разряд туралы ілімнің артуына сәйкес, әрі оны реттеу мен көптеп қолдануы вакуум арқылы өтетін электр тогын тудыратын құбылысын электрлік доға деп атайды. Сыртқы қасиеттер бойынша және газдағы электр разряды әр түрлі болып келеді. Жалпы жағдайда олар өзіндік және өзіндік емес деп бөлінеді .

Өзіндік разрядтарда зарядталған бөлшектер разряд аралығында ток көзі энергия есебінен түзіледі. Өзіндік емес зарядтарды қолдану үшін газдар иондануына қамтамасыз ететін сыртқы фактор қажет.

Доғалы разряд немесе электр доғасы канал разрядындағы ( А/см ) жоғары ток тығыздығымен, төмен катодтың потенциалы азаюымен, электрон арасындағы кеністікте жоғары температуралы газды ортаның басуымен сипатталады, доғаның басуына тәуелді К одан да жоғары болады.

Өткізгіш материалдан құраған электр энергияның тасымалы электрон арқылы жүреді. Ал басқа жағдайда тізбекке екінші ретті өткізгіш қосылған. Бұл жағдайда тізбек бойынша электр өсуі қиын құблыстармен жүреді, бұл үрдісте электрондар электр заряды тасымалдағыштың басқа түріне ауысып, кейін қайта электрон болып отырады.

Электр доғасы қосылған тізбектен ток өсуі үшін электронды-катодты электрон тастап, атомға тартылыс күшін жеңіп, сосын анодқа жету керек.

Электронды катодтан шығару үшін оған атомның электронды бұлтымен электродтың потенциалды барьерінің статистикалық күйін жеңіп шығу жұмысын аяқтау керек. Әр түрлі заттар үшін ол әр түрлі. Сонымен магнит шығу жұмысы -1.07 В; алюминий - 2.8; ниобий - 4.0; вольфрам - 4.5; темір - 4.77 эВ т.с.с. Белгілі металлдың электрон шығу жұмысы оның иондану энергиясынан аз. Металлдан электронды шығару үшін оның энергиясын арттыру керек. Бұл келесі әдіспен жасалуы мүмкін: қуатты электр өрісін қосумен (автоэлектронды эмиссия); электрод температурасын арттырумен (термоэлектронды эмиссия).

Электронды қыздыру жеке разрядтарда электрод бетін ионмен атқылау есебінен болады.

Термоэлектронды эмиссияда ток тығыздығы температура мен катод материалынан тәуелді болады және келесі формуламен анықталады:

 

, (3.80)

 

мұндағы Т - электродтың беттік температурасы, К.

 

А1 және В1 мәндері сәйкесінше кальций үшін - 0.12 және 3500, көміртегі - 5.03 және 45700, вольфрамда - 60.2 және 52700 т.б.

Температураның артуымен эмиссия тогы да арта бастайды. Сонымен вольфрам катоды үшін вакуумдағы термоэлектронның эмиссиясы 1500 К-дегі ток тығыздығы А/см . Ал 3500 К, ол тогыз есе өсіп 220 А/см - ге дейін жетеді.

Суық электродта электр өрісі кернеуінде В/см автоэлектронды эмиссия туады (электр өрісімен электрон жылуы), ток тығыздығы эмпирикалық тендеумен анықталады:

 

аэ , (3.81)

 

мұндағы jаэ - автоэлектронды эмиссияның ток тығыздығы, А/см ; Е - электрод бетіндегі электр өрісіндегі кернеуі, В/см; - берілген материал үшін тұрақтылар.

 

Жоғарыдағы екі формула бір біріне ұқсас және автоэлектронды эмиссияның ток тығыздығы кернеу өрісінен тәуелді болады.

1000 К дейінгі температурадағы эмиссияда ток температурадан әлсіз тәуелді болады, ал одан жоғары температурада термоэлектронды эмиссия басталады, бұл кезде электрод бетіндегі токтың тығыздығы төмендегі формуламен өрнектеледі:

 

, (3.82)

 

мұндағы А - 120.4 А (см2 · К ) - таза металл үшін.

 

Эмиссия тогын арттыру және негізгі электрод металлдарында электрондарды шығару жұмысын төмендету үшін оған сілтілік немесе жер металл, оксид түрінде активті қоспалар енгізеді. Мысалы, вольфрам үшін ионданушы қоспалар ThO , LaO , AlCaO , AlCaBaO, көміртегі Cs, Li, K, Na, Ca.

Электрод арасы 4-5 м доғадан қашық аймақта потенциалдың таралуы және ассиметриялық доғалық баған үшін потенциал таралуы 3.17-суретте көрсетілген.

Электрод арасында үш негізгі заң ерекшеленеді: катод потенцалының төмендеу аймағы; ол катодтан - 10 м шамада потенциалдың түсуі шамамен 8-15 В; доғаның жану шарты мен ұзындығына тәуелді бірнеше вольттен бірнеше килловольтқа дейінгі кернеуі оң доғалы баған аймағы; аймағы - 10 м потенциал түсуі 2-20 В дейінгі анод потенциал түсуі аймағы.

Электрод арасындағы кернеудің толық түсуі:

 

, (3.83)

 

мұндағы және - анодта және катодта потенциалдың түсуі, В; Е - бағаналы электр өрісінің доғалы кернеуі (кернеудің түзу градиенті), В/м; L - доға ұзындығы, м.

 

 

3.17-сурет. Доға пайда болған каналдан қашық электр тасымалдағыш және потенциал таратқыш

 

Электрод бағанының негізгі зандылығы.Доға тогы мен доға бағанының плазмалық негізгі сипаттамасы, оның электр өткізгіштігін анықтайды:

 

, (3.84)

 

мұндағы r - доға бағанының радиусы, м; пе - электрон концентратциясы, 1/м ; е0 - электрон заряды, Кл; - электр өрісінен қашық электрондардың қозғалысының орташа жылдамдығы, м/с.

 

Теңдеудегі барлық шамалар тұрақты емес болғандықтан, біреуі өзгерсе болды, бәрі де өзгере бастайды. Бұл доғаның вольт-амперлік сипаттамасының түзу сызықты еместігіне әкеліп соқтырады және оның параметрлерін есептеуде теориялық есептеуін қиындатады.

1-аймақта сипаттаманың төмендеу себебі температура зарядталған бөлшектердің концентрациясы мен жылдамдығының артуынан токтың ұлғаюы кезінде доғаның кедергісі азаяды. Сонымен бірге токтың өсуінен доғаның бағаны да өсе бастайды және осы өскен токты өткізу үшін аз кернеуді қажет етеді. Разряд арқылы өтетін электр тогы доға бағанының жанында магнит өрісін туындатады.

Ток пен магнит өрісінің әсерлесуі доға бағанында магниттік сығу күшінің (фотоэффектінің) пайда болуына әкеліп соқтырады, осы себепті доғалық баған диаметрін шектеуге тырысады, ол токтың тығыздығы мен электр өрісі кернеуінің түзу бойынша өсуін болдырады. Электр доғасы бағанының өткізгіштік температурасы газ құраушысы мен басқа да факторлардың функциясы болып табылады. Оны анықтау үшін келесі формуланы қолдануға болады:

 

, (3.83)

 

мұндғы К - Больцман тұрақтысы; - электронның массасы; компоненті бөлшектерімен электронның соқтығысу қимасы.

 

Тығыз доғалардың шынайы жағдайда доғаның еркін жану температурасы (7.5 - 12.5) · 10 К. Мұндай температурада өткізгіш бөлшектерінің кулондық әсерлесуімен анықталады, шамамен тұрақты шама болып табылады. Сонымен егер де доға бағанының қимасын шектеп, ток күшін арттырсақ, доғадағы кернеу мен ток тығыздығы артады. 3.17-суреттегі 1 және 2 аймақтар осы заңға сай келеді. Магниттік сығу күші сәулелену мен плазманың электрондар дифференциясы доға бағаны диаметрінің азаюына әкеледі және ток күші артқанда доғадағы кернеу артуымен анықталады. Доғаның вольт-амперлік сипаттамасының ерекшеліктері туралы қорытындылау, оның энергия балансын қарастыру арқылы жүзеге асырылады. Доғалық бағанға әкелінген энергияның жылу өткізгіштігі, конвекция және сәулелену есебінен шашырайды.

Электр доғаның баған көлеміне сай келетін энергия балансының тендеуі келесі түрде болады:

 

, (3.84)

 

мұндағы - жылу өткізгіштік коэффициенті; р - тығыздық: - тұрақты қысымдағы ортаның жану сыйымдылығы 104 К жоғары температурада электр доғасы абсолютті қара дене шығаратын энергияны бөледі.

40-105 Па шамасындағы қысымда доға бағанының энергиясының бір бөлігі сәулеленумен кетеді.

Қоршаған газды жылу өткізгіштік конвенция есебінен қыздыру шығыны өзара байланысып, бір уақыта жүзеге асырылады.

Жылу алмасуды есептегенде үрдістің екі сұлбасы пайдаланады: 1) газбен үрілетін доға - өтпелі газбен толық ауыстырылып өтетін аймақ; 2) газбен үрлемейтін доға, қатты дене сияқты жұқтырмайды. Бұл екі сұлба да доғада бір уақытта болады.

Доғаның қызуынан газдың пайдалану тиімділігі оның қасиетіне тәуелді.

Әр түрлі газдар үшін доғаның кернеу градиентінің токқа тәуелділігі 3.18-сурете көрсетілген. Диссосация энергиясы, иондану потенциалы, жылу өткізгіштік коэффициенті, жоғары мәнді сутегіге қарағанда басқа газдардікі түзу потенциалдың градиентінің мәні жоғары болады.

 

 

1- аргон, 2 - ауа, 3 - азот, 4 - сутегі

 

3.18-сурет. Әр түрлі газдар үшін доға кернеуі градиентінің токқа тәуелділігі

 

Бұл тәуелділік қозғалмайтын доғадағы газ мәнінде сай келеді. Сонымен доғадағы кернеу ол жанған ортаның қысымынан тәуелді.

Доға бағанының сыртқы магнит өрісімен әсерлесуі үлкен тәжірбиелік мәнге ие. Себебі, доға дегеніміз токты өткізгіш, оған көлденең магнит өрісінің әсерлесуінен, Лоренц F күші пайда болады:

 

, (3.85)

 

мұндағы c - жарық жылдамдығы; e0 - электрон заряды; Е, Н - электр және магнит өрістеріне сәйкес кернеулік.

 

Осы күштің әсерінен доғалық баған интенсивті түрде электр арасындағы кеністікке ауысады. Магнит өрісінің әсерінен доға кернеуінің артуы оның қозғалыс жылдамдығын арттырады, доғалық баған мен қоршаған ортада жылу алмасуының интенсивтілігі артады.

Доғалық бағанның қимасы бойынша температура біркелкі емес таралады. Ол бағанның өрісінің максимумына ие және периферийге қарай төмендейді. Көміртегі электрод арасында жанатын қиын электр доғасында температураның радиусы бойынша таралады. Доға осінде температура 12000 К жетеді, осьтен 2 см қашықтықта, ол шамамен 1000 К дейін төмендейді.

Доғаның сыртқы интенсивтілігі суыту, разряд каналындағы температура мен ток тығыздығының артуына әкеліп соқтырады.

Еркін жанатын құйынды доға бағанында ток тығыздығы шамамен 102А/см2 құрайды. Біркелкі (тегіс) емес лекті доға (доға градиенті) 5-104 А/см2 дейін жететін ток тығыздығына және 7-103 К температураға ие.

Жоғары температура алу үшін бағанның өткізгіш аймағын шектеу іс-шараларын қабылдау қажет және ондағы ток тығыздығын арттыру керек.

Айнымалы ток доғасының ерекшеліктері.Тұрақты ток доғасына қарағанда, айнымалы ток доғасы уақыт бойынша ток және кернеу өзгерісіне тәуелді: iд=f( ) және Uд=f( ). Сонымен бірге период аралығында доғаның разряды тогы мен кернеуі көлденең өтіп, бағытын өзгертеді, сәйкесінше электрод полярлығы өзгереді. Электрлік доғаның разряды уақыт өткен сайын өшіп, одан кейін қайта жанып отырады. Электродтар арасындағы аймақта доға сөнген соң, екі үрдіс болады: аралық иондану (диэлектрлік бірліктігінің артуы) және электродтағы потенциал өсуі. Тізбекте электрлі доға пайда болғанда таза активті және индуктивті кедергісі бар тізбектегі кернеу мен ток осцилограммалары 3.19-суретте көрсетілген. Сонымен бірге доғада ток күші мен қорек көзінің кернеуімен фаза бойынша сәйкес келеді.-суретте көріп отырғандай доға U1 кернеуінде жанады, U2 кернеуінде өшеді. Электрод арасындағы температура күрт төмендейді, қайта иондану жүреді.

 

 

3.19-сурет. Таза активті (а) және индуктивті (б) кедергісі бар тізбекте кернеу мен ток осцилограммалары

 

Электродтың полярлығы өзгерген соң, олардың арасында доғаның әсерінен кернеу арта бастайды: U1 кернеуі мен қалған плазманың диэлектрлік берілгенін жеңуді қажет ететін шарт, қайтадан электр доғасы туындап, одан ток кері бағытта жүреді.

Доғаның жану шартын келесі шартпен өрнектеуге болады:

 

, (3.86)

 

мұндағы dE/d - арасындағы аймақта газ диэлектрлік беріктігінінің арту жылдамдығы; dU/d - электр арасындағы электр өрісінің кернеудің арту жылдамдығы.

 

Доға периодта екі рет жанып өшеді, кернеу жану және өшу шектеріне ие. Доға жанған соң ондағы кернеудің төмендеуі болады, себебі одан ток (синусоида бойынша) артады, сәйкесінше температура да өседі (вольт-амперлік сипаттамаға ұқсас).

Ток максимумнан өткен соң доғадағы кернеу тұрақталынады және доға өшер алдында ток азайғанда артады.

Доға токтың нольдік мәнінен токтап (пауза) және токтаусыз (паузасыз) өте алады. Паузаның ұзақтығы доға арасындағы диэлектрлік беріктіктіктің арту үрдісінің және электрод арасындағы электр өрісінің кернеуінің, электрон эмиссиясын қамтамасыз ететін электронның температурасына қатынасымен анықталады.

Тізбекте доғаның жануын жеңілдету және оның үздіксіз жануы үшін оған индуктивтілік қосылады. Қисықтар сипаттамасы көрсеткендей қоректендіргіштен доғаның жануына қажетті кернеудің мөлшерін азайтсақ, жану үрдісі индуктивтілікте электр магниттік энергия есебінен жиналған кернеумен жалғаса береді. Индуктивтілікті өзгерту арқылы доғаның жануын үздіксіз ететін бұрышты алуға болады. Бұл егер

 

немесе (3.87)

 

болғанда ғана орынды, мұндағы Um - қорек кернеуінің амплитудалық мәні ; ал ескеріп, таба аламыз.

 

Сонымен егер Ud/Um қатынасы 0.54 тең немесе одан аз болса, ал 0.85 тең немесе одан аз болса, доға үздіксіз жанады. Егер де жылу инерциясы жоғары, қиын балқитын шындалған электродта доға қуаты айтарлықтай жоғары болса, онда ол индуктивтіліктің төмен мәндерінде тұрақты жана алады.

Егер де доға температурасы мен эмиссиясында қасиеттері әр түрлі әр типті электрод арасында жанса, доға тогының түзеткіштік эффектісі пайда болады (мысалы, доға сумен суытылатын көмір және мыс электродында жанғанда).

Көмір электродының температурасы жоғары болғандықтан, термоэлектронды эимссия шарты бізге қолайлы және токтың қажетті тығыздығымен қамтамасыз етеді.

Жеңіл балқитын катодта термоэлектронды эмиссияда токтың тығыздығы аз және жартылай периодта доғаның тығыздығы аз немесе мүлдем жоқ десе де болады.

Айнымалы ток доғасы тұрақты ток доғасына қарағанда, динамикалық вольт-амперлік сипатамаға ие, ол кернеу мен ток осцилограммасы бойынша саналуы мүмкін.

Ол ток өзгерісінің толық периодында ток күші өзгерісіне тәуелді доға кернеу өзгерісі болып табылады. Динамикалық вольт-амперлік сипаттама Ei/dr мәніне, айнымалы ток жилігіне тәуелді. Егерде ток күші өзгергенде, доға жағдайы өзгермесе, доғаның өзін иондық кедергісі бар өткізгіш сияқты ұстайды және оған гистерезистің сипаттамасы сәйкес келеді.

Тәуелділіктің гистерезисті сипаттамасы доға плазманың термиялық инерцияланғанымен түсіндіріледі, түйіннің жоғары бұтағы жартылай периодтан басталуы сай, одан ток өсуімен плазма қызуы болады, төменгісі жартылай периодтың соңғы жартысы, алайда өткен максимумды ток сәйкес көлем плазмада ток азаяды.

Электрлік доғаның параметрлерінің тұрақтылығы мен реттелуі.Электрлік доғаның ұзақ жануын қамтамасыз ету үшін, оның сипаттамасын қорек көзінің сипатамасымен сәйкестендіру қажет (3.20-сурет). Егер доға шексіз қуат есебінен қоректенсе, доғаның жануы жарты периодпен сәйкес орнатылады және доғаның вольт-амперлік сипаттамасы мен қорек көзінің сыртқы сипаттамасы қиылысқанша ұлғая береді, ток шексіздікке ұмтылады.

 

 

3.20-сурет. Доға–баланс кедергісі - қорек көзі жүйесінің вольт- амперлік сипаттамасы

 

Тізбектегі токтың мәнін шектеу үшін кедергіні қосады. Бұл жағдайда соңғы қуат көзінің кернеуі теңдеуі келесі түрде:

, (3.89)

 

мұндағы Uд - доғадағы кернеу, В; Iд - доға тогы, А; R - кедергі, Ом; L -индуктивтілік, Гн.

 

Тік түзу (Uшын - IдR) доғаның вольт-амперлік сипаттамасын А және В нүктелерінде қияды. Бұл нүктелерге IА және IВ тогы сай келеді. Қарастырылған сипаттаманы үш аймаққа бөлуге болады: А нүктесінен сол жақтағы аймақ - доғаның тұрақты өшіру зонасы, А және В нүктелерінің арасында аймақ – жану аймағы және В нүктесінен оң жақтағы аймақ – токты шектеу аймағы. Доға IВ тогында ғана тұрақты жанады, А нүктесі доғаның тұрақсыз жануына сай, IК – тізбектегі қысқа тұйықталу нүктесі.

Электродтар арасындағы аймақ бұзылса және тізбек бойымен доғаның жануынан электр тогы пайда болады. А нүктесінен, оған В нүктесінде, доғаның вольт-амперлік сипаттамасымен сыртқы қорек жүйесінің сипаттамасы арасындағы қоректендіргіш ЭҚК бар, ол доға тогының артуына әсер етеді, В нүктесінде ЭҚК нольге тең, себебі қорек пен доғаның кернеуі бірдей. В нүктесінен оңға В’ нүктеcінде доғаның жануы мүмкін емес, себебі тізбектің бұл нүктесіндегі кернеуден электродтағы кернеу артық. Оң ЭҚК мәніне ие, ол IВ тогы болғанда шектік мәніне ұмтылады.

Доғадан бөлінетін қуат ток күші мен кернеу арқылы анықталады. Қорек көзіне алынған энергия доғадан бөлінген энергия шығыны мен доға тізбегі кедергісінен шашыраған энергияны жабуға жұмсалады.

3.21-суретте доғаның вольт-амперлік сипаттамасы мен өзара және басқа байланыс кедергілері қосылған қорек көзінің сыртқы сипаттамасы көрсетілген, В нүктесі қоректің энергия балансы мына түрде болады:

 

, (3.90)

 

мұндғы R -баланс кедергісі, Ом.

 

 

3.21-сурет. Доғаның және қорек көзінің вольт-амперлік сипаттамасы

 

3.22-суреттен көрініп тұрғандай, В нүктесінен солға қарай бұл қатынас ұсталмай (Рр – реттеу қуатының қоры), В нүкте доғаның жануын көрсетеді. Электр доғаны бірнеше әдіспен реттеуге болады:

- тұрақты баланс кедергісінде қоректендіргіш кернеудің өзгерісі. Реттелмелі токтың өзгерісі I1, I2, I3 сәйкес және бұлар U1, U2 және U3 кернеулері есебінен жасалады. Бұл әдісті жүзеге асыру үшін қорек көзі кернеуін өзгертуге болады, мысалы, трансформатор санын қосу арқылы немесе генератор қозу тізбегіндегі кедергі өзгерісі арқылы (3.22, а-сурет);

- қорек көзінің кернеуін өзгертпей, байланыс кернеуін өзгерту арқылы (3.22, б-сурет). Бұл әдісті жүзеге асыру үшін саты ауысымы бар кедергіге ие болу керек.

 

а- қорек көзінің кернеуі өзгереді; б- баланс кедергілері өзгереді;

 

3.22-сурет. Доғаның вольт–амперлік сипаттамасы







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1368. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.025 сек.) русская версия | украинская версия