Страница:БСЭ-1 Том 48. Рави - Роббиа (1941).pdf/92

Эта страница не была вычитана

термоионной эмиссии. Случай холодной дуги мы имеем при дуге в ртутных парах с катодом в виде жидкой ртути. В дуговом разряде «отрицательное» свечение начинается непосредственно от катода в виде кисти, выходящей из «катодного пятна», ярко светящегося пятнышка, в к-ром сосредоточены все катодные процессы разряда. Положительный столб при прочих равных условиях не отличается от положительного столба тлеющего разряда. Следует различать дуговой разряд с самокалящимся катодом от дугового разряда с искусственно подогреваемым (накаливаемым специальным током) катодом. При низком давлении газа без подогрева катода обычно возникает тлеющий разряд, при соответствующем подогреве — дуговой. Наоборот, при большом давлении для получения тлеющего разряда при- # ходится искусственно охлаждать катод (напр., * проточной водой). При большом давлении в положительном столбе имеет место явление «отшнуровывания»: светящийся столб суживается, отстает от стенок трубки и принимает вид светящегося шнура, располагающегося по оси трубки. Отшнуровывание разряда объясняется более высокой температурой по оси трубки, чем у стенок, что приводит к меньшей плотности газа и большей длине свободного пробега электронов, облегчающей прохождение разряда в области оси трубки. При больших давлениях и больших плотностях тока это повышение температуры в области оси трубки достигает таки^ размеров, что термическая ионизация газа начинает играть существенную роль и приводит к дальнейшему стягиванию светящегося шнура. В настоящее время в выпущенных в Голландии ртутных лампах сверхвысокого давления мы имеем давление до 150 атмосфер и температуру шнура до 10.000°. В этих случаях температура электронов равна температуре нейтрального газа, и процесс приближается к термодинамически уравновешенному.

Отшнуровывание разряда происходит при давлениях порядка атмосферного не только в разрядных трубках, но и при дуговом разряде в открытом воздухе — вольтова дуга. В некоторых случаях роль отрицательно заряженной стенки играет слой отрицательных ионов, образующихся вокруг области, в к-рой сосредоточивается ряд химич. реакций, усложняющих явления и приводящих к образованию областей разряда, напоминающих пламя.

В случае искусственного подогрева катода дуговой разряд при низких давлениях может поддерживаться при очень малой разности потенциалов между катодом и анодом (меньше не только ионизационного потенциала, но и самого низкого потенциала возбуждения газа). Это явление объясняется процессами ступенчатой ионизации и своеобразным распределением потенциала в разрядном промежутке (распределение с горбом, превышающим потенциал анода), а иногда носит кажущийся характер вследствие возникающих в разрядной цепи быстрых колебаний потенциала.

Если пробой газового промежутка происходит при высоких давлениях и при мощности источника тока, недостаточной для поддержания длительной по времени дуги, то вместо последней возникает искровой разря д  — прерывистая форма разряда, сопровождаемая образованием в разрядном промежутке быстро исчезающих и сменяющих друг друга большей частью сильно разветвленных, ярко светящихсяполосок, представляющих собой отдельные каналы кратковременных разрядов. В случае быстрого чередования целого ряда искр, веерообразно исходящих из одной и той же точки электрода, мы имеем кистевой разряд.

Оптические исследования свечения каналов искрового разряда показывают, что в этих каналах температура газа очень высока и мы имеем дело с термической ионизацией и подобием отшнурованного разряда. Быстрый переход давления в каналах к очень большим значениям (вследствие быстрого нагревания) является причиной сопровождающих искровой разряд звуковых эффектов.

В случае большой неравномерности электрич. поля, вызываемой малым радиусом кривизны одного или обоих электродов, возникает коронный разряд. Типичным и нашедшим наибольшее применение видом коронного разряда является разряд между цилиндрич. проводом и коаксиальным ему цилиндром, сравнительно большого радиуса. В случае коронного разряда напряженность поля достаточна для ионизации газа ударами электронов лишь в области, прилегающей к электроду с малым радиусом кривизны. Только в этой области «коронирующего слоя» коэффициент Таунсенда у не равен нолю, и только здесь происходит заметное свечение газа,. В этом случае несамостоятельный, тихий разряд переходит в коронный разряд опять-таки при достижении условия (2), но разряд не может развиваться дальше согласно нарисованной выше картине, т. к. сила разрядного тока ограничена пространственным зарядом во внешней области короны (между коронирующим слоем и цилиндром). При увеличении разности потенциалов между проводом и цилиндром увеличивается сила разрядного тока, увеличивается плотность униполярного заряда и напряженность электрического поля во внешней области, а также растет радиус коронирующего слоя. Когда коронирующий слой дорастает до поверхности, ограничивающей ток, пространственный заряд внешней области короны исчезает, разряд развивается дальше и происходит т. н. искровое перекрытие, т. е. коронный разряд переходит в другие виды разряда. Таким образом, коронный разряд представляет собой как бы неполный пробой газового промежутка, завершающийся лишь при искровом перекрытии, хотя коронный разряд и является разрядом самостоятельным. Коронный разряд возможен только в том случае, если отношение радиуса цилиндра к радиусу провода больше определенной величины, — тем большей, чем меньше давление газа.

Поэтому коронный разряд наблюдается обычно ; лишь при сравнительно высоких давлениях.

Особый вид разряда представляют собой высокочастотные разряды. В этих разрядах процессы на катоде не играют никакой роли, и разряд в высокочастотном поле может происходить и без введения электродов внутрь разрядной трубки. Под действием высокочастотного поля свободные электроны совершают не только колебательное, но и поступательное движение. Направление этого движения зависит от фазы высокочастотного поля в момент начала движений свободного электрона. Поэтому электроны, способные производить ионизацию, не уходят из поля в одном какомлибо направлении, а производят ионизацию, необходимую для поддержания разряда во всех, частях разрядного промежутка. Существуют