34. Вах дуги постоянного тока.

Основной характеристикой электрической дуги является вольтамперная характеристика, т.е. зависимость падения напряжения на дуге от величины тока. При свободном горении дуги ВАХ дуги имеет падающий характер – с увеличением тока в дуге напряжение на ней уменьшается, т.к. сопротивление дуги уменьшается обратно пропорционально квадрату тока.

Падение напряжения на дуге зависит не только от величины тока, но также от скорости его изменения. При медленном изменении тока процессы ионизации и деионизации успевают следовать за изменениями тока, вольтамперная характеристика, снятая при таком условии, носит название статической.

При быстром изменении тока дуговой промежуток не успевает прийти в соответствие с величиной тока в цепи и напряжение на дуге будет уже не таким, как при медленном изменении тока. Характеристику дуги для такого случая называют динамической.

статическая характеристика (бывает только одна); динамические характеристики; идеальная динамическая характеристика – при мгновенном изменении тока.

35. Распределение напряжения по длине дуги постоянного тока.

КАТОДНОЕ ПАДЕНИЕ – сосредоточено на очень небольшом участке дуги, непосредственно примыкающем к катоду (около 0,001 мм при нормальном атмосферном давлении). Средняя напряженность электрического поля у катода достигает величины порядка 10⁵ В/см.

.

Анодное падение напряжения – имеет место в области непосредственно примыкающей к аноду. Оно не является необходимым условием существования дугового разряда, т.к. задача анода относительно пассивна – принимать идущий к нему электронный поток.

Величина анодного падения напряжения зависит от температуры анода, рода металла и пр.

Падение напряжения в дуговом столбе ( ) представляет собой произведение напряженности электрического поля ( ) на длину столба ( ).

Величина напряженности электрического поля в дуговом столбе существенно зависит от условий, в которых горит дуга и свойств дугогасящей среды. Меньшее значение относится к открытым дугам в воздухе при относительно больших токах, а большее – к дугам, находящимся в потоке газов или паров жидкости, когда отбор тепла от дугового столба делается особо интенсивным.

36. Условия горения и гашения дуги постоянного тока.

Чтобы погасить дугу постоянного тока, необходимо создать такие условия, при которых в дуговом промежутке при всех значениях тока от начального до нулевого процессы деионизации превосходили бы процессы ионизации.

Для содержащей активное сопротивление ( ), индуктивность ( ) и дуговой промежуток с падением напряжения ( ) цепи, к которой приложено напряжение источника тока ( ), будет в любое время справедливо уравнение:

,

где - падение напряжения на индуктивности при изменении тока.

При устойчиво горящей дуге и .

Для погасания дуги необходимо, чтобы ток в ней все время уменьшался. Это означает, что , а .

7-9

- пропорционально напряжению дуги;

- пропорционально напряжению сети;

- пропорционально напряжению ;

- пропорционально напряжению .

В точках 1 и 2 выполняется условие

В этих точках имеет место равновесное состояние. Однако в т. 1 это равновесие неустойчивое, а в т. 2 – устойчивое.

Точка 1.

будет возрастать до значения (точка 2).

Между точками 1 и 2 величина является положительной – рост тока в цепи сопровождается накоплением электромагнитной энергии.

ток упадет до нуля – дуга погаснет.

Точка 2. При токе снова оказывается , а величина отрицательная. Ток в цепи будет падать до значения . Дуга в этой точке будет гореть устойчиво.

Для погасания дуги необходимо, чтобы при любом значении тока соблюдалось условие

Это значит, что ВАХ дуги (динамическая) должна на всем своем притяжении лежать выше характеристики (U-IR) и не иметь с этой характеристикой ни одной точки соприкосновения.