Анодная область

Температура газа в этой области падает на несколько тысяч градусов от температуры столба Т _с до температуры поверхности активного пятна анода. Активной называется лишь та часть поверхности анода, на которую течет ток дуги. Перепад температур D Т в анодных областях можно определить из уравнения

D T = T _с - T _к, (3.6)

где Т _к – температура кипения материала анода.

При протяженности анодной области 10^–4 см и D T = 3×10⁴К градиент температур в ней имеет значение D T / l _a = 3×10⁷ К/см. Это вызывает интенсивный тепловой поток Q в сторону анода:

, (3.7)

гдеh –коэффициент теплопроводности газа; F_t – площадь активного пятна на аноде.

Баланс энергии анодной области выражается соотношением

. (3.8)

Сравнительно низкая средняя температура анодной области указывает на весьма малую вероятность термической ионизации заполняющего ее газа. Заряженными частицами в этой области являются электроны, переносящие ток от столба к аноду.

Величина падения напряжения в анодной области:

, (3.9)

где i –средняя плотность тока в анодной области, b_е – подвижность электронов.

Заметное влияние на величину U _а оказывает коэффициент теплопроводности газа, заполняющего анодную область.

Мощность U _a I _д, выделяющаяся в анодной области, передается аноду и расходуется на его нагрев и плавление. При силе тока I _д и работе выхода U _в эта разность составляет U _в I _д. В результате общая передаваемая аноду мощность равна

. (3.10)

Например, в дуге со стальным анодом U _a = 4,2 В, а U _в = 4,36 В, каждым ампером тока аноду передается мощность (4,2 + 4,36) ´ 1 =
= 8,56 Вт.

Дата добавления: 2015-05-06