Дуговий розряд

 Самостійний  Дуговий розряд може існувати  як при украй малому тиску  газу (так звані вакуумні дуги), так і при високому тиску.  Плазму самостійного  Дугового  розряду низького тиску відрізняє  не ізотермічність: іонна температура  лише не набагато перевищує  температуру нейтрального газу  в просторі, що оточує область  розряду, тоді як електронна  температура досягає десятків  тисяч градусів, а у вузьких  трубках і при великих струмах  — сотень тисяч. Пояснюється  це тим, що рухливіші електрони,  отримуючи енергію від електричного  поля, не встигають передати її  важким часткам в рідких зіткненнях.  

 В  Дуговому розряді високого тиску  плазма ізотермічна (точніше —  квазіізотермічна, т. до., хоча температури  всіх компонент рівні, температура  в різних ділянках стовпа Дуговий  розряд не однаковий). Ця форма  Дугового розряду характеризується  значною силою струму (від 10 до 10 ³ а ) і високою температурою плазми (порядку 10 ⁴ До ). Найбільші температури в такому Дуговому розряді досягаються при охолоджуванні дуги потоком рідини або газу — струмовий канал «охолоджуваної дуги» стає тоншим і при тій же величині струму нагрівається сильніше. Саме цю форму Дугового розряду називають електричною дугою — під дією направлених ззовні або конвекційних, викликаних самим розрядом, потоків газу струмовий канал Дугового розряду згинається.  

 Катодні плями. Самостійний Дуговий розряд й на легкоплавких катодах відрізняє те, що термоавтоеміссія електронів відбувається в нім лише з невеликих ділянок катода — так званих катодних плям. Малі розміри цих плям (менш 10 ^-2 см ) обумовлені пінч-ефектом — стяганням струмового каналу його власним магнітним полем. Щільність струму в катодній плямі залежить від матеріалу катода і може досягати десятків тисяч а/см ² . Тому в катодних плямах відбувається інтенсивна ерозія — з них вилітають струмені пари речовини катода із швидкістю порядку 10 ⁶ см/сек . Катодні плями утворюються і при Дугових розрядах на тугоплавких катодах, якщо тиск робочого газу менше приблизно 10 ² мм рт. ст. При вищому тиску термоавтоеміссійний Дуговий розряд катодними плямами, що хаотично переміщаються по катоду, переходить в термоемісійний Дуговий розряд без катодної плями.  

  Вживання Дугового розряду. Дуговий розряд широко застосовується в дугових печах для виплавки металів, в газорозрядних джерелах світла, при електрозварюванню, служить джерелом плазми в плазмотронах . Різні форми Дугового розряду виникають в газонаповнених і вакуумних перетворювачах електричного струму (ртутних випрямлячах струму, газових і вакуумних вимикачах електричних і т.п.). Дуговий розряд з штучним підігріванням катода використовується в люмінесцентних лампах, газотронах, тиратронах, іонних джерелах і джерелах електронних пучків.  

Література:

1. Електричний струм в газі. Сталий струм, М., 1971;
2. Кесаєв І. Р., Катодні процеси електричної дуги, М., 1968;
3. Фінкельнбург Ст, Meккep Р., Електричні дуги і термічна плазма, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1961;
4. Енгель А., Іонізованниє гази, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1959;
5. Капцов Н. А., Електричні явища в газах і вакуумі,1947.