2018-01-08
837
Контакт электрической дуги с электродами происходит в электродных пятнах (катодном и анодном), которые различаются проходящими в них явлениями и элементарными процессами.
Из прикатодных участков плазмы ионы движутся к катоду и разогревают его за счет передачи ему энергии нейтрализации и собственной кинетической энергии. Таким образом, у поверхности катода образуется положительный электрический заряд, а у поверхности анода - отрицательный. При прохождении заряженных частиц - электронов и ионов - через эти пространственные заряды образуются анодное и катодное падения потенциалов.
Выделяющаяся на аноде мощность:
Q А = I Д(U А + φ), (5.2)
где: I Д - ток дуги, A; U А- анодное падение потенциала, В; φ - работа выхода электрона, эВ.
Анодное падение потенциала зависит от материала анода, температуры его плавления (повышается с ростом последней) и силы тока.
Выделяющаяся на катоде мощность:
Q К = I Д(U К + φ), (5.3)
где: U К- катодное падение потенциала, В.
Для катода работу выхода электрона φ берут со знаком «-», так как электрон, покидающий катод, уносит с собой энергию и катод охлаждается.
|
|
|
Плотность тока в электродных пятнах зависит и от материала электрода.
Энергию, поступающую в электрод, можно представить из компонентов:
1) внутреннего источника (I 2 R - джоулева теплота, выделяющаяся на границе электрода с плазмой);
2) внешнего источника, связанного с приходом электрических зарядов на электрод;
3) излучения плазмы дуги;
4) конвективного нагрева окружающим газом;
5) теплоты от экзотермических реакций материала электродов c окружающими газами.
Пути отвода энергии.
1. За счет теплопроводности в тело электрода.
2. В результате уноса теплоты при испарении и разбрызгивании электрода.
3. В результате уноса энергии электронами, которые эмитируют разогретые поверхности электродов. Вышедшие из электрода частицы обладают определенной энергией, которую они уносят с собой.
4. За счет отвода теплоты от электродов излучением вследствие того, что электродные пятна имеют высокую температуру.
