Volta yoyining xarakteristikalari haqida gapirganda, u porlash razryadiga qaraganda pastroq kuchlanishga ega ekanligini va yoyni qo'llab-quvvatlovchi elektrodlardan elektronlarning termion nurlanishiga tayanishini ta'kidlash kerak. Ingliz tilida so'zlashadigan mamlakatlarda bu atama arxaik va eskirgan deb hisoblanadi.
Arkni bostirish usullaridan yoy davomiyligini yoki yoy paydo boʻlish ehtimolini kamaytirish uchun foydalanish mumkin.
1800-yillarning oxirida voltaik yoy ommaviy yoritish uchun keng qo'llanilgan. Ba'zi past bosimli elektr yoylari ko'plab ilovalarda qo'llaniladi. Masalan, yoritish uchun lyuminestsent lampalar, simob, natriy va metall halid lampalar ishlatiladi. Kino proyektorlari uchun ksenon yoy lampalar ishlatilgan.
Volta yoyini ochish
Bu hodisa birinchi marta ser Xamfri Deyvi tomonidan 1801 yilda Uilyam Nikolsonning Natural Philosophy, Chemistry and Arts jurnalida chop etilgan maqolasida tasvirlangan deb ishoniladi. Biroq, Davy tomonidan tasvirlangan hodisa elektr yoyi emas, balki faqat uchqun edi. Keyinchalik tadqiqotchilardeb yozgan edi: “Bu, shubhasiz, yoyning emas, balki uchqunning tavsifi. Birinchisining mohiyati shundan iboratki, u uzluksiz bo'lishi kerak va u paydo bo'lgandan keyin uning qutblari tegmasligi kerak. Ser Xamfri Deyvi yaratgan uchqun uzluksiz bo'lgani aniq va u uglerod atomlari bilan aloqa qilgandan keyin bir muncha vaqt zaryadlangan bo'lsa-da, katta ehtimollik bilan yoyning hech qanday aloqasi bo'lmagan, bu esa uni voltaik deb tasniflash uchun zarurdir.
Oʻsha yili Deyvi ikkita tegib turgan uglerod tayogʻi orqali elektr tokini oʻtkazib, soʻngra ularni qisqa masofaga tortib, Qirollik jamiyati oldida oʻz taʼsirini omma oldida namoyish qildi. Namoyish ko'mir nuqtalari orasidagi barqaror uchqundan deyarli farq qilmaydigan "zaif" yoyni ko'rsatdi. Ilmiy hamjamiyat unga 1000 ta plastinkadan iborat kuchliroq batareyani taqdim etdi va 1808 yilda u keng miqyosda voltaik yoyning paydo bo'lishini namoyish etdi. U shuningdek, ingliz tilidagi nomi (elektr yoyi) bilan ham tanilgan. U yoy deb atadi, chunki u elektrodlar orasidagi masofa yaqinlashganda yuqoriga qarab yoy shaklini oladi. Bu issiq gazning oʻtkazuvchanlik xususiyatiga bogʻliq.
Volta yoyi qanday paydo bo'lgan? Birinchi uzluksiz yoy 1802 yilda mustaqil ravishda qayd etilgan va 1803 yilda rus olimi Vasiliy Petrov tomonidan 4200 diskli mis-sink batareyasi bilan tajriba o'tkazgan "elektr xossalariga ega bo'lgan maxsus suyuqlik" sifatida tasvirlangan.
Qo'shimcha o'rganish
XIX asrning oxirida volta yoyi keng tarqalgan ediumumiy yoritish uchun ishlatiladi. Elektr yoylarining miltillash va xirillash tendentsiyasi asosiy muammo edi. 1895-yilda Gerta Marks Ayrton elektr tokiga oid bir qator maqolalar yozib, volta yoyi kislorodning yoy hosil qilish uchun ishlatiladigan uglerod tayoqchalari bilan aloqa qilishining natijasi ekanligini tushuntirdi.
1899 yilda u Elektrotexnika Instituti (IEE) oldida o'z qog'ozini taqdim etgan birinchi ayol edi. Uning ma'ruzasi "Elektr yoyi mexanizmi" deb nomlangan. Ko'p o'tmay, Ayrton elektrotexnika institutining birinchi ayol a'zosi etib saylandi. Keyingi ayol institutga 1958 yilda qabul qilingan. Ayrton Qirollik jamiyati oldida qog'oz o'qishni iltimos qildi, lekin jinsi tufayli bunga ruxsat berilmadi va 1901 yilda uning o'rniga "Elektr yoyi mexanizmi" ni Jon Perri o'qib chiqdi.
Tavsif
Elektr yoyi - eng yuqori oqim zichligiga ega bo'lgan elektr razryadlarining bir turi. Yoy orqali o'tadigan maksimal oqim yoyning o'zi bilan emas, faqat atrof-muhit bilan chegaralanadi.
Ikki elektrod oʻrtasidagi yoy elektrodlar orqali oʻtadigan tok kuchayganda ionlanish va porlash deşarj bilan boshlanishi mumkin. Elektrod bo'shlig'ining parchalanish kuchlanishi bosimning, elektrodlar orasidagi masofaning va elektrodlarni o'rab turgan gaz turining qo'shma funktsiyasidir. Ark boshlanganda uning terminal kuchlanishi porlash razryadidan ancha past bo'ladi va oqim yuqoriroq bo'ladi. Atmosfera bosimi yaqinidagi gazlardagi yoy ko'rinadigan yorug'lik bilan tavsiflanadi,yuqori oqim zichligi va yuqori harorat. Uning nurli razryaddan farqi shundaki, ikkala elektronning ham, musbat ionlarning ham samarali temperaturalari taxminan bir xil bo‘ladi va porlash razryadda ionlar elektronlarga qaraganda ancha past issiqlik energiyasiga ega.
Payvandlashda
Uzaytirilgan yoyni dastlab kontaktda boʻlgan ikkita elektrod ishga tushirishi va tajriba davomida ajratilishi mumkin. Ushbu harakat yuqori kuchlanishli porlashsiz yoyni boshlashi mumkin. Payvandchi payvandlash elektrodini ish qismiga bir zumda tegizish orqali bo'g'inni payvand qila boshlaydi.
Yana bir misol - kalitlar, o'rni yoki o'chirgichlardagi elektr kontaktlarini ajratish. Yuqori energiya zanjirlarida kontakt shikastlanishining oldini olish uchun yoyni bostirish talab qilinishi mumkin.
Voltaik yoy: xarakteristikalar
Uzluksiz yoy boʻylab elektr qarshilik koʻproq gaz molekulalarini ionlashtiruvchi issiqlik hosil qiladi (bu erda ionlanish darajasi harorat bilan belgilanadi) va bu ketma-ketlikka muvofiq gaz asta-sekin termal muvozanatda boʻlgan termal plazmaga aylanadi. chunki harorat barcha atomlar, molekulalar, ionlar va elektronlar uchun nisbatan bir xil taqsimlangan. Elektronlar tomonidan uzatiladigan energiya yuqori harakatchanligi va ko'p sonliligi tufayli og'irroq zarralar bilan elastik to'qnashuvlar orqali tezda tarqaladi.
Yondagi oqim katoddagi elektronlarning termion va maydon emissiyasi bilan quvvatlanadi. Hozirgikatoddagi juda kichik issiq nuqtada to'planishi mumkin - kvadrat santimetr uchun million amper. Yorqin nurlanishdan farqli o'laroq, kamon tuzilishi deyarli farq qilmaydi, chunki ijobiy ustun juda yorqin va deyarli ikkala uchida elektrodlarga cho'zilgan. Katod tushishi va bir necha voltlik anod tushishi har bir elektrodning bir millimetr qismida sodir bo'ladi. Musbat ustun pastroq kuchlanish gradientiga ega va juda qisqa yoylarda yoʻq boʻlishi mumkin.
Past chastotali yoy
Past chastotali (100 Gts dan kam) AC yoyi doimiy tok yoyiga oʻxshaydi. Har bir tsiklda yoy buzilish bilan boshlanadi va oqim yo'nalishini o'zgartirganda elektrodlar rollarni o'zgartiradi. Joriy chastota oshgani sayin, har bir yarim siklda divergentsiyada ionlanish uchun vaqt yetarli emas va yoyni ushlab turish uchun buzilish endi kerak emas - kuchlanish va oqim xarakteristikasi ohmikroq bo'ladi.
Boshqa jismoniy hodisalar orasida joy
Turli yoy shakllari chiziqli bo'lmagan oqim va elektr maydon naqshlarining xossalari paydo bo'lmoqda. Ark ikkita Supero'tkazuvchilar elektrod (ko'pincha volfram yoki uglerod) orasidagi gaz bilan to'ldirilgan bo'shliqda paydo bo'ladi, natijada ko'pchilik materiallarni eritish yoki bug'lash qobiliyatiga ega bo'lgan juda yuqori haroratlar paydo bo'ladi. Elektr yoyi uzluksiz zaryadsizlanishdir, shunga o'xshash elektr uchqunli razryad esa bir zumda bo'ladi. Voltaik yoy doimiy oqim zanjirlarida ham, o'zgaruvchan tok zanjirlarida ham paydo bo'lishi mumkin. Ikkinchi holda, u mumkintokning har bir yarim davrini urish. Elektr yoyi porlashdan farq qiladi, chunki oqim zichligi ancha yuqori va yoy ichidagi kuchlanish pasayishi past. Katodda oqim zichligi kvadrat santimetr uchun bir megaamperga yetishi mumkin.
Buzgʻunchi potentsial
Elektr yoyi tok va kuchlanish oʻrtasida chiziqli boʻlmagan munosabatga ega. Yoy yaratilgandan so'ng (yoki yorug'lik zaryadidan oldinga siljish orqali yoki elektrodlarga bir lahzaga tegib, keyin ularni ajratish orqali), oqimning oshishi kamon terminallari orasidagi kuchlanishning past bo'lishiga olib keladi. Ushbu salbiy qarshilik effekti barqaror yoyni saqlab turish uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan ijobiy impedansning ba'zi shakllarini (masalan, elektr balast) joylashtirishni talab qiladi. Bu xususiyat mashinadagi boshqarilmaydigan elektr yoylarining juda halokatli bo‘lishiga sabab bo‘ladi, chunki yoy paydo bo‘lgandan so‘ng u to‘g‘ridan-to‘g‘ri doimiy kuchlanish manbasidan to qurilma vayron bo‘lguncha ko‘proq va ko‘proq oqim oladi.
Amaliy ilova
Sanoat miqyosida elektr yoylari payvandlash, plazma bilan kesish, elektr razryadlarini qayta ishlash, kinoproyektorlarda va yoritishda yoy chiroq sifatida ishlatiladi. Elektr boshq pechlari po'lat va boshqa moddalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. K altsiy karbid shu tarzda olinadi, chunki endotermik reaktsiyaga erishish uchun (2500 ° S haroratda) katta miqdordaenergiya.
Karbonli yoy chiroqlari birinchi elektr chiroqlar edi. Ular 19-asrda ko'cha chiroqlari uchun va Ikkinchi Jahon urushigacha projektorlar kabi maxsus qurilmalar uchun ishlatilgan. Bugungi kunda past bosimli elektr yoylari ko'plab sohalarda qo'llaniladi. Masalan, yoritish uchun lyuminestsent, simob, natriy va metall galoid lampalar, kinoproyektorlar uchun esa ksenon yoy lampalar ishlatiladi.
Kichik miqyosdagi yoy chaqnashi kabi kuchli elektr yoyining hosil bo'lishi portlovchi detonatorlarning asosidir. Olimlar voltaik yoy nima ekanligini va undan qanday foydalanish mumkinligini bilib olgach, samarali portlovchi moddalar dunyo qurollarining xilma-xilligini to'ldirdi.
Qolgan asosiy dastur - uzatish tarmoqlari uchun yuqori kuchlanishli kommutatorlar. Zamonaviy qurilmalarda yuqori bosimli oltingugurt geksaftorid ham ishlatiladi.
Xulosa
Voltaik yoyning yonish chastotasiga qaramay, u juda foydali jismoniy hodisa hisoblanib, hali ham sanoatda, ishlab chiqarishda va bezak buyumlarida keng qo'llaniladi. U o'ziga xos estetikaga ega va ko'pincha ilmiy-fantastik filmlarda namoyish etiladi. Voltaik yoyning mag'lubiyati halokatli emas.
