 |
 |
 |
 |
уравнение Стокса)
вертикальных
г дг
моментов
{rpvr) = 0;
количества движения
дг - | |
Г 1 д / | |
г дг \ |
dvz дГ
1 др
уравнение радиальных моментов др dVf
• = -P«r
(4.142)
(Навье -
(4.143)
дг \ дг
где J - плотность тока; В - магнитная индукция. Закон Ома:
a2T.rdr
(4.144)
(4.145)
Для решения должны быть заданы материальные функции бсум, о и г) в зависимости от температуры (являющейся функцией z и г), а также соответствующие краевые условия. Расчет начинается с задания первоначально предполагаемых Т(г, г), й(г, z) и р для каждой точки сетки (г, z), и далее путем итерации через определенные интервалы времени AU и Ai2 для каждой точки сетки находят значения AT], Avz и Др до тех пор, пока соответствуюшие Д не обратятся в нуль. Эта процедура повторяется для каждой точки сетки. Решение требует значительных затрат машинного времени. Следует обратить внимание на то, что решение очень чувствительно к правильности выбора материальных функций и их зависимости от температуры. Более подробно см. в [15.12].
Конвекция оказывает весьма существенное влияние на распределение излучающих добавок в металлогалогенных лампах (см. гл. 15).
Глава пятая РАБОТА РАЗРЯДНЫХ ЛАМП В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
5.1. ВОЗНИКНОВЕНИЕ РАЗРЯДА НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ В ДВУХЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОМЕЖУТКАХ
В обычном состоянии газовый промежуток является хорошим изолятором, так что при небольших приложенных к электродам Напряжениях ток в цепи практически отсутствует. Это объясня-
и, в
SO 0
p-o-С | |||||||
...i | |||||||
10- 10° W
I, А
Рис. 5.1. Полная вольт-ампериая характеристика самостоятельных разрядов
ется тем, что в обычных условиях в газе или парах металла существует лищь ничтожное количество заряженных частиц, образующихся под действием космического излучения, естественной радиоактивности фотоионизации и других подобных причин. Однако при повышении приложенного напряжения выше определенного значения процесс образования новых зарядов в газовом промежутке приводит к резкому, практически внезапному (Ю- 10~ с) возрастанию тока и появлению свечения. Этот процесс называется возникновением разряда, а соответствующее напряжение - напряжением возникновения разряда.
Процесс возникновения разряда определяет минимальное напряжение, которое надо приложить к электродам в данных условиях для возникновения разряда той или иной формы. Напряжение возникновения разряда зависит от рода наполняющего газа, его давления, от формы и расстояния между электродами, материала и свойств катода, а также от ряда других причин.
Возникновение разряда между двумя плоскими холодными электродами. Если к газовому промежутку протяженностью /, ограниченному плоскими электродами, приложить внешнее напряжение через регулируемое балластное сопротивление, то можно снять вольт-амперную характеристику развития разряда, примерный вид которой показан на рис. 5.1 (см. также § 5.3).
Вид вольт-ампертной характеристики (ВАХ) зависит от соударений электронов с атомами заполняющего газа и от процессов на электроде, служащего катодом.
Участок несамостоятельного разряда OA существует лишь при наличии внешних факторов, обеспечивающих эмиссию электронов из катода (нагревание катода, облучение катода или газа в разрядном промежутке светом, рентгеновским или радиоактивным излучением и др.).
Введя коэффициент объемной ионизации а (число ионизации, производимых одним электроном на единице пути вдоль поля) и коэффициент вторичной эмиссии у (число электронов, выбиваемых одним ионом, упавшим на катод), Таунсенд вывел формулу для тока электронов на аноде lea при токе электронов на ка- тоде под действием внешних факторов hm [0.2J:
Равенство (5.1) называется формулой газового усиления: полный ток на аноде ha больше /еко- Разница между полным током и его электронной составляющей компенсируется ионами,, движущимися направленно к катоду.
Участок темного самостоятельного разряда АБ называется так потому, что, во-первых, разряд при токах и напряжениях,, соответствующих ему, не светится и, во-вторых, он существует даже при отсутствии внешних поддерживающих факторов. Аналитическое условие его существования можно получить из (5.1),. приравняв знаменатель
1-[(ехра/)-11 (5.2)
нулю.
Действительно, в этом случае ток на аноде будет отличен от: нуля даже при бесконечно малом токе электронов с катода под. действием внешних факторов.
Физически условие (5.2) означает, что разряд будет самостоятельным, если каждый электрон, вышедший из катода, на пути к аноду произведет столько ионизации, что образовавшиеся при этом ионы, дойдя до катода, выбьют из него вновь один электрон.
Переходный участок от темного самостоятельного разряда к нормальному тлеющему разряду БВ. Падающий характер его обусловлен действием объемных зарядов, началом формирования анодной и катодной областей, а также столба разряда с высокой электропроводностью. Участок нормального тлеющего разряда ВГ характеризуется постоянством катодного падения потенциала и плотности тока на катоде.
Рост тока при нормальном тлеющем разряде происходит за счет увеличения площади катода, эмиттирующей электроны. На-блюдается свечение катодной области и положительного столба.
Эмиссия электронов из катода идет за счет вторичных процессов, а именно за счет бомбардировки катода ионами, быстрыми и метастабильными атомами, фотоэмиссии.
Участок аномального тлеющего разряда ГЦ. При увеличении тока возрастает как плотность тока на катоде (в эмиссии электронов участвует вся поверхность катода), так и катодное падение потенциалов.
Свечение столба разряда и тлеющее свечение у катода более яркие, чем при нормальном тлеющем разряде.
Характер эмиссии электронов такой же, как и при нормальном тлеющем разряде. Большие плотности токов по сравнению с плотностями токов для нормального тлеющего разряда обес-
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 [ 51 ] 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239