Напряжения возрастает

Индикаторные тиратроны * тлеющего разряда — газоразрядные безнакальные приборы, которые могут находиться в одном из двух устойчивых состояний (проводящем или непроводящем). Управление состоянием тиратрона осуществляется изменением потенциала (или тока) одной либо двух сеток — электродов, расположенных между анодом и катодом. Первая (от катода) сетка имеет положительный потенциал, более высокий, чем вторая, и создает подготовительный режим (темный разряд) в тиратроне, анод которого имеет наивысший в приборе положительный потенциал, однако меньший напряжения возникновения разряда. При подаче по-ложительн ого импульса достаточной амплитуды и длительности на вторую сетку напряжение возникновения разряда снижается из-за ионизации газа электронами, ускоренными полем второй сетки. В приборе возникает тлеющий разряд между анодом .и катодом, который сохраняется и после окончания импульса на второй сетке. Таким образом, прибор переходит в проводящее состоя ние и сохраняет его (режим с памятью), что удобно для построения индикаторных устройств. Возможен режим работы без памяти при питании анода пульсирующим напряжением. Когда оно оказывается меньше напряжения горения, тиратрон гаснет, зажигаясь только в моменты времени, когда анодное и сеточное напряжения достаточны для возникновения разряда.

Линейный аналоговый газоразрядный индикатор представляет собой длинный цилиндрический трубчатый анод и коаксиальный с ним проволочный катод, помещенные в стеклянную колбу, заполненную смесью инертных газов ( 3.5). При напряжении между анодом и катодом, большем напряжения возникновения тлеющего разряда, длина светящегося столба, наблюдаемого в продольной прорези анода, оказывается пропорциональной приложенному напряжению ( 3.5, в). Для фиксации начального положения разряда у края катода применяют вспомогательный электрод ( 3.5, б). При этом разряд начинается в фиксированной точке, соответствующей минимальному напряжению на приборе.

Вольт-амперные характеристики газоразрядного фотоэлемента приведены на 4.22. При малых анодных напряжениях (до наступления темного разряда) значение фототока и начальные участки характеристик примерно такие же, как у вакуумных фотоэлементов. После начала ионизации газа (потенциал ионизации аргона F~15,l В) ток быстро возрастает. Рабочие участки вольт-амперных характеристик газоразрядных фотоэлементов лежат справа от горизонтальных участков. При больших анодных напряжениях темный разряд может перейти в тлеющий и фотокатод, не рассчитанный на токи, соответствующие тлеющему разряду, может выйти из строя. Для предотвращения тлеющего разряда рабочее анодное напряжение Ua должно быть меньше напряжения возникновения разряда (/а. в. р. Обычно в газоразрядных фотоэлементах рабочее анодное напряжение t/a=(0,7-^0,8)t/a.B р, что составляет для разных типов приборов 80—240 В.

Возникновение самостоятельного тлеющего или дугового разряда и поддержание процесса ионизации в ионных приборах возможно только в случае приложения к электродам определенного напряжения возникновения разряда (зажигания) t/з, значение которого зависит от рода и давления газа, а также расстояния между электродами. Для дальнейшего поддержания разряда в ионном приборе достаточно напряжения горения Ur, меньшего, чем напряжение зажигания.

11.12. Нарисуйте график зависимости напряжения возникновения разряда от расстояния между электродами при постоянном давлении. Как изменится вид графика, если давление будет меньше первоначального? Объясните эти зависимости.

Прибор на эффекте Ганна может быть использован как элемент логических схем. Быстродействие таких схем весьма высокое —- несколько десятков пикосекунд на каскад. На 9.23 показана простейшая схема импульсного усилителя на эффекте Ганна в триггерном режиме. В этой схеме напряжение батареи Uv.n выбрано так, что искажение на приборе Ганна (/о=(/-и„—//?н меньше Ut, но больше Un (Ut и Ua — пороговые напряжения возникновения и исчезновения доменов). При подаче на вход усилителя короткого импульса с длительностью меньше пролетного времени с амплитудой Uu>Ui—U0 прибор Ганна на время, равное пролетному времени То, переключается в состояние со сформированными доменами. Ток через прибор Ганна и -сопротивление включенного последовательно с ним резистора нагрузки падают, благодаря чему образуется выходной импульс с полярностью, противоположной входному импульсу, п длительностью, равной пролетному времени Го. Такой усилитель может выполнять логическую операцию сравнения амплитуды импульса U,, с заданной величиной Ut — t/o- Кроме того, он может быть использован как дискриминатор выходных импульсов по их ширине и амплитуде. При наличии дополнительного входа, показанного на 9.23 пунктиром, схему усилителя можно использовать в качестве элемента ИЛИ, если прибор Ганна переключается одним импульсом, поданным на любой из входов.

Если напряжение на газоразрядном приборе достигает напряжения возникновения разряда, то процессы ионизации и вторичной электронно-ионной эмиссии протекают лавинообразно. Проводимость прибора при этом увеличивается скачком, и возникает самостоятельный электрический разряд, для поддержания которого не требуется внешних ионизаторов. В этом случае происходит перераспределение напряжения источника питания между резистором, включенным в цепь анода, и уменьшившимся сопротивлением участка «анод — катод» прибора.

Положительное напряжение от источника питания прикладывается между анодом и катодом. Величина этого напряжения меньше напряжения возникновения разряда. Когда на сетку подается положительный импульс напряжения ?/с, между катодом и анодом возникает разряд.

Возникновение самостоятельного тлеющего или дугового разряда и поддержание процесса ионизации в ионных приборах возможно только в случае приложения к электродам определенного напряжения возникновения разряда (зажигания) 1/з, значение которого зависит от рода и давления газа, а также расстояния между элек-

?/а — пороговые напряжения возникновения и исчезновения доменов). При подаче на вход усилителя короткого имшульса с длительностью меньше пролетного времени и с амплитудой UH>Ut—Uo прибор Ганна на время, равное пролетному времени То, переключается в состояние со сформированными доменами. Ток через прибор Ганна и сопротивление включенного последовательно с ним резистора нагрузки падают, благодаря чему образуется выходной импульс с полярностью, противоположной входному импульсу, и длительностью, равной пролетному времени Т0. Такой усилитель может выполнять логическую операцию сравнения амплитуды импульса UK с заданной величиной Ut—Uа. Кроме того, он может быть использован как дискриминатор выходных импульсов по их ширине и амплитуде. При наличии дополнительного входа, показанного на 8.23 пунктиром, схему усилителя можно использовать в качестве элемента ИЛИ, если прибор Ганна переключается одним импульсом, поданным на любой из входов.

На проводах различают местную и общую корону. Поверхность проводов негладка. Помимо неровностей, вызванных проволоками верхнего повива, на поверхности провода имеются царапины, заусеницы, загрязнения. В этих местах напряженности электрического поля высоки и здесь уже при сравнительно невысоких напряжениях возникает местная корона. При более высоких напряжениях корона охватывает провод по всей длине. Эта стадия называется общей короной. Теоретическое определение напряженности и напряжения возникновения местной короны еще не дано. Поэтому при рассмотрении короны на линиях исходят из характеристик общей короны.

Особенности двигателей постоянного тока связаны со способом их возбуждения и, в частности, с постоянством или зависимостью потока полюсов от нагрузки. Двигатели параллельного и независимого возбуждения с постоянным потоком имеют «жесткую» естественную механическую характеристику: скорость их вращения почти не зависит от момента нагрузки на валу. Поэтому двигатели параллельного возбуждения применяются для привода металлорежущих станков и других механизмов. Их скорость вращения можно регулировать двумя способами. При снижении питающего напряжения возрастает ток якоря.

Ток холостого кода J.0 с увеличением напряжения ?? возрастает нелинейно ив-за наснщвнил стали трансформатора. Мощность холостого хода?=4До пропорциональна квадрату тока холостого хода, поэтому она возрастает быстрее тока холостого хода. Коэффициент мощности холостого хода C0?
Например, при работе в точке / в момент кратковременного повышения приложенного к цепи напряжения возрастает ток, т. е. возникает положительная производная di/dt. После восстановления первоначального значения приложенного к цепи напряжения возросшему току будет соответствовать условие Е — ri > и (см. 1-12,6), поэтому ток будет продолжать расти. Состояние равновесия наступит в точке 2. На практике применяют сопротивление (резистор) для обеспечения устойчивого равновесия в цепях с газоразрядными приборами или электрической дугой.

Отклонение и колебания напряжения в распределительных сетях карьера в зависимости от их величины, знака и продолжительности оказывают различное влияние на работу приемников электроэнергии. С уменьшением напряжения на зажимах асинхронных двигателей уменьшается пропорционально квадрату напряжения критический момент, возрастает потребляемый ток. С увеличением напряжения возрастает реактивная мощность.

Все полупроводниковые; приборы связаны с внешней цепью через контакты, в которых могут, возникнуть контактные: явления, искажающие вольт-амперную характеристику прибора. В связи с этим используют специальный контакт. Этот контакт называется омическим, потому что его вольт-амперная характеристика соответствует закону Ома. Омический контакт имеет следующие основные свойства: падение напряжения на нем не зависит от направления тока (отсутствуют, выпрямляющие свойства"); величина сопротивления, контакта достаточно мала; падение напряжения возрастает пропорционально* току, протекающему через контакт (линейная вольт-амперная характеристика).

Диффузионная емкость при увеличении прямого напряжения возрастает по нелинейному закону, так как прямой ток увеличивается быстрее, чем прямое напряжение ( 4:6). Следовательно, CD является функцией прямого тока, а Сб — функцией обратного напряжения.

Тлеющий разряд характеризуется тлеющим свечением поверхности катода, обращенной к аноду, и заметным свечением газа в разрядном промежутке между катодом и анодом. Плотность тока при тлеющем разряде составляет 10"5 -г- 1 а/см2, падение напряжения 60 -н -т- 350 в и выше. Различают нормальный тлеющий разряд, при котором светится лишь часть поверхности катода, обращенной к аноду, а плотность тока и падение напряжения остаются почти неизменными, и аномальный тлеющий разряд, при котором светится вся роверхность катода, обращенная к аноду, а падение напряжения возрастает при увеличении тока через разрядный промежуток.

Регулировка амплитуды пилообразного напряжения осуществ-•ляется переменным резистором RK, изменяющим смещение на сетке тиратрона. При увеличении смещения амплитуда пилообразного напряжения возрастает. Резистор Rt является ограничительным: он предохраняет тиратрон от перегрузок током. Синхронизирующее напряжение, определяющее частоту тиратронного генератора в случае внешней синхронизации, подается на сетку тиратрона через трансформатор.

Вследствие тепловой ионизации концентрация положительно заряженных глубоких уровней в области 0<*<ш> — / после приложения обратного напряжения возрастает во времени по закону

Правда, при быстром изменении плотности тока нужно пользоваться динамической характеристикой, а не статической: при быстром увеличении плотности тока падение напряжения возрастает, а при уменьшении — уменьшается. Однако практика показывает, что несамостоятельные секции искрят очень редко, главным образом тогда, когда имеются механические причины искрения (подпрыгивание щеток). Поэтому можно считать, что щетки всех применяемых марок создают достаточно хорошие условия для демпфирования. Особые свойства щеточного контакта (наличие трех зон проводимости— см. § 4.3) приводят к тому, что время действительного контакта коллекторной пластины со щеткой значительно меньше теоретического времени коммутации. Так, например, при твердой электрографитированной щетке RE59 * действительное время контакта составляло от 40 до 50% от теоретического в зависимости от давления щеток, влажности воздуха и других факторов. При электрографитированной щетке RE4, которая мягче, чем RE59, — твердость которых, по Шору, соответственно 60 и 55 единиц, — время контакта составляло от 50 до 90% от теоретического. Все эти измерения проводились при тщательно притертых щетках. Если щетки плохо 'притерты, то время контакта может еще более сократиться. Наибольшее влияние на длительность контакта оказывает ток добавочных полюсов, определяющий характер коммутации. При замедленной коммутации контакт щетки с коллекторной пластиной оканчивался у края щетки, т. е. вся обегающая часть щетки участвовала в проведении тока. В то же время значительная часть набегающего края щетки не участвовала в проведении тока ( 4.25, а). Чем больше ток добавочных полюсов, тем раньше начинается коммутация ( 4.25, б). Однако в опытах со щетками RE59 не удалось повышением тока добавочных полюсов перенести коммутацию на переднюю часть щетки. При больших токах добавочных полюсов коммутация оканчивается уже перед концом короткого замыкания секции ( 4.25, в). При дальнейшем росте тока добавочных полюсов наступает перекоммутация (

С ростом анодного напряжения возрастает число электронов, достигающих анода, и положительных ионов, достигающих катода. При некотором значении анодного напряжения рост анодного тока прекращается и наступает резким насыщения. Появление тока насыщения объясняется тем, что число заряженных частиц, имеющихся в газе за сче~ действия внешних ионизаторов, равно числу частиц, достигающих анода и катода за тот же промежуток времени. Ток насыщения можно увеличить только путем увеличения интенсивности внешних ионизаторов.