Понятно, что в результате обработки одного кадра получается двумерная картина распределения тока, в которой амплитуда флуктуаций плотности тока от «точки к точке» (а, точнее, от полигона к полигону) будет велика. Картины, подобные тем, которые были показаны ранее, получаются в том случае, когда можно провести усреднение по целому ряду кадров из одной съёмки (усреднение можно сделать по тому отрезку съёмки, в течение которого дуга находилась в квазистационарном состоянии). Опыт показал, что для получения удовлетворительного результата достаточно использовать 15 – 20 кадров. Сопоставляя результаты усреднения по разному числу кадров (например, от 10 до 60 кадров) можно контролировать правомочность усреднения.
Сильноточная вакуумная дуга.
Новая методика измерения распределения плотности тока в дуговыз разрядах с холодным катодом. Продолжение.
Плотность тока на поверхность каждого полигона на диаграмме Вороного определяется как величина обратно пропорциональная его площади. То есть предполагается, что каждое КП пропускает одинаковый ток. Такой подход кажется вполне разумным, если: 1) общее количество КП велико, 2) экспозиция снимка τ удовлетворяет условию: τ1 « τ « τ2 (здесь τ1 – среднее время жизни КП, а τ2 – среднее время, которое требуется КП, чтобы преодолеть расстояние, равное среднему расстоянию между КП), 3) средний ток, пропускаемый КП (Iп), не зависит или слабо зависит от положения КП на катоде, то есть от локального значения индукции результирующего магнитного поля, которое даже при наложении на дугу однородного АМП не постоянно, т.к. индукция собственного магнитного поля, генерируемого дуговым током, растёт от оси дуги к её периферии.
В сильноточных разрядах первое условие всегда выполняется. Второе условие тоже не трудно удовлетворить. Сложность возникает при попытке обосновать выполнение третьего условия. Зависимость среднего тока, пропускаемого КП, от индукции и угла наклона магнитного поля к поверхности катода была малоизученна. Поэтому была проведена работа по исследованию воздействия на дугу с одиночным КП магнитного поля, наклонённого под разными углами к поверхности катода. Полученные результаты показали, что Iп практически не зависит от индукции магнитного поля, если оно наклонено к поверхности катода на угол α ≤ α0 (α – угол между нормалью к поверхности катода и вектором индукции магнитного поля). Значение α0 зависит от материала катода. Для медного катода α0 ≈ 270, а для CuCr катода α0 ≈ 450. Это значит, что если отношение индукции внешнего АМП к индукции собственного (тангенциального) магнитного поля, генерируемого дугой, превосходит двойку (ctg270 ≈ 2) в случае медных электродов или единицу (ctg450 = 1) в случае CuCr электродов, средний ток на КП можно считать постоянным. Предположив, что ток распределён на поверхности электродов однородно, можно оценить максимальный угол наклона вектора результирующего поля αm для дуги на CuCr электродах, стабилизированной АМП с индукцией B1<B<B2 (напомним, что этот диапазон значений АМП ограничивает второй участок ВТХ). Для этого воспользуемся известным выражением для магнитного поля, генерируемого линейным током I на расстоянии R от его оси и приведёнными выше выражениями для B1 и B2. Оценка показывает, что в интересующем нас диапазоне параметров (длина дуги h - несколько миллиметров, радиус электродов R – два-три сантиметра, ток дуги ~ 10 kA) условие αm ≤ 450 удовлетворяется на большей части второго участка ВТХ. То же можно сказать и о третьем участке ВТХ. Это значит, что предложенная методика применима к исследованию СВД, стабилизированной АМП, в наиболее интересных для практики режимах.
Понятно, что в результате обработки одного кадра получается двумерная картина распределения тока, в которой амплитуда флуктуаций плотности тока от «точки к точке» (а, точнее, от полигона к полигону) будет велика. Картины, подобные тем, которые были показаны ранее, получаются в том случае, когда можно провести усреднение по целому ряду кадров из одной съёмки (усреднение можно сделать по тому отрезку съёмки, в течение которого дуга находилась в квазистационарном состоянии). Опыт показал, что для получения удовлетворительного результата достаточно использовать 15 – 20 кадров. Сопоставляя результаты усреднения по разному числу кадров (например, от 10 до 60 кадров) можно контролировать правомочность усреднения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.