Источники питания для дуговой сварки. Брунов О.Г - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

16
1.2.3. Анодная область
Напряженность поля в анодной области должна быть больше, чем
в столбе дуги. Это объясняется уменьшением степени ионизации газа
вблизи анода из-за более низкой температуры в анодной области по
сравнению со столбом дуги. Поэтому электропроводность анодной
области ниже и для обеспечения высокой плотности тока на аноде
необходима большая напряженность поля, т.е. Е
а
Е
с
. Усиление на-
пряженности поля Е
а
достигается в результате образования на грани-
це анодной области отрицательного объемного заряда, так как число
электронов в этой части дуги преобладает над числом положитель-
ных ионов. Вследствие образования объемного заряда на границе
анодной области в последней возникает разность потенциалов -
анодное падение напряжения U
a
. Величина анодного падения напря-
жения обычно сравнительно невелика и для металлических электро-
дов лежит в пределах 2-4 В.
Электроны, эмитируемые с катода, забирают с собой часть энер-
гии, которую передают аноду, попадая на него. Представив энергию,
выделяющуюся на электродах в зависимости от падения напряжения,
можно записать ее следующим образом:
( 2 )
kk
W U I t kT
, Дж,
(13)
( 2 )
aa
W U I t kT
, Дж,
(14)
где U
k
, U
a
– падение напряжения в катодной и анодной области, В;
W
k
, W
a
– соответственно, энергия катода и анода, Дж; - потенци-
альная энергия электронов; 2kT - термическая энергия электронов.
В результате того, что энергия анода выше энергии катода,
анодная область значительно шире катодной. Следовательно, плот-
ность тока в анодной области меньше, чем в катодной, поэтому на-
пряженность поля в анодной области меньше, чем в катодной, но
существенно превосходит напряженность поля в столбе дуги.
Учитывая, что ток дуги, в основном электронный, следователь-
но, поток электронов на аноде создает более высокое давление, чем
давление, создаваемое потоком ионов на катоде. В итоге, при одном
и том же материале электродов точка кипения материала анода выше
точки кипения материала катода. И, таким образом, температура
анодной области становится выше, чем температура катодной
Т
а
– Т
k
≈ 300–600 ºС. Данное обстоятельство учитывается при выборе

Страницы