Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
НИЗКОВОЛЬТНАЯ ДУГА

НИЗКОВОЛЬТНАЯ ДУГА

НИЗКОВОЛЬТНАЯ ДУГА - несамостоят. дуговойразряд с термоэмисспонным катодом, горящий при напряжении U,меньшем не только потенциала ионизации, но и наинизшего потенциала возбуждениягаза U₁. Н. д. обычно горит при малых давлении р имежэлектродном расстоянии d (pd< 10 тор х см). Плазма Н. д.,как правило, ионизована слабо. Распределение потенциала и концентрации плазмы п (х )в Н. д. немонотонные с максимумами вприкатодной области плазмы. Положит, столб в разряде практически отсутствует. <Квазинейтральная плазма Н. д. отделена от электродов прикатодным и прианодным падениями напряжения в приэлектродных ленгмюровских слоях L _к.и L_a (рис.). При большой электронной эмиссии с катодаи сравнительно малой концентрации плазмы в прикатодной области в ленгмюровс-комслое у катода возникает минимум потенциала - т. н. вupmуальный катод, ограничивающийэмиссию с катода до величины порядка хаотического электронного тока в прикатоднойплазме.

Распределение потенциала и концентрацииплазмы в межэлектродном промежутке низковольтной дуги.

Направленный ток в плазме Н. д. переноситсяв осн. электронами и имеет две направленные навстречу друг другу полевуюи диффузионную составляющие. Ионизация атомов, как правило, ступенчатаяи осуществляется в осн. высокоэнергичными электронами плазмы из "хвоста"максвелловского распределения и отчасти электронами катодной эмиссии, ускореннымина прикатодном падении.

Известны т. н. кнудсеновские Н. д., горящиепри весьма малых pd, когда длина свободного пробега электронов катоднойэмиссии превышает зазор d. Ионизация в кнудсеновских Н. д. такжеосуществляется в осн. тепловыми электронами, ускоряемыми обычно в коллективныхпроцессах, в частности в электрич. полях ленгмюровских колебаний, возбуждаемыхза счёт плазменно-пучкового взаимодействия (см. Плазменно-пучковый разряд). Наиб. <изучены Н. д. в парах щелочных металлов и в инертных газах.

Н. д. используются в термоэмиссионныхпреобразователях тепловой энергии в электрическую и в термоэмиссионныхключевых элементах. Иногда типичные для Н. д. распределения потенциалаи плотности плазмы, характеризующиеся максимумами в прикатодной квазинейтральнойплазме, образуются у катода самостоят. дугового разряда. Эту область, расположеннуюмежду катодом и положит. столбом разряда, часто наз. пространством Н. д.

Лит.: Грановский В. Л., Электрическийток в газе, М., 1971; Термоэмиссионные преобразователи и низкотемпературнаяплазма, под ред. Б. Я. Мойжеса, Г. Е. Пикуса, М., 1973; Бакшт Ф. Г., ЮрьевВ. Г., Низковольтная дуга с накалённым катодом в парах цезия. Обзор, "ЖТФ",1976, т. 46, с. 905; Математическое моделирование процессов в низковольтномплазменно-пучковом разряде, М., 1990.

Ф. Г. Бакшт, В. Г. Юрьев.