Ничего определенного по тепловыделению искрового разряда найти неудалось.
Нашел некоторые косвенные данные.
Оказывается что когда-то давно был такой Финч, который произвел измерения на калориметре искровых разрядов в разных газах. Найти его опыты и их результаты не получилось, но судя по всему его результаты не сходятся с тепловой теорией.
Сейчас есть ссылки на его опыты и только в сторону того, что он ошибался.
В учебнике "Искровой разряд" Базелян, Райзер для расчета тепловыделения искры предлагают пользоваться такой формулой: E = W/I, где Е - это напряженность поля в искре в В/см, W - это погонная мощность в Вт/см, I - это ток в искре в А.
Приводится такой пример: при токе 200А и поле 2,5 В/см W = 500 Вт/см температура при этом будет 9800К.
В характеристиках современных разрядников практически не рассматривается рассеиваемая мощность и охлаждение и в конструкции их я не встретил каких либо радиаторов. В некоторых разрядниках в качестве защиты от перегрева используется специальная пластина, которая при перегреве его просто замыкает.
В разрядниках есть такое понятие, эрозия электродов. Она зависит от замыкаемой энергии и связывается с количеством пропускаемого заряда в кулонах. От эрозии зависит долговечность и надежность разрядника. Эрозия электродов в сильной степени зависит от формы электродов, видимо именно с этим связаны многочисленные современные патенты по поводу разрядников.
Сейчас есть ссылки на его опыты и только в сторону того, что он ошибался.
Скорее всего не ошибался, а даже сейчас, не говоря уж про то время,
трудно сделать маломощную искру.
Если в искре выделяется 100-200 мкдж энергии , то на раскачку
надо тратить 30-50 мкдж. Это предел даже для современной
элементной базы.
Для сравнения в обычную катушку зажигания надо загонять тысячи
микроджоулей.
andy8mm Пост: 189798 От 07.Jul.2009 (19:56)
1. Что будем считать замкнутой цепью?
Предлагаю по классике- движение зарядов под действием электрического поля по замкнутому контуру.
То есть случаи
-отсутствие зарядов
-отсутствия электрического поля
-отсутствие замкнутого контура
или их всевозможные комбинации
неклассические и к этому не относятся
2. Распространение ФП(фронта поляризации) определяется средой или скоростью света?(как-то странно вопрос звучит, свет это ЭМ-волна и её скорость зависит от того через что ей приходиться продираться...). ?
Конечно средой. В обычном коаксиальном кабеле скорость меньше чем скорость света, а в волноводе больше.
Ещё вопрос остался -почему при коммутации обычной
индуктивности в самом начале наблюдается пичок тока?
Причем индуктивность может быть и просто в виде прямой палки.
То есть тут никаких паразитных межвитковых емкостей нет.
Что это за ток? И что за индуктивность получается- если ток
после этого пичка спадает а не нарастает?
Ой вы сразу кудо тто в дебри полезли.
Это все не так просто.
Давайте для примера рассмотрим то что потрогали, но с новым взглядом.
Все думал как к старой картинке это присобачить- лучше новую нарисовать.
Вот у нас сверху вторичная обмотка высоковольтного транса.
На ней мы генерируем короткий в/в импульс.
Первым делом этот импульс смещает электроны по всей цепи к минусу.
Но емкость разрядника небольшая, и электронов надо немного, чтобы зарядить его.
Причем если у нас импульс 10 кв, то плечи схемы приобретут относительно земли
потенциалы по +/-5 кв.
При этом через землю у нас потечет ток смещения.
То есть как бы заряжаются два конденсатора- электроды разрядника вместе с подводящими
проводниками относительно общей обкладки- земли.
При этом есть токи смещения и в земле токи проводимости, которые незамкнуты- это токи переноса.
Если разрисовать их все-
то в проводниках незамкнуты токи проводимости
в воздухе незамкнуты токи смещения
в земле незамкнут ток переноса.
Но все они вместе образуют замкнутый контур.
Теперь у нас вылетает электрон с катода и образует лавину-
Вот это момент - пока все в воздухе электроны подлетают к аноду
ионы висят облаком позади электронов.
Электроны и ионы создали как бы две обкладки конденсатора, которые имеют свой потенциал
относительно земли, и значит тоже создадут токи смещения и ток переноса в земле.
Теперь обращаю внимание- у нас цепь разрядника незаземленая.
это очень важно.
Если заземлить эту цепь в любой точке, как часто бывает с катухами зажигания,
Там именно вв обмотка сидит на земле-то вся картина изменится и перекосится.
Смотрим самый интересный момент.
Электроны долетели до анода и осели на нем. Анод получил отрицательный заряд.
Этот заряд не может находиться в одном месте цепи- он распределяется по всей цепи,
и она приобретает общий отрицательный заряд относительно земли.
Естественно что потечет ток смещения между схемой и землей.
Вот тут ничего не замкнуто.
Вот теперь, поскольку схема получила отрицательный потенциал- ионы начинают разгон
к катоду .
Но это только в случае изолированной схемы.
Если цепь соединена с землей- отрицательного заряда на ней не будет,
и ионы без энергии осядут на катоде.
А это большая разница.
Потенциал изолированной схемы померять непросто, но можно оценить-
при поднесении к ней провода заземления скачет искра 2-3 мм.
Это значит напряжение на ней 2-3 кв.
Именно эту энергию и набирают ионы нахаляву- разогревая при этом катод.
Именно тут и начинаются ньюансы у различных изобретателей.
Как подключить землю чтобы не испортить работу разрядника.?
Начнем с того что токи смещения, которые идут на начальную зарядку элементов
разрядника - это энергия накачки, которую мы тратим.
Эту энергию желательно как можно уменьшить.
И нагрузку к этим токам тоже нежелательно подключать.
А вот самый первый халявный ток смещения- это ток возникающий при ионизации-
разделении зарядов на электронную лавину и ионы.
Этот ток в сотни раз больше. Теоретически.
А практически все зависит как раз от схемы и конструкции.
Ток накачки всегда намного больше чем требуется чтобы запустить лавину.
Лавину запустить надо всего несколько электронов, а нам приходится
заряжать все паразитные емкости. Кстати самая большая из них- это емкость
вторичной в/в обмотки.
Здесь большое поле работы для изобретателей.
Назову только несколько способов-
- делать транс на П сердечнике первичка и вторичка разнесены.
- делать транс как можно более высокочастотным- уменьшать количество витков
- делать вторичку секционной - чтобы на секцию приходилось не более 2,5 кВ
при этом не возникают эфирные эффекты самоускорения электронов между витками
обмотки, тогда обмотку можно делать тонким проводом.
- и т.д.
И вот самый первый способ использования токов смещения возникающих при разделении
зарядов- у Эдвина Грея. Это трубка вокруг разрядника.
Ток смещения наводит в ней напряжение, и с концов трубки можно снять эту энергию.
Труба в трубе похожа на коаксиал у которого внутренний провод в виде трубки, да еще и закороченный. Видимо будет закороченная длинная линия и ее параметры будут зависеть от ее размеров и частоты. Тогда в месте где снимается напряжение можно добится либо КЗ либо разрыва. Видимо при разрыве можно будет внещнюю трубку в этом месте соединить с землей и это не должно повлиять на работу разрядника?
Ага, тепло.
Чтоб горячее стало скажу, что импульс искры имеет основную гармонику
порядка 60 мгц. Это длина волны 5 м.
Двойная трубка длиной в четверть волны- это четвертьволновой резонатор,
причем закрытый- он не излучает наружу, энергию из него можно уже
не так быстро забирать- это удобнее.
Но есть еще пару красивых решений в этих трубках.
Посмотри повнимательнее (подсказка в посте выше)
Да, это именно оно, классика- но по изобретательски.
Обычный четвертьволновой вибратор излучает (обычная ТВ антенна)
а скрученный в трубочку, или вариант тарелки, не излучает-
все поле всегда внутри.