Дуговой разряд

Дугово'й разря'д,один из типов стационарного . Впервые наблюдался между двумя угольными электродами в воздухе в 1802 В. В. и независимо в 1808-09 Г. . Светящийся токовый канал этого разряда был дугообразно изогнут, что и обусловило название Д. р.

  Формированию Д. р. предшествует короткий нестационарный процесс в пространстве между электродами - разрядном промежутке. Длительность этого процесса (время установления Д. р.) обычно ~ 10 ^-6-10 ^-4 секв зависимости от давления и рода газа, длины разрядного промежутка, состояния поверхностей электродов и т.д. Д. р. получают, ионизуя газ в разрядном промежутке (например, с помощью вспомогательного, так называемого поджигающего электрода). В др. случаях для получения Д. р. разогревают один или оба электрода до высокой температуры либо раздвигают сомкнутые на короткое время электроды. Д. р. может также возникнуть в результате разрядного промежутка при кратковременном резком повышении напряжения между электродами. Если пробой происходит при давлении газа, близком к атмосферному, то нестационарным процессом, предшествующим Д. р., является .

В  Типичные параметры Р”. СЂ.Для Р”. СЂ. характерно чрезвычайное разнообразие принимаемых РёРј форм: РѕРЅ может возникать практически РїСЂРё любом давлении газа - РѕС‚ менее 10 ^-5 РјРј СЂС‚. СЃС‚.РґРѕ сотен атм; разность потенциалов между электродами Р”. СЂ. может принимать значения РѕС‚ нескольких вольт РґРѕ нескольких тысяч вольт (высоковольтный Р”. СЂ.). Р”. СЂ. может протекать РЅРµ только РїСЂРё постоянном, РЅРѕ Рё РїСЂРё переменном напряжении между электродами. Однако полупериод переменного напряжения обычно намного больше времени установления Р”. СЂ., что позволяет рассматривать каждый электрод РІ течение РѕРґРЅРѕРіРѕ полупериода как катод, Р° РІ следующем полупериоде - как анод. Отличительными особенностями всех форм Р”. СЂ. (тесно связанными СЃ характером СЌРјРёСЃСЃРёРё электронов РёР· катода РІ этом типе разряда) являются малая величина Рё высокая плотность тока РЅР° катоде. Катодное падение РІ Р”. СЂ. обычно РїРѕСЂСЏРґРєР° рабочего газа или ещё ниже (1-10 РІ); плотность тока РЅР° катоде составляет 10 ²-10 ⁷ Р°/СЃРј ². РџСЂРё столь большой плотности тока сила тока РІ Р”. СЂ. обычно также велика - РїРѕСЂСЏРґРєР° 1-10 aРё выше, Р° РІ некоторых формах Р”. СЂ. достигает РјРЅРѕРіРёС… сотен Рё тысяч ампер. Однако существуют Рё Р”. СЂ. СЃ малой силой тока (например, Р”. СЂ. СЃ ртутным катодом может гореть РїСЂРё токах 0,1 aРё ниже).

  Электронная эмиссия в Д. р.Коренное отличие Д. р. от др. типов стационарного электрического разряда в газе заключается в характере элементарных процессов, происходящих на катоде и в прикатодной области. Если в и отрицательном имеет место , то в Д. р. электроны вылетают из катода в процессах и автоэлектронной эмиссии (называется также ). Когда в Д. р. происходит только первый из этих процессов, его называют термоэмиссионным. �нтенсивность термоэмиссии определяется температурой катода; поэтому для существования термоэмиссионного Д. р. необходимо, чтобы катод или отдельные его участки были разогреты до высокой температуры. Такой разогрев осуществляют, подключая катод к вспомогательному источнику энергии (Д. р. с внешним накалом; Д. р. с искусственным подогревом). Термоэмиссионный Д. р. возникает и в том случае, когда температуру катода в достаточной степени повышают удары положительных ионов, образующихся в разрядном промежутке и ускоряемых электрическим полем по направлению к катоду. Однако чаще при Д. р. без искусственного подогрева интенсивность термоэлектронной эмиссии слишком мала для поддержания разряда, и значительную роль играет процесс автоэлектронной эмиссии. Сочетание этих двух видов эмиссии носит название термоавтоэмиссии.

  Автоэлектронная эмиссия из катода требует существования у его поверхности сильного электрического поля. Такое поле в Д. р. создаётся объёмным зарядом положительных ионов, удалённым от катода на расстояние порядка этих ионов (10 ^-6-10 ^-4 см). Расчёты показывают, что автоэлектронная эмиссия не может самостоятельно поддерживать Д. р. и всегда в той или иной степени сопровождается термоэлектронной эмиссией. Вследствие сложности исследования процессов в тонком прикатодном слое при высоких плотностях тока экспериментальных данных о роли автоэлектронной эмиссии в Д. р. накоплено ещё недостаточно. Теоретический же анализ пока не может удовлетворительно объяснить все явления, наблюдаемые в различных формах Д. р.

  Связь между характеристиками Д. р. и процессами эмиссии.Слой, в котором возникает электрическое поле, вызывающее автоэлектронную эмиссию, настолько тонок, что не создаёт большого падения разности потенциалов у катода. Однако для того чтобы это поле было достаточно сильным, плотность объёмного заряда ионов у катода, а следовательно, и плотность ионного тока должны быть велики. Термоэлектронная эмиссия также может происходить при малой кинетической энергии ионов у катода (т. е. при малом катодном падении), но требует в этих условиях высокой плотности тока - катод нагревается тем сильнее, чем больше число бомбардирующих его ионов. Т. о., отличительные черты Д. р. (малое катодное падение и высокая плотность тока) обусловлены характером прикатодных процессов.

  Плазма Д. р.Разрядный промежуток Д. р. заполняет , состоящая из электронов, ионов, нейтральных и возбуждённых атомов и молекул рабочего газа и вещества электродов. Средние энергии частиц различного сорта в плазме Д. р. могут быть разными. Поэтому, говоря о температуре Д. р., различают ионную температуру, электронную температуру и температуру нейтральной компоненты. В случае равенства этих температур плазму называют изотермической.

  Несамостоятельный Д. р.Несамостоятельным называется Д. р. с искусственным подогревом катода, поскольку поддержание такого разряда нельзя осуществить за счёт его собственной энергии: при выключении внешнего источника накала он гаснет. Разряд легко зажигается без вспомогательных поджигающих электродов. Повышение напряжения такого Д. р. вначале усиливает его ток до величины, определяемой интенсивностью термоэлектронной эмиссии из катода при данной температуре накала. Затем вплоть до некоторого критического напряжения ток остаётся почти постоянным (так называемый свободный режим). Когда напряжение превышает критическое, характер эмиссии из катода меняется: существенную роль в ней начинают играть и вторичная электронная эмиссия (энергия положительных ионов становится достаточной для выбивания электронов из катода). Это приводит к резкому возрастанию тока разряда - он переходит в несвободный режим.

  При определённых условиях Д. р. с искусственным подогревом продолжает устойчиво гореть, когда напряжение между электродами понижают до значений, меньших не только ионизационного потенциала рабочего газа, но и наименьшего его потенциала возбуждения. Эту форму Д. р. называют низковольтной дугой. Её существование обусловлено возникновением вблизи катода максимума потенциала, превышающего потенциал анода и близкого к первому потенциалу возбуждения газа, вследствие чего становится возможной ступенчатая ионизация (см. ).

  Самостоятельный Д. р.Поддержание такого Д. р. осуществляется за счёт энергии самого разряда. На тугоплавких катодах (вольфрам, молибден, графит) самостоятельный Д. р. носит чисто термоэмиссионный характер - бомбардировка положительными ионами нагревает катод до очень высокой температуры. Вещество легкоплавкого катода интенсивно испаряется при Д. р.; испарение охлаждает катод, и его температура не достигает значений, при которых разряд может поддерживаться одной термоэлектронной эмиссией - наряду с ней происходит автоэлектронная эмиссия.

  Самостоятельный Д. р. может существовать как при крайне малых давлениях газа (так называемые вакуумные дуги), так и при высоких давлениях. Плазму самостоятельного Д. р. низкого давления отличает неизотермичность: ионная температура лишь ненамного превышает температуру нейтрального газа в пространстве, окружающем область разряда, в то время как электронная температура достигает десятков тысяч градусов, а в узких трубках и при больших токах - сотен тысяч. Объясняется это тем, что более подвижные электроны, получая энергию от электрического поля, не успевают передать её тяжёлым частицам в редких столкновениях.

В  Р’ Р”. СЂ. высокого давления плазма изотермична (точнее - квазиизотермична, С‚. Рє., хотя температуры всех компонент равны, температура РІ разных участках столба Р”. СЂ. РЅРµ одинакова). Эта форма Р”. СЂ. характеризуется значительной силой тока (РѕС‚ 10 РґРѕ 10 ³ Р°) Рё высокой температурой плазмы (РїРѕСЂСЏРґРєР° 10 ⁴ Рљ). Наибольшие температуры РІ таком Р”. СЂ. достигаются РїСЂРё охлаждении РґСѓРіРё потоком жидкости или газа - токовый канал «охлаждаемой РґСѓРіРёВ» становится тоньше Рё РїСЂРё той же величине тока нагревается сильнее. Р�менно эту форму Р”. СЂ. называют электрической РґСѓРіРѕР№ - РїРѕРґ действием направленных РёР·РІРЅРµ или конвекционных, вызванных самим разрядом, потоков газа токовый канал Р”. СЂ. изгибается.

В  Катодные пятна.Самостоятельный Р”. СЂ. РЅР° легкоплавких катодах отличает то, что термоавтоэмиссия электронов РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РІ нём лишь СЃ небольших участков катода - так называемых катодных пятен. Малые размеры этих пятен (менее 10 ^-2 СЃРј) обусловлены - стягиванием токового канала его собственным магнитным полем. Плотность тока РІ катодном пятне зависит РѕС‚ материала катода Рё может достигать десятков тысяч Р°/СЃРј ². Поэтому РІ катодных пятнах РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ интенсивная СЌСЂРѕР·РёСЏ - РёР· РЅРёС… вылетают струи паров вещества катода СЃРѕ скоростью РїРѕСЂСЏРґРєР° 10 ⁶ СЃРј/сек. Катодные пятна образуются Рё РїСЂРё Р”. СЂ. РЅР° тугоплавких катодах, если давление рабочего газа меньше примерно 10 ² РјРј СЂС‚. cС‚.РџСЂРё более высоких давлениях термоавтоэмиссионный Р”. СЂ. СЃ хаотически перемещающимися РїРѕ катоду катодными пятнами переходит РІ термоэмиссионный Р”. СЂ. без катодного пятна.

  Применения Д. р.Д. р. широко применяется в для выплавки металлов, в , при , служит источником плазмы в . Различные формы Д. р. возникают в газонаполненных и вакуумных преобразователях электрического тока (ртутных , газовых и вакуумных и т.п.). Д. р. с искусственным подогревом катода используется в , , , ионных источниках и источниках электронных пучков.

  Лит.:Электрический ток в газе. Установившийся ток, М., 1971; Кесаев �. Г., Катодные процессы электрической дуги, М., 1968; Финкельнбург В., Meккep Г., Электрические дуги и термическая плазма, пер. с нем., М., 1961; Энгель А., �онизованные газы, пер. с англ., М., 1959; Капцов Н. А., Электрические явления в газах и вакууме, М.-Л., 1947.

В  Рђ. Рљ. РњСѓСЃРёРЅ.

Дугогасительное устройство

Дугогаси'тельное устро'йство,узел высоковольтного выключателя, предназначенный для гашения электрической дуги, которая возникает на контактах выключателя при размыкании цепи. Гашение дуги в Д. у. осуществляется её интенсивным охлаждением и деионизацией или дроблением на несколько коротких дуг. В электрических аппаратах на напряжения до 1000 вД. у. - камера из дугостойкого материала (например, керамики, асбоцемента, асбодина и специальных пластмасс), внутри которой делаются перегородки. Электрическая дуга затягивается в камеру магнитным полем, создаваемым током отключения или постоянными магнитами. В результате охлаждения дуги стенками Д. у. и деионизации сопротивление её резко возрастает, при этом сила тока в цепи уменьшается до нуля.

В  Р’ Р”. Сѓ. газовых выключателей РЅР° напряжения свыше 1000 вэлектрическая РґСѓРіР° охлаждается либо потоком газа, образующегося РІ результате разложения трансформаторного масла, либо потоком РІРѕР·РґСѓС…Р° или шестифторовой серы (элегаз), подаваемых РїРѕРґ давлением РІ Р·РѕРЅСѓ горения РґСѓРіРё. Р’ Р”. Сѓ. магнитных выключателей РґСѓРіР° охлаждается РІ керамической камере, РєСѓРґР° РѕРЅР° затягивается мощным магнитным полем, которое создаётся отключаемым током. Р’ Р”. Сѓ. вакуумных выключателей контакты размываются РІ среде СЃ давлением 10 ^-4 РЅ/Рј ²(10 ^-6 РјРј СЂС‚. СЃС‚.). Образовавшаяся РЅР° контактах РґСѓРіР° гаснет РїСЂРё прохождении переменного тока через нуль, благодаря рассасыванию заряженных частиц РІ вакууме Рё высокой электрической прочности разреженной среды.

  Разновидность Д. у. - деионная решётка, состоящая из нескольких плоских ферромагнитных (омеднённых) или медных пластин, изолированных друг от друга и расположенных так, чтобы дуга легко входила в решётку. Магнитное поле дуги, замыкаясь через пластины, втягивает дугу в решётку; при этом она разбивается на несколько коротких дуг. После прохождения переменного тока через нуль на каждой паре пластин образуется высокая электрическая прочность промежутка порядка 100-200 в. Деионная решётка применяется также в автоматах гашения поля генераторов переменного тока (см. ).

  Лит.:Брон О. Б., Электрическая дуга в аппаратах управления, М.-Л., 1954; Таев �. С., Электрическая дуга в аппаратах низкого напряжения, М., 1965; Чунихин А. А., Электрические аппараты, М., 1967.

  В. Т. Нежданов.

Дугуйланское движение

Дугуйла'нское движе'ние,демократическое освободительное движение монгольских аратов во Внутренней Монголии (Китай) во 2-й половине 19 - начале 20 вв. Название происходит от слова «дугуйлан» - кружок, собрание восставших или непокорных аратов, участники которого при обсуждении дел в знак полного равенства рассаживались по кругу. Зародилось под влиянием (1850-64). Явилось стихийным ответом на произвол маньчжурских властей - насильственную колонизацию монгольских земель китайцами и усиление гнёта монгольских феодалов. Под воздействием восстания �хэтуаней в Китае (1899-1901) и Революции 1905-07 в России Д. д. приняло особенно широкий размах и охватило целый ряд районов Внутренней Монголии. Объединив в своих рядах более 10 тыс. семей, оно вылилось в массовое повстанческое движение. В хошунах Ушэн, Оток и ряде др. районов Ордоса дугуйланы в течение 3 лет (1905-08) фактически являлись органами народной власти - народными советами. Они устраняли от дел князей, отменяли всякие виды повинности (албы), собирали налоги, вели делопроизводство, назначали должностных лиц, творили суд, организовывали аратские дружины и т.п.

  Д. д. оказало влияние и на аратов Внешней Монголии, где в 1903-05 также возникло Д. д., которое, однако, было подавлено правительственными карательными экспедициями.

  Лит.:Дылыков С. Д., Демократическое движение монгольского народа в Китае. Очерк истории, М., 1953.

  М. �. Гольман.

Дуда

Дуда',ду'да, духовой язычковый музыкальный инструмент с кожаным воздушным резервуаром; то же, что .

Дударова Вероника Борисовна

Дуда'роваВероника Борисовна [р. 22.11(5.12).1916, Баку], советский дирижёр, народная артистка СССР (1977). Член КПСС с 1950. В 1933-37 училась игре на фортепиано у П. В. Серебрякова в музыкальном училище при Ленинградской консерватории, в 1947 окончила дирижёрский факультет Московской консерватории у Н. П. Аносова, занималась также у Л. М. Гинзбурга. Дирижёрскую деятельность начала в 1944; с 1947 дирижёр, с 1960 главный дирижёр и художественный руководитель Московского государственного симфонического оркестра. Награждена орденом «Знак Почёта» и медалями.

Дудергофские высоты

Дудерго'фские высо'ты,возвышенность к Ю.-З. от Ленинграда. Представляет собой уступ ордовикского плато, сложенного известняками и перекрытого мореной. Высота до 175 м. У северного подножия - г. Красное Село.