т.5 No 1

29

О физических процессах в ливневых дугах

Исходя из первоначально поставленной исследовательской цели, первой экспериментальной задачей было получение полной картины ливневых дуг. Наиболее типичная осциллограмма зафиксированных процессов в разрядном промежутке приведена на рис. 7.

Рис. 7. Диаграмма ливневых дуг, состоящая из нескольких характерных участков, разделённых короткими дугами

Одновременно с вполне стандартной осциллограммой, аналогичной полученной Миллсом, нами, с повышением яркости экрана осциллографа, была получена и другая осциллограмма, вид которой представлен на рис. 8.

Рис. 8. Осциллограмма ливневых дуг, снятая при повышенной яркости экрана осциллографа

Отличие осциллограммы на рис. 8 от приведенной на рис. 7 заключается прежде всего в наличии всплесков напряжения на концах участков заряда ёмкости, который проявился при повышении яркости экрана и значительном вертикальном масштабировании сигнала. При этом обе осциллограммы имеют общие характерные особенности, описанные предыдущими исследователями. Несмотря на сильную сжатость осциллограмм по оси Х, на них достаточно четко зафиксирован двухэтапный характер каждого периода релаксаций, составляющих ливневую дугу. Первый этап более медленный и ограничивается пределами 500 В - т.е. теми пределами, которые, как мы видели во введении, считались другими исследователями характерными для пробоя межконтактного промежутка. Второй этап значительно более быстрый, скачкообразный и заканчивается яркими светящимися точками на вершинах, соответствующих уровню напряжения в пределах (1300 - 1800)  В. Причем скорость нарастания напряжения на данном участке столь велика, что на большинстве участков из-за недостаточной скорости развёртки осциллографа даже отсутствует фиксирование процесса скачка электронно-лучевой трубкой, а о факте скачка свидетельствуют только яркие точки на вершинах всплесков. Неудивительно, что при меньшем ослаблении сигнала, когда вершины уходили из поля зрения, исследователи могли упустить эту важную деталь процесса коммутации из виду.

Для полноты анализа представленных осциллограмм следует обратить внимание на разрыв между ливневыми дугами, зафиксированный на рис. 7. Причём на указанной осциллограмме виден не один, а два разрыва, разделённые коротким промежутком ливневой дуги. Этот разрыв характерен для процессов размыкания и его можно наблюдать как на осциллограммах Миллса (см. рис. 3), так и на осциллограммах Джермера (см. рис. 4). Важно отметить, что Миллс ввёл разрыв в каждое окончание монотонного участка, предполагая, что каждый этот участок заканчивается короткой дугой с напряжением, приближающимся к нулю. Как мы выясним в дальнейшем, это не соответствует действительным процессам, происходящим в контактном промежутке.

Возвращаясь с учётом полученных дополнений к рис. 4 и 5, мы видим, что именно упустили из поля зрения все предыдущие исследователи и почему результаты их измерений столь отличались друг от друга. А упустили они, как уже сказано выше, тот факт, что процесс каждой релаксации является сложным двухзвенным процессом, вторую часть которого - броски напряжения, заканчивающие каждый заряд паразитной ёмкости, - если и фиксировали случайно, то не обращали на это внимания и тем более не учитывали при построении моделей физических процессов в короткой дуге.