т.5 No 1 |
33 |
О физических процессах в ливневых дугах | |
3. Анализ уточнённой модели ливневых дуг Весь комплекс полученных результатов, и в особенности двухэтапный характер процессов в каждом периоде неустойчивых разрядов с экспоненциальным характером монотонного участка и высокоамплитудным колебательным характером участка разрыва монотонности, требует значительного, по сравнению с существующим, изменения подхода к построению модели процессов, происходящих в контактном промежутке.Согласно теории электрических [15, 23, 24] и радиотехнических [25, 26] цепей, ни одна схема с постоянными или плавно меняющимися параметрами не может дать столь сложной формы кривой переходного напряжения, тем более усугубленной переходом от монотонного режима к колебательному при резком изменении амплитуды процесса. Резкий переход от одного процесса к другому возможен лишь в случае скачкообразного изменения величины параметра какого-либо элемента цепи. Учитывая специфику перехода между этапами, нужно заключить, что в исследуемом нами случае такими элементами могут быть только электрические контакты, у которых по каким-либо физическим причинам скачкообразно изменяется сопротивление. Для выяснения этого вопроса рассмотрим условия возникновения монотонных и колебательных процессов на контактах. Для этого произведем анализ коммутируемой электрической цепи в двух случаях: когда контакты после разрыва мостика шунтированы лишь паразитной емкостью, как полагали ранее, и когда они еще дополнительно шунтированы сопротивлением. Эквивалентная схема цепи, в которой контакты могут быть представлены паразитной ёмкостью, показана на рис. 15.
|
Рис. 15. Эквивалентная схема контактной цепи, в которой контактный промежуток заменён паразитной ёмкостью
|
Прежде всего, обращает на себя внимание наличие источника тока I0 , включённого параллельно индуктивности цепи. Как мы выяснили в экспериментальной части данной работы, именно энергия, накопленная в ёмкости, обуславливает появление перенапряжений и как следствие - неустойчивых разрядов. На монотонном участке она играет роль дополнительного источника, заряжающего ёмкость промежутка, а на участке бросков напряжения её влияние как раз и обуславливает высоковольтный характер колебательного процесса в цепи. Характеристическое уравнение для цепи, приведенной на рис. 15, имеет вид (см. например, [23, 26]) |
![]() |
(1) |
Согласно (1), исследуемый колебательный процесс в цепи будет возможен при комплексном характере корней уравнения, а именно при |
![]() |
(2) |
Если подставить в (2)
приблизительные порядки величин паразитной
ёмкости и активного сопротивления индуктивности
Cp=100 Согласно (1), резонансная частота колебаний напряжения в данной цепи будет определяться выражением |
![]() |
(3) |
что соответствует частоте колебаний |
![]() |
(4) |
Подставляя в (4) вышеуказанное
значение паразитной ёмкости и индуктивности,
соответствующей началу периодического процесса
в данной схеме, получим оценочную граничную
величину резонансной частоты f0 =
1,0065 МГц или период колебательного процесса,
равный T0 = 0,9934 Это по порядку величины вполне
согласуется с результатами, представленными на
осциллограммах на рис. 14. В то же время, если мы
подставим в (5) значения, при которых была
получена осциллограмма на рис. 14а, то получим f0
= 1,0065 кГц и T0 = 770 Таким образом, мы можем сделать вывод, что эквивалентная схема на рис. 15 в целом описывает этапы бросков напряжения, хотя и требует существенных уточнений. |
Содержание: / 23 / 24 / 25 / 26 / 27 / 28 / 29 / 30 / 31 / 32 / 33 / 34 / 35 / 36 / 37 / 38 / 39 / 40 / 41 / 42 / 43 / 44 / 45 /