Щзбекистон республикаси олий ва щрта махсус таoлим вазирлиги

Учинчи бўлим
______________________________________________

Электр ёй қиздириш қурилмалари

§ 9. Электр ёйи

Таянч сўзлар ва иборалар: ёй разряди; ёйнинг катодолди ва анодолди бўлаклари; электр ёйининг устуни; ёйнинг волpт-ампер характеристикаси; ионизациялаш потенциали; катод ва анод доьи; ўзгармас ток электр ёйи; ўзгарувчан ток электр ёйи; ёйнинг ёниш зонаси; ёйнинг батамом ўчиш зонаси; ёй токини чеклаш зонаси.

Катта миқдордаги иссиқлик энергиясини талаб қиладиган қатор электротермик жараёнларни амалга оширишда органик ёқилғи ъисобига эришиб бўлмайдиган юқори ҳароратларга, электр ёй разряди ёки оддий қилиб, айтганда электр ёйи ёрдамида эришилади. Маълумки, электр ёйи тўғрисидаги қатор физик тушунчалар 1802 йилда рус физиги В.В. Петров томонидан ёритиб берилган ва ҳозирги даврда, электр ёйининг турли жабҳаларда кенг фойдаланилиши муносабати билан, ёй тўғрисидаги тушунчалар атрофлича ўрганилган ва бойитилган.

Электр ёйи, электр токининг газ, пар ва вакуумдан ўтиши оқибатида намоён бўлувчи ҳолатларнинг биридир. Электр ёйнинг асосий хусусиятлари қуйидагилардир;
1) ёй разряди электр токининг нисбатан катта қийматларида намоён бўлади, масалан металлар учун бу кўрсатгич 0,5 А ва ундан юқори қийматларни ташкил қилади;
2) ёй марказий қисмнинг ҳарорати 6000 - 18000 К ни ташкил қилади;
3) катоддаги токнинг зичлиги катта бўлиб, 10² - 10³ А/мм² га тенг;
4) ёйнинг катод олди қисмидаги кучланишнинг тушиши 10 - 20 В га тенг бўлиб, амалда токка боғлиқ эмас.
Электр ёй разряди уч бўлакка бўлинади деб қабул қилинган бўлиб, булар - ёйнинг катод олди бўлаги, анодолди бўлаги ва ёй устуни бўлаги деб юритилади.
Ёйнинг катодолди бўлаги бор йўьи 10^-6 м ни ташкил этади, ундаги кучланиш тушиши 10-20 В ни ташкил этади, катодолди электр майдон кучланганлиги 10⁷ В/м га тенг. Катодолди бўлакдаги ўтказучанлик асосан электрон ўтказувчанликга эгадир.
Ионизация жараёнини ҳосил қилиш учун электронлар томонидан маълум энергияни олиш учун етарли ъисобланган, “хайдаш” кучланиши U_i ионизациялаш потенциали деб аталади. Газлар учун унинг катталиги, жумладан, гелий учун U_i = 24,58 В; водород учун U_i = 13,3 В; металлар учун ундан ҳам кичик қийматга, масалан мис парлари учун U_i = 7,7 В га тенгдир.
Электр ёйининг уччала бўлагида ҳам ёй разряди шу муъитни ионизациялаш ва деионизациялаш жараёнлари оқибатида намоён бўлади.
Агар электр ёйининг катодолди бўлагида ионизациялаш электронлар эмиссияси оқибатида амалга ошса, ёй устунида эса зарядланган заррачалар энергияси жуда кичиклиги оқибатида ионлар ва электронларнинг ҳаракатланиши асосан иссиқлик ионизацияси таъсирида амалга оширилади. Бунда кўплаб икки атомли газлар ионизацияси ҳароратининг 6*10³ К миқдорида бошланса, металлар парлари нисбатан кичикроқ, яъни 3000 - 4000 К га тенг ҳароратларда бошланади.
Ёйнинг анодолди бўлаги ўзидаги кичик кучланиш тушиши ( 5 - 10 В ) билан характерланиб, кучланиш токка боғлиқ холда ўзгаради.
Ёй ҳосил бўлаётган электродларнинг учидаги ёй таянган нуқталари катод ва анод доьи деб юритилиб, ушбу нуқталар юқори миқдордаги ҳароратга ва ток зичлигига эга.
Электр токининг турига кўра электр ёйи ўзгармас ток электр ёйи ва ўзгарувчан ток электр ёйига бўлинади.