3.1.2 Доғаның вольтамперлік сипаттамалары және оны реттеу

Доғаның маңызды тәуелділіктерінің бірі доға кернеуі мен тогының арасындағы тәуелділік болып табылады.

Қалыптасқан режимдегі доға жағдайында (стационарлық тұрақты ток доғасы) бұл сипаттама статикалық деп аталады.

Токтың аз мәндерінде доғаның вольтамперлік сипаттамасы құламалы болып келеді, Айртон теңдеуімен  бейнеленеді

                                        (3.5) 

Мұнда - электрод материалына, газ құрамына және доғаның

суытылу жағдайына байланысты анықталатын  тұрақтылар;

- доға ұзындығы;

- доға тоғы.

Үлкен ток мәндерінде сипаттама келесі түрге келеді

                                                (3.6)

(3.6) формуладағы  катодтық және анодтық кернеу құлауларының қосындысын береді.  - доға бағанасындағы градиент.

Доғаның тұрақты жануын қамтамасыз ету үшін оның және нәрлендіру көзінің вольтамперлік сипаттамаларын үйлестіру қажет (3.3 сурет).

3.3  сурет - Тұрақты ток доғасының орнықты жану шарттары

 

Доға электр тізбегі келесі теңдеумен сиптатталады

 

                                        (3.7)

 

Мұнда   - нәрлендіру көзінің кернеуі;

- доғадағы кернеу;

-доға тогы;      

-доға тізбегінің активтік кедергісі;

-доға тізбегінің индуктивтігі.

Доға нәрлендіру көзінің сыртқы сипаттамасы болып табылатын ( ) түзуі мен доғаның вольтамперлік сипаттамасының А және Б қиылысу нүктелерінде жанады. Бірақ А нүктесінде ток кездейсоқ азаятын болса, доға аралығына түсетін кернеу доға кернеуінен аз болуы себептен, доғаның жануы орнықсыз болады да, ток доға сөнгенше төмендейді. Ток өсетін болса, доға аралықтағы кернеудің доға кернеуінен жоғары болуы себептен ток Б нүктесіндегі мәніне дейін өседі.  Бұл нүктеде доға орнықты жанады. Доғаның орнықты жану шарты

                                                (3.8)

Доғаның вольтамперлік сипаттамасын бірнеше жолмен реттеуге болады:

-         нәрлендіру көзінің кернеуін реттеу арқылы (3.4 а сурет);

-         доға тізбегінің кедергісін реттеу арқылы (3.4 б сурет);

-         доғаға әртүрлі факторлармен әсер ету жолымен: доға ұзындығын өзгерту, қоршаған ортаны және оның қысымын өзгерту, газ ағыны, магнит өрісі әсері (3.4 в сурет).

3.4 сурет - Доғаның вольтамперлік сипаттамасын реттеу

              а) нәрлендіру көзінің кернеуін реттеу арқылы; б) доға

              тізбегінің кедергісін реттеу арқылы; в) доға кернеуін реттеу

      арқылы

3.1.3 Айнымалы ток доғасы

Айнымалы ток доғасында ток пен кернеу периодына екі рет бағыты мен полярлығын ауыстырып, нольден өтеді. Осы кезде доға разряды өшіп, қайта жанады (3.5 сурет).

3.5 сурет - Активтік (а) және индуктивтік кедергілі (б) тізбектердегі    

        айнымалы ток доғасының ток және кернеу осцилограммалары

 

 

Доға өшкен кезде электродтық аралықта температура төмендеп деионизация үрдісі жүреді, оның диэлектрлік беріктігі ұлғаяды, электродтардың потенциалы өседі. Кернеу электродтық аралықтың диэлектрлік беріктігін тесуге жеткілікті болғанда доға қайта жанады. Доға тогы өсуімен қатар аралықтың температурасы жоғарылауына байланысты электрөткізгіштіктің өсуінен доға кернеуі төмендейді. Содан кейін кернеу ток максимумынан өтіп белгілі бір шамаға дейін азайғанша тұрақтанады, доға өшуі алдында біраз өседі. Доға периодына екі рет өшіп-жануына байланысты кернеу графигінде әр периодында екі жану және өшу шыңдары болады. Активтік кедергілі тізбекте доға жануында үзіліс болады. Үзіліс ұзақтығы электродтар аралығының диэлектрлік беріктігі мен кернеу өсу жылдамдығы қатынасымен, электродтар температурасымен анықталады.

Доғасыз аралықтарды электр тізбегіне индуктивтік кедергі қосқанда ток пен кернеу арасында пайда болатын ығысу арқылы реттеуге болады. Нәрлендіру көзінің кернеуі төмендегенде доғадағы кернеу индуктивтік кедергінің электромагниттік энергиясы есебінен сақталады. Доғаның үзіліссіз жануы 0,85 жағдайында қамтамасыз етіледі.

Айнымалы ток доғасының вольтамперлік сипаттамасы - кернеу өзгеруінің  бір периодтағы ток өзгеруінен тәуелділігі, динамикалық болып келеді. Ток және кернеу графиктерінің қалпына байланысты әр түрлі болуы мүмкін (3.6 сурет). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.6  сурет - Айнымалы ток доғасының осцилограммалары

          мен вольтамперлік сипаттамалары

3.1.4 Электр доғалық қыздырудың қолданылуы

Электр доғалық қыздыру металлургия, химия, машина құру және басқа өндіріс салаларында кеңінен қолданылады.

Электр доғалық қыздырумен қара және түрлі-түсті метал, қорытпалар,  рудалық материалдар балқытылады:

1.    Болат сынықтарын электрлік балқыту.

2.    Мыс балқыту.

3.    Металдарды рудалардан тотықсыздандыру.

4.    Ферроқорытпаларды рафинациялау.

5.    Вакуумдық-доғалық қайта балқыту.

6.    Доғалық пісіру т.б.

 

Соңғы жылдары болатты электр доғалық балқыту жолымен алу үлесі конверторлық, әсіресе мартендік әдісті ығыстыру есебінен елеулі ұлғайды (3.7 сурет)