исновок, що в таких дугах перетин каналу зростає пропорційно току і щільність струму зберігається постійною. <В
Рис. 8.4. Вольтамперні характеристики електричної дуги:
Розглянуті Залежно відносяться до статичних вольтамперних характеристик. Однак при швидкій зміні струму в дузі напруга на ній може досить суттєво відрізнятися від того, що має місце при сталому значенні. Це відбувається внаслідок того, що процеси в дуговому каналі володіють інерційністю і для їх встановлення потрібен якийсь час.
Розглянемо рис. 8.4, а, на якому показано сімейство вольт-амперних характеристик для різних швидкостей убування струму. Крива 1 - це статична вольтамперная характеристика, що відноситься до відкритої дузі в повітрі. Якщо від значення i = I струм убуває з різними швидкостями, то чим вище швидкість спаду струму, тим нижче проходить вольтамперная характеристика. Це відбувається тому, що при зниженні струму такі параметри дуги, як перетин дуги, температура газу і ступінь іонізації, не встигають швидко змінитися і придбати значення, відповідні меншому значенню струму при сталому режимі. В результаті напруга на дуговому стовпі може істотно відрізнятися від значень, що визначаються статичною характеристикою. Ця серія характеристик при різких швидкостях спаду струму носить назву динамічних вольтамперних характеристик.
При нескінченно високій швидкості спаду струму до нуля активне падіння напруги на дузі змінюється по прямій 2, так як при дуже швидкому зменшенні струму в ланцюга фізичні властивості каналу не встигають скільки-небудь змінитися, тобто опір каналу залишається незмінним і, отже, напруга на дузі буде падати прямо пропорційно току. Цей крайній межа - падаюча до нуля пряма - практично не досяжний. Зазвичай ті динамічні характеристики, які виходять в апаратах відключення при спаді струму, мають завжди зростаючий характер. Особливо велике відступ від статичної характеристики при спаді струму спостерігається в області малих струмів, тобто при підході струму до нуля (безпосередньо перед гасінням дуги), що сприяє обмеженню перенапруг на вимикачі і елементах ланцюга.
Динамічна характеристика дуги лежить в загальному нижче статичної, якщо вона відповідає умовами спадання струму від деякого порівняно більшого значення до меншого. У іншому випадку, коли струм ланцюга не зменшується, а, навпаки, зростає незалежно від опору дуги, динамічна характеристика дуги в принципі може лежати вище її статичної характеристики.
На рис. 8.4, б представлена ​​динамічна характеристика дуги синусоїдального струму. Її гілки 1 і 2 відносяться до першої половини напівперіоду, коли струм наростає в часі, а гілки 3 і 4 - до другої полуволне, коли струм зменшується.
Вид статичних (і динамічних) характеристик визначається багатьма умовами, в тому числі і способом гасіння дуги.
Гасіння електричних дуг в колах постійного струму
При розмиканні контактів апарата, що перебуває в ланцюзі постійного струму, виникає дугового розряд. Для гасіння виникає дуги постійного струму зазвичай прагнуть підвищити напругу на дузі (і її опір) або шляхом розтягування дуги, або шляхом підвищення напруженості електричного поля в дуговому стовпі, а більшою частиною - одночасно і тим і іншим шляхами.
Це досягається застосуванням спеціальних дугогасильних камер в вимикальних апаратах, завдання яких полягає в тому, щоб забезпечувати швидке розтягування дуги і підвищення напруги на ній, з одного боку, а з іншого - обмежувати поширення породжуваного нею полум'я і розжарених газів в прийнятному обсязі простору.
Здавалося б, що ідеальним вимикачем постійного струму буде той, опір міжконтактного проміжку в якому може миттєво зростати від нуля до нескінченності. Тоді миттєво припинялося б перебіг струму по ланцюгу. Однак для реальних кіл постійного струму, які завжди містять індуктивність L , такий вимикач не придатний. Справа в тому, що запасені в індуктивної ланцюга електромагнітна енергія повинна кудись витратитися в процесі відключення ланцюга. Вона може піти, наприклад, на заряд ємності З (рис. 8.5), паралельної дугового проміжку, і істотно підвищити напругу на ній.
У межі максимально можливе перенапруження на ємності визначиться з рівності енергії:
В
(8.1)
Для прикладу візьмемо реальні величини
В
Тоді
В
Природно, що такі великі перенапруги для низьковольтних установок неприпустимі. Електричну ланцюг слід відключати так, щоб перенапруги не перевищували тих величин, які може витримати без пробою електрична ізоляція. Такі умови виконуються в раціонально сконструйованих вимикачах з електричною дугою, при гасінні якої велика частина електромагнітної е...
