Литература -->  Водородные ионы в производстве 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 [ 76 ] 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159

где с-угловое отклонение стрелки В., Я- напряженность поля постоян. магнита, г- ток в цепи В., £измеряемое электрич. напряжение. Благодаря большой точности (до 0,2%) такие В. выполняют как в виде щитовых, так и в виде



Фиг. 2.

Фиг. 3,

прецизионных лабораторных приборов. Недостатки этих В.: высокая цена и возможность ослабления постоянного магнита. 2) В. с мягким железом (электромагнитный) с плоской катушкой (фиг. 2) и с круглой катушкой (фиг. 3)-пригодны для постоянного и переменного тока. Вследствие индуктивности обмотки сопротивление цепи В. будет неодинаково для постоянного и переменного токов, а поэтому и показания В. при одном и том же напряжении в обоих случаях будут относиться, как

tinocm. jnocm. l/(R + r) + (L-m) Knepejw. inepeM. R+r

где -показания В., В-сопротивление обмотки, L-самоиндукция обмотки, г-добавочное сопротивление, ш-частота тока. Для того, чтобы В. давал правильные показания при постоянном и переменном токе, необходимо рассчитать добавочное сопротивление так, чтобы разница показаний не превышала точности отсчета по В. Из теории электромагнитного В. с плоской катушкой следует, что вращающий момент:

Ж = /Ci г2. sin 2(0+ ) = 2 £2 sin 2(0+а), где Е-напряжение на В., 0-угол между направлением силовых линий и малой осью


Фиг. 4.

лепестка в начальном положении, а-угловое отклонение лепестка. На фиг. 4 А-лепесток (эллиптическая пластинка из мягкого

т. э. т. IV.


Фиг. 5.

железа),5-обмотка, О-ось лепестка и указателя, С-поток магнитных силовых линий. Это ур-ие показывает, что: 1) шкала электромагнитного В. неравномерна, 2) чувствительность его меняется вместе с отклонением и зависит от начального расположения лепестка по отношению к обмотке. Последнее свойство электромагнитного В. является весьма ценным, так как позволяет строить В. с наибольшей чувствительностью -другими словами, с наиболее крупными делениями: в начале, середине или конце шкалы, смотря по назначению прибора. Электромагнитный вольтметр обладает очень прочной

и простой конструкцией, не боится ударов и перегрузок, является наиболее дешевым типом прибора и имеет самое широкое распространение; выполняется он главным образом в виде щитового прибора. Недостатки его: вольтметр весьма чувствителен к внешнему полю и имеет ошибку гистерезиса в цепи постоянного тока. 3) В. электродинамически е-пригодны для постоянного и переменного тока; шкала неравномерная, М = ki-E, большая чувствительность к внешнему полю; выполняются б. ч. в -. виде прецизионных Vo приборов переменного тока. 4) В. т е-п л о в ы е (фиг. 5)- пригодны для постоянного и переменного тока, применяются главным образом для токов большой частоты, так как показания их не зависят от частоты; очень деликатны по своему устройству, боятся ударов и перегрузок, требуют сложных приспособлений для компенсации влияния t°. 5) В. индукционные с электромагнитным экраном (фиг. 6) и с вращающимся полем-годны только для переменного тока определенной частоты, так как показания сильно зависят от частоты; эти В. вьшолняются в виде щитовых приборов, имеют сильную и прочную конструкцию.

Кроме перечисленных приборов, являющихся в сущности переградуированными амперметрами, применяются также статически е, основанные на притяжении ме}кду подвижной и неподвижной обкладками конденсатора, между которыми устанав.тивают измеряемое напряжение или



Фиг. 7.

6) В. электро-




Фиг. 8.

часть его. На фиг. 7 схематически изображено внутреннее устройство В, электростатического: а и с-неподвижные обкладки, 6-подвижная алюминиевая пластинка. Передача движения от пластинки Ъ к стрелке-указателю Z осуществляется при помощи специального устройства. Эти В. не потребляют активной мощности. Они выполняются в виде приборов щитовых или переносного типа, пригодны для постоянного и переменного тока и являются единствен, типом прибора, применяющимся при непосредствен, измерении высок, напряжений (до 300 kV). При очень больших напряжениях включают последовательно с электростатическим В. емкость, так что измеряемое напряжение распределяется между В. и пред-включенной емкостью. 7) В. термоэлектрические применяют для измерения очень малых напряжений переменного тока. На фиг. 8 изображена схема такого В.: А- прибор с подвижной обмоткой, Т-термопара, К-сопротивление, нагреваемое проходящим током. По конструктивным сооб-ралсениям, все В. других типов для измерения малых напряжений приходится делать с очень мальпл со- противлением, а так как обычно в цепях с малым напряжением действуют и малые токи, то включение такого прибора может нару-нгать весь исследуемый процесс. 8) В. ламповые применяют для определения амплитудного напряжения переменного тока. В качестве основной детали прибора использована электронная лампа по следующей схеме (фиг. 9). В цепь анода А включается анодная батарея и миллиамперметр тА. Между нитью накала и сеткой включены вторичная обмотка трансформатора Т и потенциометр Р (делитель напряжения). Включив в цепь нити К батарею накала, получим электронный ток от нити накала к аноду А, который и будет отмечен миллиамперметром. Если теперь будем увеличивать посредством потенциометра отрицательный потенциал на сетке G, то, при не-

ЛААЛ

Ц-.Л

4-i--i.k

Фиг. 9.

котором соответствующем напряжении Е электронный ток прекратится. Включив после этого первичную обмотку трансформатора, наложим на постоянный потенциал сетки новый переменный потенциал ±Ej., вследствие чего в цепи миллиамперметра опять появится ток. Для прекращения его нуяно изменить постоянный потенциал на сетке. Если новое значение напряжения между нитью и сеткой будет Е, то амплитудное напряжение переменного тока выразится так: Е = К -Е .

-х jCj -Cq

Практич. схемы описанной выше принципиальной схемы, впервые данной Гундом,- см. Измерения в радиотехнике.

Вольтметры строят обычно на небольшие пределы напряжений- (от 30 до 120 V), за исключением электростатическ.; для повышения же предела измерений применяют следующие вспомогательные принадлежности: а) добавочные сопротивления, к-рые соединяются последовательно с В. и принимают на себя все падение напрянсения, излишнее для В.; б) измерительные трансформаторы напряжения, включаемые первичной обмоткой в цепь вместо В., при чем вторичная обмотка замыкается на вольтметре. Коэффициент трансформации трансформатора подбирают примерно так, чтобы он соответствовал отношению номинального напряжения цепи к наибольшему значению шкалы вольтметра.

Лит.: Ермаков В. Д., Основы электрометрии, ч. I-Электроизмерительные приборы, М., 1927; К е 1 п а 111 Ст., Die Technik elektrischer Messgeiate, В. 1, Munchen und В., 1928; D г у s d a 1 e. Electrical Measuring Instruments, L., 1924; Hund A., Hochfre-tiuenzmesstechnik. В., 1922. H. Александров.

ВОЛЬТОВА ДУГА, дуговой разряд, явление прохождения тока между двумя электродами, помещенными в атмосфере газа или пара, сопровождающееся сильным разогреванием электродов и светом. От других форм газового разряда В. д. отличается сильным нагреванием катода и большою силою тока при малом напряжении на электродах. Дуговые разряды можно разделить на: а) разряд в вакууме (ртутные дуги); в этом случае разряд проходит через пары, образуемые катодом, и заполняет все пространство сосуда; б) разряд в атмосфере газа: ток переносится парами катода, сосредоточенными только в непосредственной близости электродов; в) дуговой разряд в самом газе, наблюдаемый при неиспаряю-щихся электродах. Типичная В. д. изображена на фиг. 1. Анод (верхний уголь) имеет углубление (т. и. кратер), сильно накален (в обычных условиях до 3 500-4 000°) и быстро испаряется, тогда как катод (внизу) имеет более низкую t° (3 100°) и испаряется вдве медленнее, поэтому и может быть сделан меньшей толщины; иногда замечаются наросты от оседающего на нем вещества анода . Средняя часть промежутка между электродами, состоящая главн. обр. из вещества электродов, служит областью прохождения тока; наружная часть-ореол- место химич. реакций, происходяпщх меноду парами вещества электродов и атмосферой, в которой помещена вольтова дуга. Типичная ртутная дуга изображена на фиг. 2.



Слева-катод, около которого конусообразное сияние, темный промежуток, собственно дуга, второй темный промежуток, поверхностное сияние, анод.

Явления, происходящие в В. д., вообще весьма сложны и хорошо разобраны только для ртутной дуги. Для возникновения дуги необходимо довести катод до высокой t°, благодаря чему из него начинает, как из всякого накаленного катода, выбрасываться мощи, поток электронов, ионизующий промежуток между электродами и этим обусловливающий его проводимость. Замечено, что высокая t° катода является непременным условием образования и поддержания В. д. Эта высокая t° создается током, проходящим через электроды при их соприкосновении, и затем поддерживается ударами образован, электронным потоком ионов. Поблизости электродов скопляются по этим причинам сво-заряды, которые обус-потенциала у


Фиг. 1. /-положительный уголь, 2-белый покров, 3-бахрома, 4-кратер, 5-фиолетовое пламя, 6-белое горячее пятно, 7-зеленоватый ореол, 8-блестящие крапины, 9- уголь.

бодиые объемные ловливают большое падение электродов, а следовательно, обратную электродвижущую силу.

Характеристика В. д., т. е. зависимость напряжения между электродами от силы тока, проходящего через дугу, дана на фиг. 3; она относится к ртутной дуге, лучше изученной, но в общем верна и для всякой В. д. Отсюда видим, что для зажигания дуги нужно нек-рое минимальное напряжение, называемое напряжением заки-гания. Далее, характеристика показьшает, что явление распадается на две различные части: при небольших токах оно характеризуется падением напряжения с увеличением тока, при дальнейшем возрастании силы тока переходит в так называем, шипящую дугу, при которой напряжение на электродах не зависит от силы тока. Первоначальная часть явления у д ов летво рите л ьн о описывается ур-ием

Айртон: V=-f + Ъ,

где V-напряжение, J-сила тока, а и Ъ- постоян. величины, линейно зависяпще от расстояния меледу электродами. Отсюда видим, что при возникновении дуги, с возрастанием в ней силы тока, напряжение на электродах падает, чем вызывается дальнейшее увеличение тока; явление продолжается, по-


фиг. 2.


8 /2 18 20 2i ii SSA Фиг. 3.

ка не будет положен предел падением напряжения на зажимах источника эдс или присоединенного к нему добавочн. сопротивления; тогда дуга начигшет гореть устойчиво. Для этого необходимо, как показал Кауфман, чтобы < R (R-сопротивление всех

частей цепи за иск.чючением самой дуги). Поэтому для устойчивого горения всякой В. д. необходимо балластное сопротивление. При фи-тилышх угольных го электродах наблю- д. даются уклонения от ф-лы Айртон. При повышении да- 40 вления атмосферы, в которой горит В. д., чрезвычайно возрастает температура кратера; Люммеру удавалось этим способом доводить его t° до 6 000°, при чем уголь плавился. Однако для получения весьма сильных источников света исследования Люммера применения не получили. При увеличении силы тока, питающего дугу, сила света ее увеличивается, но яркость каждой единицы поверхности испускающего свет угля остается неизменной; с повьипе-нием силы тока увеличивается только светящаяся поверхность. Бек и Гельгоф достигли, однако, увеличения отдачи света с единицы поверхности до 7 раз, препятствуя разными мерами распространению светящейся поверхности с увеличением силы тока, при чем Г кратера превышала 5 000°.

В. д. при переменном токе представляет весьма сложное явление; характеристика

V /20

во so

го о го.

40 60 80 W0 f20

I О J Фиг. 4.

В. д. в этом случае имеет вид, показанный на, фиг. 4. Дуга заисг1гается в начале KiWKfloro полупериода и к концу его гаснет;



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 [ 76 ] 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159