Материал: 2072

ряда вначале свечение наблюдается у катода, затем по мере увеличения тока свечение распространяется на весь объем плазмы.

2

Рис. 13.2. Распределение потенциала ( f x ) между

электродами газоразрядного прибора при отсутствии разряда (1) и при возникновении тлеющего разряда (2)

13.4.Коронный, высокочастотный, искровой разряды

Втехнике высоких напряжений часто возникает так называемый коронный разряд. Коронный разряд используют в высоковольтных стабилитронах для стабилизации напряжения.

Коронный разряд является самостоятельным разрядом и наблюдается при сравнительно больших давлениях, например, в обычной атмосфере в тех случаях, если хотя бы один из электродов имеет очень малый радиус (острие, заостренный край, тонкая проволочка и др.). В этом случае вблизи острия напряженность электрического поля резко увеличивается и возникает коронный разряд. Необходимое напряжение между электродами при этом составляет несколько сотен или тысяч вольт.

Разрядный промежуток при коронном разряде имеет две области: слой около коронирующего электрода и остальную часть, называемую внешней областью. В коронирующем слое происходит возбуждение атомов и их ионизация, а также рекомбинация, вызывающая свечение газа в этой области.

156

Напряжение стабилизации составляет от семидесяти до нескольких сотен вольт, максимально допустимый ток – до нескольких десятков миллиампер.

В стабилизаторах стабилитрон включают последовательно с балластным сопротивлением и параллельно нагрузке, на которой необходимо обеспечить стабилизацию напряжения (рис. 13.4, в).

Рис. 13.4. Стабилитрон тлеющего разряда: а – конструкция; б – условное графическое и позиционное обозначения при одинаковых и разных электродах; в – схема стабилитрона напряжения

13.6. Тиратроны тлеющего разряда (с холодным катодом)

Эти приборы используются в автоматике, импульсных генераторах, в релейных и счетных устройствах и т.п.

Название «тиратрон» происходит от греческого слова thyra (дверь), подчеркивающего возможность «открывания» тиратрона с помощью внешнего сигнала. В тиратроне кроме анода и катода используют третий электрод – сетку. В отличие от электронных ламп тиратрон с помощью сетки можно только полностью открывать, но нельзя управлять величиной тока. На рис. 13.5 показаны условное графическое обозначение тиратрона с тлеющим разрядом и схема его включения.

Расстояние между электродами и давление газа подбирают так, чтобы между сеткой и катодом возникал темный самостоятельный разряд при более низком напряжении, чем напряжение между анодом и катодом. Для открывания тиратрона между сеткой и катодом подают короткий положительный импульс с напряжением в несколько десятков вольт и длительностью в несколько десятков микросекунд. При этом в промежутке «сетка

– катод» возникает тлеющий разряд, который способствует образованию

158

разряда в остальной области. Это приводит к резкому уменьшению сопротивления тиратрона, а через нагрузку начинает протекать ток, т.е. тиратрон открывается.

ки; Rн – резистор нагрузки; ua – напряжение источника питания

Потеря управляющего действия сетки объясняется тем, что после возникновения разряда сетка окружается плазмой, содержащей большое количество электронов и положительных ионов. Поэтому при изменении управляющего напряжения Uc сетка будет лишь притягивать большее или меньшее количество ионов, создающих сеточный ток, не изменяя существенно электрического поля в промежутке «сетка – катод», так как падение напряжения на балластном сопротивлении Rc , обусловленное протеканием сеточного тока ic , оказывается практически равным напряжению Uc .

На рис. 13.6 приведены схема и осциллограмма выходного напряжения генератора пилообразного напряжения на тиратроне.

В момент включения источника Ea происходит заряд конденсатора С1 через резистор R1. Как только напряжение Uак достигнет величины напряжения включения Uвкл, возникает тлеющий разряд, тиратрон открывается, конденсатор быстро разряжается до некоторого напряжения Uвыкл , при котором тиратрон выключается. Затем процесс повторяется с определенной частотой. Изменяя емкость конденсатора С1 и сопротивление резистора R1, можно изменить частоту колебаний напряжения на выходе генератора.

Кроме тиратрона с холодным катодом в силовой преобразовательной и импульсной технике применяют тиратроны с подогревным катодом, обладающие односторонней проводимостью. На железнодорожном транспорте

159

получили широкое применение так называемые игнитроны. Это ГР приборы, где в качестве катода используется ртуть. Такие приборы также обладают односторонней проводимостью. Применение жидкого катода позволяет получить большие значения выпрямленных токов, достигающие нескольких тысяч ампер.

Рис. 13.6. Схема генератора линейно изменяющегося напряжения (а) на тиратроне и осциллограмма выходного напряжения (б): 1 – кривая выходного напряжения при

uc uc1; 2 – при uc uc2 , uc2 uc1

13.7.Индикаторные приборы

Кчислу индикаторных приборов относят неоновые лампы, используемые для контроля наличия напряжения, а также цифробуквенные индикаторы, которые широко применяются в радиоэлектронной и измерительной технике.

Неоновые лампы представляют собой ГР приборы тлеющего разряда и работают в режиме с ограничением тока. Схема включения неоновой лампы показана на рис. 13.7. Эти приборы могут работать как при постоянном, так и при переменном напряжении. Напряжение возникновения разряда составляет 50 – 200 В, рабочий ток при нормальном свечении – от десятых долей до десятков миллиампер.

Знаковые индикаторы тлеющего разряда конструктивно представляют собой баллон, заполненный неоном, в котором находятся анод и несколько катодов, выполненных в виде знаков из тонкой проволоки и расположенных один за другим (рис. 13.8). Анод в этих приборах выполняется в виде сетки. Цифровые индикаторы имеют по 10 катодов в виде цифр от 0 до 9, расположенных друг за другом.

При подаче напряжения между анодом и одним из катодов вблизи катода возникает тлеющий разряд, освещающий этот катод. Толщина светящейся линии равна 1 – 2 мм. Применяя катоды различной геометрической формы, можно получить различные видимые знаки.

160