Cтраница 5
Воздействие электрического разряда на химические вещества зависит от характера разряда, который определяется в первую очередь разностью потенциалов, давлением в зоне разряда и плотностью тока. Различают три основных типа электрического разряда: тихий, тлеющий и дуговой. На рис. 125 схематически показаны области существования этих основных типов разряда. Здесь по оси абсцисс отложена величина отношения давления в зоне разряда к напряженности электрического поля, а по оси ординат - плотность разрядного тока. При изменении этих параметров один тип разряда переходит в другой. [61]
Эта часть вольт-амперной характеристики уже носит падающий характер, так как с увеличением разрядного тока в трубке сопротивление ее падает. Затем па некотором участке вольт-амперной характеристики при увеличении тока напряжение на трубке остается неизменным и потом растет почти до первоначальной высоты. Дальнейшее увеличение плотности тока приводит к тому, что катод начинает накаляться и испускать термоэлектроны. Тлеющий разряд переходит в дуговой, обладающий также падающей характеристикой ЗИ. Плотность разрядного тока здесь может достигать больших значений и непрерывно нарастать, так как сопротивление газоразрядного пространства быстро падает. При отсутствии в сети балластного сопротивления R, ограничивающего возрастание тока, электроды трубки могут расплавиться п придти в негодность. [62]
Рассмотрим теперь второе условие справедливости закона Ома. В металлах и электролигах оно выполняется всегда, так как в них концентрации носителей тока чрезвычайно велики и совершенно не зависят ни от плотности тока, ни от напряженности электрического поля. Иначе обстоит дело с электрическим током в газах. Например, при несамостоятельном разряде в газе пополнение носителей тока целиком зависит от мощности внешнего источника ионизации, а их убыль из-за ухода на электроды возрастает с ростом напряженности поля. Соответственно по мере увеличения напряженности поля рост плотности разрядного тока все сильнее замедляется ( см. рис. 20.5), пока, наконец, не прекращается совсем. Такое же явление насыщения наблюдается в случае термоэлектронного тока в вакууме ( см. рис. 18.4), который тоже не подчиняется закону Ома. [63]
Во-вторых, чем больше разрядный ток, тем больше сульфата свинца образуется на поверхности электрода, причем в виде мелкокристаллического сплошного слоя. Сульфат свинца быстро изолирует активную массу электродов от контакта с электролитом, что также приводит к ускорению снижения ЭДС и напряжения до конечных значений; тогда разряд необходимо прекращать. Такое покрытие активной массы слоем мелкокристаллического сульфата свинца носит название пассивации электрода. При разряде малыми токами процесс пассивации идет медленно, так как образующийся в этом случае сульфат свинца имеет более крупнокристаллическую структуру и поэтому его слой будет более пористым, а, следовательно, доступ электролита к активной массе электродов будет облегчен. Пассивация электродов наступает тем быстрее, чем выше плотность разрядного тока. [64]