Вольталык жаанын мүнөздөмөлөрү жөнүндө сөз кылганда, анын чыңалуусу жаркырап разрядга караганда төмөн экенин жана жааны колдоочу электроддордон электрондордун термиондук нурлануусуна таянарын белгилей кетүү керек. Англис тилдүү өлкөлөрдө бул термин архаикалык жана эскирген деп эсептелет.
Жааны басуу ыкмалары жаа узактыгын же жаа болуу ыктымалдыгын кыскартуу үчүн колдонулушу мүмкүн.
1800-жылдардын аягында вольттук жаа коомдук жарыктандыруу үчүн кеңири колдонулган. Кээ бир төмөнкү басымдагы электр жаалары көптөгөн колдонмолордо колдонулат. Мисалы, жарыктандыруу үчүн флуоресценттик лампалар, сымап, натрий жана металл галогендик лампалар колдонулат. Кинопроекторлор үчүн ксенон дога лампалары колдонулган.
Вольталык жааны ачуу
Бул көрүнүш биринчи жолу сэр Хамфри Дэви тарабынан 1801-жылы William Nicholson's Journal of Natural Philosophy, Chemistry and Arts журналында жарыяланган макаласында сүрөттөлгөн деп эсептелет. Бирок Дэви сүрөттөгөн кубулуш электр жаасы эмес, учкун гана болгон. Кийинчерээк изилдөөчүлөрдеп жазган: «Бул, албетте, жаа эмес, учкундун сүрөттөлүшү. Биринчисинин маңызы – ал үзгүлтүксүз болушу керек, ал пайда болгондон кийин анын уюлдары тийбеши керек. Сэр Хамфри Дэви жараткан учкундун үзгүлтүксүз болгондугу анык жана ал көмүртек атомдору менен тийгенден кийин бир канча убакытка чейин заряддуу болгонуна карабастан, доганын вольттук катары классификацияланышы үчүн зарыл болгон байланышы жок болушу мүмкүн.
Ошол эле жылы Дэви Королдук Коомдун алдында электр тогун тийип турган эки көмүр таякчасынан өткөрүп, андан кийин аларды бир аз аралыкка тартып, эффектин ачык көрсөткөн. Демонстрация көмүрдүн чекиттеринин ортосунда туруктуу учкундан дээрлик айырмаланбаган "алсыз" жаа көрсөттү. Илимий коомчулук ага 1000 пластинадан турган кубаттуураак батареяны берип, ал 1808-жылы чоң масштабда вольттук жаа пайда болгонун көрсөткөн. Ал ошондой эле англисче анын аты менен эсептелет (электр жаасы). Ал электроддордун ортосундагы аралык жакындаганда өйдө карай жаа формасын алгандыктан аны дога деп атаган. Бул ысык газдын өткөргүч касиеттерине байланыштуу.
Вольталык дога кантип пайда болгон? Биринчи үзгүлтүксүз жаа 1802-жылы өз алдынча катталып, 1803-жылы орус окумуштуусу Василий Петров тарабынан 4200 дисктүү жез-цинк батареясы менен эксперимент жүргүзүп жаткан "электрдик касиеттери бар өзгөчө суюктук" катары сүрөттөлгөн.
Кийинки изилдөө
Он тогузунчу кылымдын аягында вольттук дога кеңири тараган.коомдук жарык үчүн колдонулат. Электр жааларынын бүлбүлдөп, ышкырып тенденциясы негизги көйгөй болгон. 1895-жылы Герта Маркс Айртон электр энергиясы боюнча бир катар эмгектерди жазып, вольттук дога кычкылтектин жааны түзүү үчүн колдонулган көмүртек таякчалары менен байланышынын натыйжасы экенин түшүндүргөн.
1899-жылы ал Электр инженерлери институтуна (IEE) өз кагазын берген биринчи аял болгон. Анын доклады «Электр жаасынын механизми» деп аталды. Көп өтпөй, Айртон электр инженерлери институтунун биринчи аял мүчөсү болуп шайланган. Кийинки аял 1958-жылы институтка кабыл алынган. Айртон Королдук Коомдун алдында кагаз окууну өтүнгөн, бирок жынысына байланыштуу ага уруксат берилген эмес жана 1901-жылы анын ордуна Джон Перри "Электр жаасынын механизмин" окуган.
Сыпаттама
Электр жаасы – токтун эң жогорку тыгыздыгы бар электр разрядынын бир түрү. Дога аркылуу тартылган максималдуу ток жаа өзү менен эмес, чөйрө менен гана чектелет.
Эки электроддун ортосундагы жаа электроддор аркылуу өткөн ток көбөйгөндө иондошуу жана жаркыраган разряд аркылуу башталышы мүмкүн. Электроддун боштугунун бузулуу чыңалышы басымдын, электроддордун ортосундагы аралыктын жана электроддорду курчап турган газдын түрүнүн биргелешкен функциясы. Жаа башталганда анын терминалдык чыңалуусу жаркыраган разряддыкынан алда канча аз жана ток жогору болот. Атмосфералык басымга жакын газдардагы дога көрүнүүчү жарык менен мүнөздөлөт,жогорку токтун тыгыздыгы жана жогорку температура. Ал жаркыраган разряддан электрондордун да, оң иондордун да эффективдүү температуралары болжол менен бирдей болгондугу менен айырмаланат, ал эми жаркыраган разрядда иондор электрондорго караганда бир топ төмөн жылуулук энергиясына ээ.
Ширеткенде
Узартылган жаа башында контактта болгон эки электрод тарабынан козголуп, эксперимент учурунда ажыратылышы мүмкүн. Бул иш-аракет жогорку чыңалуудагы жаркыраган разрядсыз жааны башташы мүмкүн. Ушундай жол менен ширетүүчү ширетүүчү электродду даярдалган бөлүккө дароо тийгизип, бириктирилген жерди ширете баштайт.
Дагы бир мисал - өчүргүчтөрдөгү, реледеги же автоматтык өчүргүчтөрдөгү электр контакттарын бөлүү. Жогорку энергия чынжырларында контакттын бузулушун алдын алуу үчүн жааны басуу талап кылынышы мүмкүн.
Волтаикалык жаа: мүнөздөмөлөр
Үзгүлтүксүз жаа боюндагы электр каршылык көбүрөөк газ молекулаларын иондоштуруучу жылуулукту пайда кылат (мында иондошуу даражасы температура менен аныкталат) жана ушул ырааттуулукка ылайык газ акырындык менен жылуулук тең салмактуулугу бар жылуулук плазмасына айланат. температура бардык атомдор, молекулалар, иондор жана электрондор үчүн салыштырмалуу бирдей бөлүштүрүлгөндүктөн. Электрондор тарабынан берилген энергия алардын жогорку мобилдүүлүгүнөн жана көп санынан улам ийкемдүү кагылышуулар аркылуу оор бөлүкчөлөр менен тез тарайт.
Догадагы ток катоддогу электрондордун термиондук жана талаа эмиссиясы менен колдоого алынат. Учурдагыкатоддо өтө кичинекей ысык чекитте топтолушу мүмкүн - чарчы сантиметрге миллион ампер. Жаркыраган разряддан айырмаланып, дога түзүмү дээрлик айырмаланбайт, анткени оң мамычасы кыйла жарык жана эки учундагы электроддорго чейин созулат. Катоддун түшүүсү жана аноддун бир нече вольттун төмөндөшү ар бир электроддун миллиметринин бир бөлүгүндө болот. Оң мамычанын чыңалуу градиенти азыраак жана өтө кыска жааларда жок болушу мүмкүн.
Төмөн жыштык жаасы
Төмөн жыштык (100 Гцден аз) AC жаасы DC жаасына окшош. Ар бир циклде дога бузулуу менен башталат жана токтун багыты өзгөргөндө электроддор ролдорду алмаштырат. Учурдагы жыштык көбөйгөн сайын, ар бир жарым циклде дивергенцияда иондошуу үчүн убакыт жетишсиз болот жана жааны кармап туруу үчүн бузулуу мындан ары талап кылынбайт - чыңалуу жана токтун мүнөздөмөсү омикалык болуп калат.
Башка физикалык кубулуштардын арасында орун
Ар кандай жаанын формалары сызыктуу эмес токтун жана электр талаасынын үлгүлөрүнүн пайда болгон касиеттери. Жаа эки өткөрүүчү электроддордун (көбүнчө вольфрам же көмүртек) ортосундагы газга толгон мейкиндикте пайда болот, натыйжада көпчүлүк материалдарды эритип же буулантууга жөндөмдүү өтө жогорку температуралар пайда болот. Электр жаасы үзгүлтүксүз разряд болуп саналат, ал эми окшош электр учкун разряды заматта болот. Вольталык жаа туруктуу токтун чынжырларында же AC чынжырларында пайда болушу мүмкүн. Акыркы учурда, ал мүмкүнтоктун ар бир жарым циклин ургула. Электр жаасынын жаркыраган разряддан айырмасы, токтун тыгыздыгы бир топ жогору жана жаа ичиндеги чыңалуунун төмөндөшү төмөн. Катоддо токтун тыгыздыгы чарчы сантиметрге бир мегаамперге жетиши мүмкүн.
Кыйратуучу потенциал
Электр жаасы ток менен чыңалуу ортосунда сызыктуу эмес байланышка ээ. Дога түзүлгөндөн кийин (же жаркыраган разряддан жылып же электроддорго көз ирмемге тийип, анан аларды бөлүү жолу менен), токтун көбөйүшү дога терминалдарынын ортосундагы чыңалуу азайышына алып келет. Бул терс каршылык эффекти туруктуу жаа кармап туруу үчүн чынжырга оң импеданстын кандайдыр бир формасын (мисалы, электрдик балласт) коюуну талап кылат. Бул касиет машинадагы башкарылбаган электр жааларынын ушунчалык кыйратуучу болушуна себеп болот, анткени жаа пайда болгондон кийин ал туруктуу токтун булагынан уламдан-улам көбүрөөк агымды тартып алат, ал аппарат бузулганга чейин.
Практикалык колдонмо
Өнөр жай масштабында электр жаалары ширетүүдө, плазмалык кесүүдө, электр разрядын иштетүүдө, кинопроекторлордо жана жарыктандырууда дога лампасы катары колдонулат. Электр догалуу мештер болот жана башка заттарды өндүрүү үчүн колдонулат. Кальций карбиди ушундай жол менен алынат, анткени эндотермиялык реакцияга жетүү үчүн (2500°С температурада) көп сандагыэнергия.
Көмүртек жаасы жарыктары биринчи электр чырактары болгон. Алар 19-кылымда көчө чырактары үчүн жана Экинчи Дүйнөлүк Согушка чейин прожекторлор сыяктуу атайын түзүлүштөр үчүн колдонулган. Бүгүнкү күндө төмөнкү басымдагы электр жаалары көптөгөн аймактарда колдонулат. Мисалы, жарыктандыруу үчүн флуоресценттик, сымап, натрий жана металл галогендик лампалар, ал эми кинопроекторлор үчүн ксенондук дога лампалары колдонулат.
Интенсивдүү электр жаасынын пайда болушу, кичинекей масштабдагы жаа жаркыраган сыяктуу, жарылуучу жардыргычтардын негизин түзөт. Окумуштуулар вольттук жаа деген эмне экенин жана аны кантип колдонууга болорун билгенден кийин, эффективдүү жардыргыч заттар дүйнөлүк куралдардын түрүн толуктады.
Негизги калган тиркеме – электр өткөргүч тармактары үчүн жогорку чыңалуудагы коммутаторлор. Заманбап түзмөктөрдө жогорку басымдагы күкүрт гексафториди да колдонулат.
Тыянак
Вольталык жаа күйгүзүү жыштыгына карабастан, ал абдан пайдалуу физикалык кубулуш болуп эсептелет, дагы эле өнөр жайда, өндүрүштө жана кооздук буюмдарда кеңири колдонулат. Анын өзүнүн эстетикасы бар жана көп учурда илимий-фантастикалык тасмаларда көрсөтүлөт. Вольталык жаанын жеңилүүсү өлүмгө алып келбейт.
