туре электродов. В остальных случаях основным источником положительных ионов является термическая ионизация в промежутке и поступление ионов к электродам.

Из полученных результатов следуют некоторые важные выводы.

Известно, что введение в межэлектродный промежуток легкоионизируемых элементов повышает разрывную длину дуги [209]. Приведенные выше результаты оценки эффективности различных механизмов образования положительных ионов показали, что поступление в атмосферу дуги только 1 % атомов калия позволяет получить за счет поверхностной ионизации на железном электроде (при Тэ = 2100 К и ср = 4,31 эВ) плотность тока ионов, равную 4,7 • 105 А/м2. При этом снижение температуры межэлектродной среды вплоть до Тэ не будет влиять на плотность этого ионного тока. (Поступление ионов из межэлектродного промежутка при тех же условиях может обеспечить, как видно из рис. 31, значительно меньшую плотность тока). Благодаря этому увеличение длины межэлектродного промежутка не отражается на приэлектродных областях, пока обеспечивается попадание достаточного количества атомов калия на электроды, несмотря на более сильное охлаждение межэлектродного промежутка. В результате разрывная длина дуги повышается.

Интенсивная поверхностная ионизация, происходящая на больших площадях поверхностей электродов, в сочетании с термоэлектронной эмиссией и диффузией электронов из приосевой зоны столба может играть значительную роль и в установившейся дуге постоянного тока, приводя ее к расфокусированию и придавая ей колоколообразную форму.

При анализе процессов, происходящих в дуге переменного тока, необходимо учитывать, что в отсутствие легкоионизируемых элементов в ее атмосфере основным источником поступления положительных ионов в приэлектродные области в переходный момент является термическая ионизация атмосферы межэлектродного промежутка. Длительность паузы от момента перехода тока в дуге через нуль до ее повторного зажигания

составляет около Ю-4 с. Согласно оценкам [97] время охлаждения плазмы железа до уменьшения степени ее ионизации в 105 раз составляет 1,8 10~4 с. Термическая ионизация уменьшается при этом в соответствии со снижением температуры межэлектродной атмосферы. В результате уменьшается и поток ионов из межэлектродного пространства к электродам в переходный момент. Поэтому даже те небольшие электронные токи, которые обеспечивает, например, железо с ф = 4,31 эВ, могут создавать в переходный момент нескомпенсирован-ный объемный отрицательный заряд у поверхности электрода. Так, плотности термоэлектронного тока с железа при 2100 и 2500 К равны соответственно 2,48 • 102 и 9,3 - 103 А/м2. Для компенсации создаваемых ими объемных отрицательных зарядов необходимы плотности тока ионов 7,9 • Ю-1 и 2,92 х X 101 А/м2. Здесь принято во внимание, что (трь1теУ1г = 3,14 - 102, где тре — масса иона железа.

Увеличение электронного тока, пред-1 шествующего повторному зажиганию, требует соответствующего увеличения ионного тока для поддержания необходимого режима компенсации у поверхности электрода, на котором формируется катод. Как показал проведенный выше анализ, термоионная эмиссия и поверхностная ионизация легко обеспечивают необходимые для этого плотности ионного I тока: легкоионизируемые элементы в необходимом количестве всегда имеются I в электродных покрытиях.

Необходимо, наконец, отметить, что! положительные ионы, эмиттируемые анодом, могут играть значительную роль в создании результирующего объемного заряда, который определяет анодное падение напряжения. К- К- Хренов полагал, что такое влияние положительной ионной эмиссии может сказываться даже при небольшой плотности тока положи- I тельных ионов [209].

Численно оценить вклад этой эмиссии I в объемный заряд у анода можно на основании следующих соображений. Если электрическое поле Е в анодной области создается объемным зарядом только электронов, то оно описывается уравне-