■ЕК] и Еко'.

Ек = 16л У'и„ (у,- + [ т,./2е— у, И те/2),

где /7к — катодное падение потенциала.

При выводе уравнения (1.23) предполагалось, что электрическое поле у катода создается совместным действием положи тельных ионов и электронов и определяется, согласно уравнению Пуассона, как

оЧ\ £ Аяе(п —пг).(1.24)

11оскольку подтержание заданной концентрации зарядов требует различных значений соответствующих плотностей тока в зависимости от подвижностей носителей зарядов, можно ожидать, что учет наличия отрицательных ионов отразится на величине напряженности электрического поля в катодной обла сти Як.

Выясним изменения, вносимые в это уравнение появлением отрицательных ионов в катодной области. Решением уравнения (1.24) в этом случае будет

Введем обозначение С = -А- Vте/т+.

Тогда уравнения напряженности электрического поля в катодной области Ек\ (при наличии отрицательных ионов) и Ек (в отсутствие отрицательных ионов) примут вид

Е1о ■=|6п ^к/2е 1/"«,.+;',+ ! - с £к1 = 16л ^7к/2е х

х)/»-г;[.-с(,+^|/^)].

Чтобы избежать введения допущений относительно значений ик и /£+, характер изменения напряженности поля удобнее анализировать, рассматривая отношение

. \/~т 1т .

(128)

Из соотношения (1.28) следует, что при] всех значениях й 1 напряженность электрического поля в катодной области уменьшается по мере увеличения в ней количества отрицательных ионов.

Значения параметра С в уравнении (1.28) вносят заметный вклад в отношение £К|/£кп при неизменном значений]

\г '¡1 1ишь при /УДн 30 и если тоь положительных ионов переносится И01 нами железа. В последнем случае | I тс1ть.с - 3.13 • Ю-3, поэтому О -= 0,1 при /,'/.+ - 11,3. Того же порядка] критические значения отношения /' у . будут и для положительных ионов других элементов ввиду близости значений! I гп.1+ разных ионов. Зависимость пара| метра в от отношенияприведена

Введем, например, зависимости, \а-| рактеризующие изменение отношения ЕК\/ЕК(1 в случае, когда положитель ные ионы представлены ионами Ре-1. а отрицательные — ионами Р— и SiF^ (рис. 40). Видно, что появление в катодной области отрицательных ионов может| приводить к уменьшению здесь напря женности электрического поля. Но для! заметного его ослабления необходимы большие количества отрицательных по нов. Снижение Ек, в свою очередь, вызо-1 вет уменьшение катодного падения потен- [ циала. Но поскольку при снижении 6К может уменьшиться плотность тока с] катода, а необходимое значение ее ограничивается условиями поддержания ду] ги, надо увеличить напряжение источника питания, подводимое к межэлектродному промежутку Иными словами,' уменьшение напряженности электриче-] ского поля в катодной области £К1, обусловленное присутствием отрицательных ионов, вызывает необходимость повышения номинального напряжения на дуге.

Если электрическое поле в анодной! области создается объемным зарядом только электронов, то оно описывается