муле (1.7). Необходимые для расчета величины Т„ и /? определены экспериментально в работе [1151, где показано, что при токе дуги 100 А, горящей в аргоне между вольфрамовым катодом и водоох-.лаждаемым медным анодом, рассчитанное и экспериментальное распределения практически совпадают. На этом же рисунке приведено радиальное распределение концен грации свободных электронов, рассчитанное по формуле [381

п,« I.С - 10» (^./Ы7' Р'''Т''- X

у ехр (—5,8 ■ КУЧ'./Г).(1.37)

Соотношение статистических весов ионного и атомного состояния аргона £,/£а приведено в работе [971.

Предположим далее, что в разрядный промежуток вводится газообразный фтор, все молекулы которого в столбе дуги диссоциированы, так как при 7" » 2000 К степень диссоциации фтора а ян 1 11921. Распределение атомов фтора считаем равномерным, а их конценграцию равной I °о от общего числа частиц в единице объема Зависимость пь (г) с учетом влияния температуры также приведена на рис. 43)

Энергетически выгодную реакцию образования отрицательных ионов фтора запишем в виде ¥ -\- е ^ ¥~. В условиях локального термодинамического равновесия согласно закону действующих масс в каждой малой области столба дуги справедливо соотношение

прпе1пр_- К.(1.38)

где пР. п, ипр — концентрации атомов соответственно фтора, электронов и отрицательных ионов; Л' — константа равновесия [381

2еР / 2птекТ VI, К =-р- ехр(- Е«,'кТ). (1.39)

Здесь £5 — сродство к электрону атома фтора.

Поскольку поле сил, в котором движется захваченный электрон отрицательного иона, быстро затухает с расстоянием, число возбужденных состояний отрицательного иона невелико [38]. Поэтому принимаем £р/#р- = 1, и формула (1.38) с учетом температурной зависимости кон-

центрации атомов фтора приобретает удобный для расчета вид

ир те -= 15,2Р,-Г~3/гехр(1,1С ■ 10*Е,/Г), (1.40)

где РР— парциальное давление атомов фтора, Н'м2.

Приняв Е, = 3,47 эВ, РР = 103 Па (1 °о атмосферного давления) и используя распределение Т (г) ил, (г), получаем радиальное распределение в столбе дуги отрицательных ионов фтора, находящихся в равновесии с электронами, освобождаемыми в результате термической ионизации атомов аргона (см. рис. 43). Пг и 1 этом положительных ионов Р+ можно не учитывать, так как степень ионизации фтора, имеющего высокий потенциал ионизации при рассматриваемых температурах, незначительна Как видно из рис. 43, радиальное распределение отрицательных ионов фтора имеет выпуклую форму, а возможные концентрации г7-во всех частях столба таковы, что никакого влияния на электропроводность дугового промежутка они оказать не могут даже при существенно более высоких концентрациях атомов фтора и соответственно ионов Р_

Иная ситуация возникает в том случае, когда температура столба дуги более низкая. На рис. 44 представлены полученные по формуле (1.40) зависимости логарифма отношения пр-./пе от температуры равновесной плазмы одноатомного газа, содержащего от 10 ~4 до 30 °о атомов фтора. Видимо, что уменьшение температуры приводит к резкому увеличению этого отношения: снижение 7" в 4 раза (с 1200 до 3000 К) увеличивает его (кривая 3) почти на шесть порядков. В соответствии с такими изменениями отношения пр. 71 изменяется и распределение отрицательных ионов при уменьшении температуры плазмы столба дуги.

Используя приведенные в работе [1911 расчетные значения температуры дуги, полученные с учетом парциальных дав-пений различных элементов, вводимых в дугу, горящую в аргоне, построим кривые распределения Т (г), пс (г), пр (г) и Гср_ (г), аналогичные приведенным на

Согласно данным 11911, при добавлении