а а, /?, т, — постоянные, характеризующие данную дугу. Характеристика дуги показывает, что устойчивое горение без добавочного сопротивления невозможно, т. к. в этом случае ток возрастал бы безгранично.
Чтобы найти условия равновесия В. д. с добавочным сопротивлением, нужно рассмотреть рис. 3.
По оси абсцисс здесь отложены значения силы тока, а по оси ординат-г-напряжения. Пусть отрезок О А, отложенный по оси ординат, обозначает величину
Рис. 3. Чертеж, поясняющий условия устойчивости дуги с последовательно включенным сопротивлением. напряжения цепи е0. Тогда падение напряжения на добавочном сопротивлении R будет равно значениям ординат заштрихованной области, ограниченной прямыми АВ и АС, угол а между к-рыми равен arctg R.
Сумма падений напряжений на дуге и на добавочном сопротивлении будет равняться приложенному напряжению только для двух значений тока ь и i min> где характеристика дуги и прямая АС пересекаются.
Но при токе дуга будет неустойчива, потому что здесь малейшее увеличение тока вызывает уменьшение суммы падений напряжений на дуге и сопротивлении R. Так. обр., при данном напряжении цепи ев и сопротивлении R равновесие возможно только при токе i min. Из рис. 3 нетрудно видеть, что условием равновесия является соблюдение неравенства:
т. е. условие, что алгебраическая сумма отрицательde ного сопротивления дуги и добавочного сопро тивления должна или равняться нулю или быть более нуля. Наименьшая сила тока, при к-рой дуга еще может гореть при данном напряжении е0, соответствует точке касания к характеристике дуги касательной AD. При токах меньших imin устойчивое равновесие дуги невозможно.
В обычной дуге постоянного тока с электродами из однородного угля главная часть света, ок. 85% общего светового потока, излучается кратером анода, катод излучает ок.
10%, и на дугу приходится 5%. При переменном токе оба конца электродов излучают приблизительно по 47, 5% светового потока, а дуга дает 5%. Яркость поверхности кратера при неизменном давлении воздуха почти не зависит от длины дуги и силы тока. С увеличением силы тока возрастает лишь поверхность кратера, покрытая свечением, а яркость, температура и плотность тока на светящейся поверхности остаются приблизительно постоянными. При увеличении давления окружающего воздуха плотность тока на аноде и яркость его возрастают. Повысив давление воздуха до 22 ат 84
мосфер, Люммер получил на аноде температуру в 5.890° Кельвина. Но применение дуг с повышенным давлением на практике, вследствие сложности их конструкции, оказалось невозможным. — Другим путем для повышения яркости дуги при атмосферном давлении явилось изготовление т. н. пламенных углей, содержащих примесь солей щелочно-земельных металлов. Испаряясь при высокой температуре дуги, пары этих солей, с одной стороны, повышают плотность тока, а следовательно, и яркость кратера, а с другой — люминисцирующие металлические пары излучают линейный спектр, увеличивающий процентное содержание видимых лучей в общем световом потоке дуги. Для очень мощных дуг в наст, время применяются т. н. интенсивные угли (системы Gorz-Beck, Sperry и др.), сердцевина к-рых состоит из смеси угольного порошка с фтористым церием и некоторыми др. солями. Образующийся на аноде при горении дуги глубокий кратер заполняется светящимися с исключительной яркостью парами церия. При обыкновенных углях яркость кратера анода — около 18.000 св./см2, при интенсивных — 114.000 св./см2. Дуги с интенсивными углями часто называют эффектными. Для лучшего использования светового потока анод и катод располагаются при этом почти горизонтально, под небольшим углом друг к другу.
Чтобы достичь равномерного обгорания анода, что очень важно для устойчивого горения дуги, анод медленно вращается вокруг своей оси с помощью особого механизма. Температура в эффектных дугах оценивается приблизительно в 5.500° Кельвина.
Характеристики дуг с пламенными и интенсивными углями имеют ту особенность, что, с увеличением силы тока, напряжение сначала падает, как и у дуг с однородными углями, но после перехода через минимум начинает снова возрастать.
Наличие падающей характеристики (рис. 2) дает возможность применять В. д. как генератор переменного тока высокой частоты. Дуддель нашел, что при присоединении параллельно дуге колебательного контура из емкости С и самоиндукции L (рис. 4) в цепи этого контура возбуждаются колебания, частота к-рых определяется периодом Т собственных колебаний контура (Т=2к j/CL) и может быть доведена до нескольких тысяч периодов в секунду. Дросселя D служат для преграждения пути переменному
D Рис. 4. Схема Дудделя для получения электрических колебаний в дуге. току через динамомашину. Возникающий в цепи колебательного контура переменный ток, накладываясь на постоянный ток, питающий дугу, вызывает периодическое изменение объема накаленных газов в дуге, так что генерирующая дуга является источником сильного звука, тон к-рого соответствует частоте колебаний (так наз. говорящая дуга, см.). Заставляя
