Низковольтная дуга - несамостоят. дуговой разряд с термоэмисспонным катодом, горящий при напряжении U, меньшем не только потенциала ионизации, но и наинизшего потенциала возбуждения газа U1. Низковольтная дуга обычно горит при малых давлении р и межэлектродном расстоянии d (pd < 10 тор х см). Плазма Н. д., как правило, ионизована слабо. Распределение потенциала и концентрации плазмы п (х)в низковольтной дуге немонотонные с максимумами в прикатодной области плазмы. Положит, столб в разряде практически отсутствует. Квазинейтральная плазма низковольтной дуги отделена от электродов прикатодным и прианодным падениями напряжения в приэлектродных ленгмюровских слоях Lк. и La (рис.). При большой электронной эмиссии с катода и сравнительно малой концентрации плазмы в прикатодной области в ленгмюровс-ком слое у катода возникает минимум потенциала - т. н. вupmуальный катод, ограничивающий эмиссию с катода до величины порядка хаотического электронного тока в прикатодной плазме.
Распределение потенциала и концентрации плазмы в межэлектродном промежутке низковольтной дуги.
Направленный ток в плазме низковольтной дуги переносится
в осн. электронами и имеет две направленные навстречу друг другу полевую
и диффузионную составляющие. Ионизация атомов, как правило, ступенчатая
и осуществляется в осн. высокоэнергичными электронами плазмы из "хвоста"
максвелловского распределения и отчасти электронами катодной эмиссии, ускоренными
на прикатодном падении.
Известны т. н. кнудсеновские Н. д., горящие
при весьма малых pd, когда длина свободного пробега электронов катодной
эмиссии превышает зазор d. Ионизация в кнудсеновских низковольтных
дуг также осуществляется в осн. тепловыми электронами, ускоряемыми обычно в коллективных
процессах, в частности в электрич. полях ленгмюровских колебаний, возбуждаемых
за счёт плазменно-пучкового взаимодействия (см. Плазменно-пучковый разряд ).Наиб.
изучены низковольтные дуги в парах щелочных металлов и в инертных газах.
Н. д. используются в термоэмиссионных
преобразователях тепловой энергии в электрическую и в термоэмиссионных
ключевых элементах. Иногда типичные для низковольтной дуги распределения потенциала
и плотности плазмы, характеризующиеся максимумами в прикатодной квазинейтральной
плазме, образуются у катода самостоят. дугового разряда. Эту область, расположенную
между катодом и положит. столбом разряда, часто наз. пространством
низковольтной дуги.
Ф. Г. Бакшт, В. Г. Юрьев