Teknisk Tidskrift / 1934. Elektroteknik / 51 (1871-1962) Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
	Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |

Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 4. April 1934 - U. Lamm: Om kvicksilverströmriktarens fysik och teknik

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>

Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has been proofread at least once. (diff) (history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång. (skillnad) (historik)

7 APRIL 1934

ELEKTROTEKNIK

51

medan resten, 40 %, dels ledes bort i kvicksilvret,
dels strålar bort och dels utgör ångbildningsvärme
för den utvecklade à 6 gram kvicksilverånga
per sek. alltefter huru effektivt katoden kyles, alltså
motsvarande en högst avsevärd ångvolym vid det
rådande låga trycket.

Verkställda teoretiska beräkningar visa, att en
elektronemission av den intensitet, som råder i
ka-todfläcken, skulle, om den vore av rent termisk art,
kräva en temperatur av 3 000°. Emellertid visa
praktiska mätningar, utförda med optisk pyrometer,
att temperaturen i verkligheten uppgår till högst
2 000°.

Man har därför måst övergiva hypotesen om att
emissionen vid en kvicksilverkatod vore av samma
art som den vid en glödkatod. Man har i stället
tillgripit den förklaringen, att visserligen en
termojonisation äger rum, men att denna sker i
kvicksilvergasen omedelbart över metallytan. Teorien
fordrar emellertid därvid en temperatur överstigande
4 000° hos gasen, och det är tvivelaktigt, om en så
hög temperatur uppnås ens i fortvarighetstillståndet
och än mindre i första ögonblicket av katodfläckens
existens. Mätningar med katodstråloscillograf över
ljusbågens uppkomst ha lett till så korta tider, att
de för termojonisation erforderliga höga
temperaturerna helt enkelt icke skulle hunnit uppkomma, innan
redan alla elektriska kännetecken på en
ljusbågsfläck äro tillfinnandes. Enligt en nyare uppfattning
anser man sålunda, att den termiska jonisationen
vid en kvicksilverkatod spelar endast en
underordnad roll och icke heller är en nödvändig betingelse
för katodfläckens uppkomst.

Enligt nyare åsikter är källan till
elektronemissionen i stället att söka i ett utomordentligt starkt
elektriskt fält, som råder mellan metallytan och en
starkt koncentrerad rymdladdning, bestående av fria
positiva joner, belägen mycket nära intill
metallytan, och som lössliter elektroner direkt ur
metallatomerna. Beräkningar gjorda under antagande av
att fenomen av denna art utspelas vid katodytan,
visa, att ett fält av en million volt/cm råder i ett
dylikt tunt skikt intill en kvicksilver- eller
kopparkatod. Ett fält av denna storleksordning är även
tillräckligt för att ur de neutrala atomerna lösslita
den mängd elektroner, som i verkligheten lämna
katodfläcken.

Det är att märka, att dessa betraktelser framför
allt gälla metaller av kvicksilvrets och kopparns
typ, medan däremot katodmaterial sådana som järn,
wolfram och kol i många avseenden visa ett
olikartat uppförande. Vid dessa material torde
åtminstone i fortvarighetstillståndet termojonisationen
spela den största rollen.

Fenomenen i fria gassträckan.

Förhållandena i den fria gassträcka, i vilken
ljusbågen brinner, äro principiellt desamma för alla
jonventiler, vare sig katoden är en glimkatod, en
glödkatod eller en kvicksilverkatod. De från katoden
emitterade elektronerna accelereras av fältet mellan
anod och katod. De kollidera under vägen med de
neutrala gasatomerna med det resultat, att nya
elektroner och positiva joner uppkomma. Ett
jämviktstillstånd inställer sig så, att på varje rymdenhet



Fig. 2. Diagram för likriktare och växelriktare.

finnas lika många positiva som negativa
laddningsbärare, de negativa så gott som enbart utgörande
elektroner. I fria gassträckan finnas sålunda inga
rymdladdningar. Enligt en av Langmuir uppgjord
bild av förhållandena uppfylles rummet av en
blandgas, vars komponenter utgöras av den neutrala
metallgasen, den negativa elektrongasen och den
positiva kvicksilver jongasen. Märkligt är att
komponenternas temperaturer äro helt olika: Man har
sålunda i en kvicksilverljusbåge mätt en temperatur
hos elektrongasen på ca 30 000°, medan
kvicksilveratomerna samtidigt hade ungefär rumstemperatur.
Denna höga observerade elektrontemperatur finner
sin förklaring däri, att de genom det elektriska fältet
till höga hastigheter accelererade elektronerna vid
sina kollisioner med atomerna erhålla en
oregelbundet riktad rörelse av hög hastighet, alltså en
temperaturrörelse.

Själva strömtransporten sker till den övervägande
delen av elektronerna, medan de positiva jonerna
på grund av sin ca 360 000 gånger större massa
endast transportera ca 1/340 av strömmen.
Langmuirplasmat finnes icke endast i själva ljusbågen, alltså
där själva strömtransporten sker, utan uppfyller
hela jonventilens inre, ehuru givetvis
koncentrationen av laddade partiklar är störst i och intill
ljusbågen; härigenom förklaras bland annat den
omständigheten, att så fort en ljusbåge, t. e.
hållströmsljusbågen, finnes brinnande i jonventilen, en förut
strömlös anod, som plötsligt gives en svagt positiv
spänning, ögonblickligen tänder. Med
"ögonblickligen" skall då förstås en tid av storleksordningen
10-6 sek.

Av särskilt intresse för studiet av styrgallrens
funktion i strömriktare är teorien för en sond i
Langmuirplasmat. Redan tidigt sökte man med
hjälp av sönder studera, huru spänningsfallet i
ljusbågen fördelade sig på dennas olika delar. Man
mätte därvid helt enkelt den spänning, sonden
antog, när ingen ström passerade in eller ut i urladd-

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>