• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ДВУХЧАСТОТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ФАКЕЛЬНОГО РАЗРЯДА В РАМКАХ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ СХЕМЫ М. С. НЕЙМАНА, ДОПОЛНЕННОЙ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ИНДУКТИВНОСТЬЮ РАЗРЯДА

Пузанов, АО
Organization: 
Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Акад. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
Е-mail: s5sk@ire.kharkov.ua
https://doi.org/10.15407/rej2018.01.061
Язык: русский
Аннотация: 

Актуальность рассмотренной задачи обусловлена возможностью применения факельного разряда (ФР) для решения множества полезных прикладных задач и значительным отставанием практико-ориентированных теоретических его исследований. В данной работе рассмотрен предложенный автором оригинальный метод измерения активного сопротивления ФР (Rd) с учетом индуктивности L разряда. Выведены формулы, позволяющие вычислить Rd по результатам измерений на двух частотах значения функции a – отношения напряжений, при которых ФР сохраняет свои электрические и геометрические характеристики. В частности, найдено неравенство для оценки области определения a при использовании указанной формулы для Rd. Установлено, что частотная зависимость a имеет минимум на резонансной частоте wr разрядной цепи, который при L ® 0 превращается в асимптоту для аналогичной зависимости a при L º 0. Показано, что в случаях, когда влиянием L пренебрегать нельзя, минимум функции a по оси ординат всегда лежит выше указанной асимптоты. Сделан вывод, что измеряемое значение a должно согласовываться с точностью измерительного оборудования, в том числе приборов, контролирующих неизменность геометрических характеристик ФР при его возбуждении на двух частотах; таким образом, измеряемое значение a должно быть как можно меньшим. Это возможно, если частоты возбуждения достаточно далеко отстоят одна от другой. Рассмотренный метод способствует более производительному использованию промышленных ресурсов

Ключевые слова: активное сопротивление факельного разряда, индуктивность факельного разряда, модель Неймана, факельный разряд

Статья поступила в редакцию 27.12.2017
PACS 52.75.Hn, 52.80.Pi, 51.50.+v
УДК 621.385.6
Radiofiz. elektron. 2018, 23(1): 61-70
Полный текст (PDF)

References: 

1.  Зилитинкевич С. И. Электрическое факельное истечение. Телеграфия и телефония без проводов. 1928. № 9. С. 20–27.

2.   Нейман М. С. О факельном разряде. Изв. электропромышленности слабого тока. 1935. № 7. С. 38–48.

3.   Капцов Н. А. Электроника. Москва: Гос. изд-во технико-теоретич. лит-ры, 1956. С. 383–384.

4.   Сергейчев К. Ф., Душик В. В., Иванов В. А., Лап-тева В. Г., Лахоткин Ю. В., Лукина Н. А., Бори-сенко М. А., Поддубная Л. В. Газофазный плазмохимический синтез поликристаллического алмазного покрытия рабочей поверхности твердосплавных режущих инструментов в плазме факельного СВЧ-разряда (обзор). Успехи прикладной физики. 2014. Т. 2, № 5. С. 453–475.

5.   Шишковский В. И. Методические основы моделирования высокочастотных разрядов в курсе физики. Вестник Томского гос. педагогического ун-та. Естественные науки. 2000. № 2(18). С. 42–46.

6.   Тихомиров И. А., Тихомиров В. В., Шишковский В. И., Сергеев В. Н., Соловьев А. А., Шкуркин В. В. О функции распределения электронов по энергиям в ВЧ-факельном разряде. Изв. вузов. Физика. 1974. № 4. С. 34–37.

7.   Тихомиров И. А. Экспериментальное определение ФРЭЭ в плазме ВЧ-факельного разряда. II Всесоюз. совещ. «Плазменные процессы и технологии»: тез. докл. Москва: ИМЕТ АН, 1976. С. 7–12.

8.   Аппаратура и методы исследований плазмы ВЧ-разрядов. Под ред. И. А. Тихомирова. Томск: Изд-во ТГУ, 1976. 64 с.

9.   Тихомиров И. А., Власов В. А., Луценко Ю. Ю. Физика и электрофизика высокочастотного факельного разряда и плазмотроны на его основе. Москва: Энергоатомиздат, 2002. 196 с.

10. Тихомиров И. А., Власов В. А., Луценко Ю. Ю., Зорин А. А. Электродинамика высокочастотного факельного разряда. Изв. Томского политех. ун-та. Естественные науки. 2003. Т. 306, № 1. С. 21–29.

11. Луценко Ю. Ю. Особенности электромагнитного поля высокочастотного емкостного разряда шнурового вида, горящего при атмосферном давлении. Журн. техн. физики. 2005. T. 75, № 11. С. 124–127.

12. Луценко Ю. Ю., Власов В. А., Тихомиров И. А. О характере затухания электромагнитного поля в плазме высокочастотного факельного разряда. Письма в Журн. техн. физики. 2006. Т. 32, № 9. С. 23–27.

13. Власов В. А., Луценко Ю. Ю., Зеленецкая Е. П. Волновое число электромагнитной волны, распространяющейся вдоль канала высокочастотного факельного разряда. V Всерос. конф. «Физическая электроника»: тез. докл. (Махачкала, 26–30 окт. 2008). Махачкала: ИПЦ Дагестанский Гос. ун-т, 2008. С. 100–103.

14. Луценко Ю. Ю., Власов В. А., Зеленецкая Е. П. О характере распространения электромагнитной волны вдоль канала высокочастотного факельного разряда. V Всерос. конф. «Физическая электроника»: тез. докл. (Махачкала, 26–30 окт. 2008). Махачкала: ИПЦ Дагестанский Гос. ун-т, 2008. С. 104–107.

15. Луценко Ю. Ю., Власов В. А., Зеленецкая Е. П. Амплитудно-частотные характеристики электромагнитного поля высокочастотного факельного разряда. Журн. техн. физики. 2010. Т. 80, № 6. С. 128–130.

16. Луценко Ю. Ю. Физика высокочастотных разрядов емкостного типа. Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2011. 122 с.

17. Trunecek V. Unipolar and electrodeless capacitively coupled high-frequency dischanges excited at atmo-spheric pressure and their applications. Acta Phys. Slovaca. 1979. Vol. 29, N 2. P. 180–183.

18. Качанов А. В. Лабораторный высокочастотный факельный плазмотрон и электродинамические параметры в нем. VIII Всесоюз. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы: тез. докл. Новосибирск, 1980. С. 107–110.

19. Петров П. Н. Акустика. Электроакустические преобразователи. СПб.: СПбГУАП, 2003. 80 с.

20. Мехтизаде Р. Н. Электрический разряд факельного вида как средство технологического воздействия на материалы. Проблемы энергетики. 2005. № 2. С. 49–55.

21. Бочкарев Н. Н., Гавриленко С. М. Широкополосный излучатель акустических волн на принципе модуляции одноэлектродного факельного разряда. Докл. ТУСУРа. Электроника, измерительная техника, радиотехника и связь. 2010. № 2(22), ч. 2. С. 206–208.

22. Моралев И. А. Взаимодействие газоразрядной плазмы c закрученными течениями: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук; Учреждение Рос. акад. наук. Объединенный ин-т высоких температур РАН. Москва, 2010. 24 с.

23. Efimov B. P., Kuleshov A. N., Khorunzhii M. O., Mos’pan L. P. The Properties of Microwave Discharge in the Goubau Line. High Temp. 2008. Vol. 46, Iss. 6. P. 874–880.

24. Ефимов Б. П., Кулешов А. Н., Хорунжий М. О., Пузанов А. О. Возбуждение факельного СВЧ разряда в однопроводной линии. Радиофизика и электроника: сб. науч. тр. Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. Харьков, 2009. Т. 14, № 3. С. 267–274.

25. Puzanov A. O., Khorunzhiy M. O., Kuleshov A. N. and Yefimov B. P. Research Results and Applications of Torch Discharge in the Goubau Line. IEEE Trans. Plasma Sci. 2011. Vol. 39, N 11, part 1. P. 2878–2879. DOI 10.1109/TPS.2011.2166407

26. Ефимов Б. П., Кулешов А. Н., Пузанов А. О., Хорунжий М. О. Факельный СВЧ-разряд в однопроводной линии: экспериментальная установка и результаты исследований. Радиотехника: науч.-техн. сб. Нац. ун-т радиоэлектрон. Харьков, Украина, 2013. № 172. С. 125–133.

27. Пузанов А. О., Ефимов Б. П., Кулешов А. Н. Активное сопротивление факельного разряда и частотная зависимость минимального для его поддержания напряжения генератора, найденные по результатам измерений на двух частотах. Радиофизика и элект-роника. 2014. Т. 5(19), № 3. С. 61–70.

28. Terman F. E. Radio engineers’ Handbook. New York: McGraw-Hill Company, Inc., 1943. 1021 p.

29. Справочник по радиотехнике. Под ред. Б. А. Смиренина. Москва-Ленинград: Гос. энергетич. изд-во, 1950. С. 87.

30. Пузанов А. О. Численный анализ двухчастотного метода измерения активного сопротивления факельного разряда с учетом и без учета его эквивалентной индуктивности. Радиофизика и электроника. 2018. Т. 23, № 1. С. 71–81.