3.2. Гасіння дуги в колах постійного струму

 

Залежність напруги на дузі від струму, якщо він змінюється повільно, називається статичною вольт-амперною характеристикою дуги. Вона залежить від довжини дуги l, матеріалу електродів і параметрів середовища. Статичні вольт-амперні характеристики дуги подані на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Статичні вольт-амперні характеристики дуги при різних її довжинах

 

При збільшенні довжини дуги зростають градієнт напруги і напруга на дузі . Зі зростанням тиску середовища, в якому горить дуга, також зростають градієнт напруги і напруга на дузі .

Розглянемо баланс напруг в колі на рис. 3.3, якщо l = const:

.                                            (3.5)

Очевидно, що стаціонарний режим буде мати місце при . На рис. 3.3 разом з вольт-амперною характеристикою дуги побудована пряма .

Рис. 3.3. Характеристики дуги постійного струму

У точках 1 і 2 . Точка 2 є точкою стійкої рівноваги. Точка 1 є точкою нестійкої рівноваги.

В електричних апаратах приймаються міри, щоб гасіння дуги відбувалися за мінімально короткий час. Для гасіння дуги при будь-яких значеннях струму необхідно, щоб . Ця умова виконується, коли:

,                                             (3.6)

що можливе або за рахунок підняття вольт-амперної характеристики дуги, або за рахунок збільшення опору  кола.

Визначимо тривалість горіння дуги. Якщо позначити:

,

то після інтегрування отримаємо:

.

Таким чином, чим більше , тим менший час горіння дуги . Але зростання  веде до збільшення напруги на контактах в момент гасіння дуги.