Электромагнитті ажыратқыштар

Электромагнитті ажыратқыштар айнымалы токтың басқа да өшіргіштерінің арасында ерекше орын алады. Олардың қолданыс аясы 10-15 кВ кернеумен шектелген. Өшіргіштің қызметі газбен үрлеуге негізделмеген. Байланыстарда түзілетін доға магниттік өріспен өшіруші камераға тартылып алынады. Соңғысы бірқатар керамикалық доғаға шыдамды, инертті (газдың бөлінуіне қатысты) кішігірім ауа кеңістіктерімен бөлінген V-түріндегі ойықтары бар пластиналардан тұрады. Осының арқасында доғаның ұзындығы айтарлықтай ұзарады (1-2 м-ге дейін), ал пластиналардың жіңішке ойықтарындағы оның қимасы еріксіз түрде кішірейеді. Доға жоғары жылу өткізгіш қасиеті бар пластинаның суық беттеріменен тығыз жанасуға түседі. Бұл энергия шығынының өсуіне және кернеудің градиентіне алып келеді. Доғаның кедергісі жылдам көбейеді, ал тоқ доға сөніп қалғанға дейін кішірейе береді. Төте жалғанған тізбекті электромагниттік өшіргішпен өшірген кездегі ток пен кернеудің өзіне тән осциллограммасы 25, а суретінде көрсетілген. Ол майлы және ауалы өшіргіштерге арналған осы тектес диаграммалардан біршама ерекшеленеді. Доғадағы кернеудің төмендеуі бұл жерде айтарлықтай жоғары. Майлы және ауалы өшіргіштерде доғалық аралықтың кедергісі және оның токка тигізетін әсері тек қана доғаның өшуі кезіндегі соңғы бірнеше ондаған микросекундтардың ішінде ғана көрініс береді. Электромагнитті өшіргіштерде доға кедергісінің оның айтарлықтай ұзындығының салдарынан күрт өсуі сәтті өшірудің негізгі шарты болып табылады. Ток нөлге ұмтылады. Осы кезде ток фазасының кернеуге қатысты қозғалуы азаяды.

Электромагнитті ажыратқыштағы доғаның қозғалысы және оның ұзаруы токтың бағытына перпендикулярлы түрде бағытталған магнит өрісінің әсерінен болады. Бұл құбылысты қарапайым түрде доға бағанасын бойында тогы бар металл өткізгіш ретінде түсіндіру қарастырылған. Электромагниттік күштің бағытын сол қол ережесіне сүйене отырып анықтайды. Алайда доға металл өткізгіш болып табылмайды, ол плазма болып табылады, яғни балқыған, иондалған газ, және де магнит өрісіндегі доға бағанасының қозғалысын түсіндіру үшін процесстің физикасын барынша тәптіштеп қарастыру қажет.

Электр өрісіне перпендикулярлы түрде бағытталған магнит өрісінің әсерімен (25,6 суреті), электрондар мен иондар зарядталған бөлшектердің еркін жүгірісінің магниттік индукциясы мен ұзындығына байланысты өздерінің негізгі бағыттарынан біршама ауытқиды. Әлсіз магнит өрісінде ауытқу бұрышы зор емес. Сөйтсе дағы электр өрісінің бағытымен қозғалған иондар мен электрондар В және Ебағытына перпендикуляр бағыттағы жылдамдық жасаушысына ие болады. Осы көлемді күштің әсерімен газ доғаға перпендикуляр бағытта қозғалады. Температурасы жоғары газ – доғалық бағанадан қозғалыс бойынша алға, ал суық газ болса қарама-қарсы жағынан доғалық бағанаға сорылып алынады. Иондану алдыңғы шепте температура жоғары болғандықтан оңай жүреді. Токтың тығыздығы бұл жағынан көбейеді, ал қарама-қарсы жағынан – азаяды. Нәтижесінде доғалық бағана газбен қоса қозғалысқа түседі.

ВЭИ [12.10] құрылғысындағы электромагнитті өшіргіштің өшіруші камерасының құрылғысы 26 суретте көрсетілген. Өшіру барысында бірінші негізгі байланыстары 1 ажыратылады, одан соң доға өшіруші байланыстар 2 мен 3ажырайды. Пайда болған доға созылады және алдыңғы мүйізге 4, сосын қозғалмалы байланыспен 2 жалғанған артқы мүйізге тасталады (Б және В қалыптары). Тізбекке электромагниттің 5 орамалары енгізіледі және полюстық ұштықтардың 6 арасында сызба жазықтығына перпендикулярлы түрде магнит өрісі пайда болады.

25 сурет. Электромагнитті ажыратқыштың жұмыс істеу негізіне мыналар жатады:

а - өшіру барысындағы ток пен кернеудің өзгеруі; б – электрондардың электр және магнит өрістеріндегі қозғалысы