การวิเคราะห์องค์ประกอบที่มีผลต่อความไม่เสถียรภาพของการอาร์คในสูญญากาศและพลาสม่าพารามิเตอร์โดยใช้ Cathode Spot Model

An Analysis oflnstability Phenomena in Vacuum Arc By Cathode Spot Model

Name: อาทิตย์ เจริญเพ็ง

Name: Artit Charoenpeng

keyword: การอาร์กในสูญญากาศ

Abstract: การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์หาค่าขององค์ประกอบต่างๆที่มีผลต่อความไม่เสถียรภาพของ การอาร์คในสูญญากาศโดยใช้ขั้วแคโทดที่ทำจากทองแดงและใช้รูปแบบของจุกแคโทดสำหรับการอธิบาย สัญญาณรบกวนที่เกิดบนรูปคลื่นของเส้นกระแสอาร์คก่อนที่จะเกิดกระแสช้อปปิ้ง บริเวณที่เกิดจุดแคโทด ก็คือช่องว่างระหว่างเปลือกหุ้มประจุที่เกิดการชนปะทะกันระหว่างไอออนกับพลาสมาค่าแรงดันที่ตกคร่อม แคโทด Veff สามารถหาค่าได้โดยใช้หลักการของการถ่ายเทความร้อน แต่ค่ากระแสอาร์ก I, ค่าอุณหภูมิที่เปลี่ยน แปลงของแคโทดกับแอโนด:?Tc,?Ta, และค่าแรงดันที่ป้อนให้กับอาร์ก Va, จะใช้การวัดหาค่า ค่าของแรงดัน ที่ตกคร่อมแคโทด Veff หาค่าได้โดย Veff =Va* (?Tc/?Ta + ?Ta) ส่วนค่าตัวแปรอีก 8 ค่าคือ ค่ารัศมีจุดอาร์ก แคโทด, ค่าความหนาแน่นกระแส,ค่าสนามไฟฟ้าแคโทด, ค่าสัดส่วนกระแสอิเล็กตรอน, ค่าแรงดันตกคร่อม เปลือกหุ้มประจุ, ค่าความหนาแน่นพลาสมา, ค่าอุณหภูมิอิเล็กตรอนของพลาสมา และค่าอุณหภูมิผิวหน้าของ แคโทดจะใช้สมการ 8 สมการในการคำนวณหา โดยในการคำนวณหาค่านั้นจะมีตัวแปรที่ไม่ทราบค่าจำนวน 2 ตัวคือ ค่าพลังงานที่ป้อนให้กับแคโทดกับค่าสัดส่วนกระแสไอออนจะใช้ค่าที่ได้จากการทดลองที่ได้มีการ ศึกษาไว้ก่อนแล้ว ผลการวิจัยพบว่าความไม่เสถียรภาพจะเกิดขึ้นเมื่อค่ากระแสอาร์คต่ำกว่าค่าที่ควรจะเป็นจริง ทำให้ค่ากระแสอาร์กต่ำกว่าค่าที่ควรจะเป็นจริง ทำให้ค่ากระแสเกิดความไม่มั่นคงและก็ยังคงไม่สามารถที่จะ แก้ปัญหานี้ได้ โดยค่ากระแสนี้จะสอดคล้องกับประเด็นของสาเหตุที่ทำให้เกิดความไม่เสถียรภาพของการอาร์ก ในสูญญากาศ ค่าต่ำสุดของกระแสที่สามารถใช้แก้ปัญหาได้นั้นถูกกำหนดด้วยสมการของสนามไฟฟ้าแคโทด โดยพบว่าเมื่อกระแสอาร์กต่ำกว่า 16.2 แอมป์จะเกิดความไม่เสถียรภาพขึ้นอธิบายได้ว่าเมื่ออิเล็กตรอนย้อนกลับ มายังบริเวณเปลือกหุ้มประจุจาพลาสมานั้นจะเกิดมีอำนาจเหนือไอออนที่เปลือกหุ้มประจุ

Abstract: The purpose of this research was to analyze instability phenomena in vacuum arc for silver cathode, characterized by noise on the current trace prior to the actual current chopping. The analyzed instability phenomena was derived from cathode spot model, cathode spot region is recognized as the collisionless space charge sheath connected with singly ionized collisional plasma. A cathode input voltage VetI has been obtained by calorimetric method. For current I arc, temperature rises of cathode and anode: triangle Tc, triangle Ta, and voltage arc Va are measured. VetI is given by Veff=Va* (triangle Tc/ triangle Ta+ triangle Ta ). The 8 dependent variables, cathode spot radius, current density, cathode electric field, electron current fraction, sheath voltage, plasma density, electron temperature of plasma and cathode surface temperature are solved by using 8 equations with two unknown parameters. Two unknown parameters, cathode input power and ion current fraction on anode surface, are eliminated by using experimental data. The instability phenomena is proposed that a current level below that no real solution exists is unstable current and this current corresponds to the point at which a vacuum arc turns into unstable. Minimum arc current having real solutions is restricted by cathode electric field equation. It was found that when the arc current is lower than 16.2 A there is no real solution and that is defined the instability. The physical explanation of instability is considered that the electrons returning to the sheath region from the plasma one dominate over positive ions. Consequently, the stable ion sheath criterion does not satisfied.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด.

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: ณรงค์ มั่งคั่ง

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2552

Modified: 2553-09-16

Issued: 2553-09-13

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: ETE1533

tha

DegreeName: ครุศาสตร์อุตสาหกรรมมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: ครุศาสตร์ไฟฟ้า

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ETE1533.pdf	1.25 MB	31	2024-12-16 08:26:12
2	ETE1533ab.pdf	79.66 KB	18	2018-11-02 15:20:07

ใช้เวลา

0.034312 วินาที