О причине перемещения катодного пятна вакуумной дуги и оценка скорости ретроградного движения в магнитном поле

Катодное пятно вакуумной дуги хаотически перемещается. В течение некоторого времени жизни $\tau$ оно остается на месте, а затем перескакивает в случайном направлении на расстояние порядка радиуса пятна $R$. Высказывается предположение, что причиной перемещения пятна является дополнительное падение напряжения в плазме, необходимое для прохождения током эрозионного кратера, непрерывно углубляющегося в течение жизни пятна на одном месте. Когда напряжение внутри кратера превышает определенную величину, дуге становится «выгоднее» перейти на более холодный бруствер кратера. Переход пятна совпадает с максимумом напряжения на дуге. Исходя из $R$ и $\tau$, оценивается амплитуда колебаний напряжения $\Delta V_{k}$, связанных со скачками пятна. В согласии с экспериментом $\Delta V_{k}$ оказывается порядка нескольких вольт.
Рассматривается ретроградное движение пятна в магнитном поле. Оно связывается с холловским полем $E_{x}$ в прикатодной плазме, которое приводит к асимметрии катодного падения. На том краю, куда действует амперова сила ${I\timesB}$, оно оказывается на ${\delta V_{k}\simeq2E_{x}R}$ меньше, чем на противоположном. Характер движения (скачки на расстояние $R$) сохраняется, но поле придает ему направленный характер — возникает движение в ретроградном направлении, скорость которого определяется величиной ${\delta V_{k}/\Delta V_{k}}$. Используя экспериментальные данные по амплитуде и частоте флуктуаций напряжения на дуге (или определяя их из данных по $R$ и $\tau$), оцениваются следующие характеристики ретроградного движения: скорость в слабом поле, $B_{\text{нас}}$ — магнитное поле, при котором насыщается скорость движения, и величина скорости $v_{\text{нас}}$. Сравнение расчетов с экспериментальными данными по дуге на меди, молибдене и нержавеющей стали показывает удовлетворительное согласие.