Физическая модель образования анодного пятна в сильноточной вакуумной дуге

Предложены физическая и математическая модели для описания нагрева анода и образования анодного пятна. При нарастании тока вакуумного разряда наступает кризис течения катодных ионов, приводящий при определенном (критическом) значении тока к невозможности достижения ионами анода. Известно, что в этом случае образуется слой отрицательного объемного заряда с положительным анодным падением и формируется электронный пучок. Величина анодного падения зависит от толщины слоя объемного заряда и вида электрической цепи. Получена нелинейная зависимость толщины слоя объемного заряда от плотности тока разряда. Наличие такой зависимости позволяет решить уравнения электрической цепи с учетом нелинейного нестационарного сопротивления и емкости слоя, вычислить напряжение на слое, плотность тока и плотность мощности на аноде, а также рассчитать температуру анодной поверхности. Проведенные расчеты времени образования анодного пятна и зависимости от времени напряжения на слое объемного заряда согласуются с экспериментальными данными.