Двухчастотный метод определения активного сопротивления факельного разряда в рамках эквивалентной схемы М. С. Неймана, дополненной эквивалентной индуктивностью разряда

Abstract

Актуальность рассмотренной задачи обусловлена возможностью применения факельного разряда (ФР) для решения множества полезных прикладных задач и значительным отставанием практико-ориентированных теоретических его исследований. В данной работе рассмотрен предложенный автором оригинальный метод измерения активного сопротивления ФР (Rd) с учетом индуктивности L разряда. Выведены формулы, позволяющие вычислить Rd по результатам измерений на двух частотах значения функции a – отношения напряжений, при которых ФР сохраняет свои электрические и геометрические характеристики. В частности, найдено неравенство для оценки области определения a при использовании указанной формулы для Rd. Установлено, что частотная зависимость a имеет минимум на резонансной частоте wr разрядной цепи, который при L ® 0 превращается в асимптоту для аналогичной зависимости a при L º 0. Показано, что в случаях, когда влиянием L пренебрегать нельзя, минимум функции a по оси ординат всегда лежит выше указанной асимптоты. Сделан вывод, что измеряемое значение a должно согласовываться с точностью измерительного оборудования, в том числе приборов, контролирующих неизменность геометрических характеристик ФР при его возбуждении на двух частотах; таким образом, измеряемое значение a должно быть как можно меньшим. Это возможно, если частоты возбуждения достаточно далеко отстоят одна от другой. Рассмотренный метод способствует более производительному использованию промышленных ресурсов

Актуальність розглянутої задачі зумовлена можливістю застосування факельного розряду (ФР) для розв’язання безлічі корисних прикладних задач і значним відставанням практико-орієнтованих теоретичних його досліджень. У цій роботі продовжено розгляд запропонованого автором оригінального методу вимірювання активного опору ФР (Rd), тепер з урахуванням індуктивності L розрядного каналу. Виведено формули, що дозволяють обчислити Rd за результатами вимірювань на двох частотах значення функції a – відношення напруг, за яких ФР зберігає свої електричні та геометричні характеристики. Зокрема, знайдено нерівність для оцінки області визначення a під час використання указаної формули для Rd. Установлено, що частотна залежність a має мінімум на резонансній частоті wr розрядного кола, який при L ® 0 перетворюється в асимптоту для аналогічної залежності a при L º 0. Показано, що у випадках, коли впливом L нехтувати неможна, мінімум функції a по осі ординат завжди лежить вище указаної асимптоти. Зроблено висновок, що значення a, яке вимірюється, має узгоджуватись з точністю вимірювального устаткування, в тому числі приладів, котрі контролюють незмінність геометричних характеристик ФР при його збудженні на двох частотах; таким чином, значення a, яке вимірюється, повинно бути якомога меншим. Це можливо, якщо частоти збудження достатньо далеко відстоять одна від одної. Розглянутий метод сприяє більш продуктивному використанню промислових ресурсів.

The relevance of the study presented is caused by the possibility to use a torch discharge (TD) in many useful applications along with a substantial lag in its practice-oriented theoretical studies. In this paper, the proposed by the author original method for measuring the resistance of the TD (Rd) taking into account the discharge inductance L is considered. The formula for calculation of Rd from the data measured at two frequencies is proposed. The data measured are the values of the function a, namely the ratio of voltages at which the electrical and geometrical characteristics of the torch discharge remain unchanged. In particular, an inequality for estimation of definition area of a, when the formula for Rd is used, is found. It is established that the frequency dependency of a has a minimum at the resonant frequency of the discharge circuit wr. At L ® 0 the minimum becomes an asymptote for a similar dependency of a at L º 0. It is shown that the minimum of a is always located above the indicated asymptote at the ordinate axis if the influence of L has to be accounted. It is concluded that the measured value of a has to correlate with the accuracy of the measuring equipment including devices for controlling the constancy of geometrical parameters of the torch discharge excited at two frequencies. Therefore, the measured value of a has to be as less as possible. It can be achieved if the frequencies of excitation are significantly different. The approach proposed results in more effective using of industrial resources.