Страница:Радиолюбитель 1926 г. №09-10.djvu/42

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


№ 9-10 РАДИОЛЮБИТЕЛЬ

223 О

зажимов (если выпрямитель уже отформован) к пс-йочнику переменного напряжения, вызовет весьма слабый ток из пита-

ющеи сети — порядка 20 — 30 -- д—w

нолпой поверхности алюм. пластины; большая часть этого тока безваттная — емкостная, не вызывающая траты энергии. Если к точкам А, и Сх приключить вольтметр с очень высоким сопротивлением—5000—15о00ом, то он покажет напряжение (уже постоянного тока) в 1,2 — 1, 35 раза большее, чем подведенное эффективное переменного тока. Плюс будет на А (алюминий) и минус С (свинец).

Рис. 3. Характеристика выпрямителя.

При включении выпрямленного напряжения на некоторое большое сопротивление тот же вольтметр будет показывать в зависимости от уменьшения этого сопротивления (т. с. от увеличения силы тока) сначала быстрое спадание (рис- 2), затем, при напряжениях, близких к эффективному значению переменного тока, дальнейшее спадание сделается небольшим, но скоро снова увеличится,

РАСТВОР

И W'rf'n X

ЧЫшшшшшдшагшгваавпгшшт

окись ал АСгОз'

Рис. 4. Алюминий и раствор образуют как бы обкладки конденсатора, диэлектриком которого служит окись алюминия.

при чем небольшое вначале образование пузырьков у алюминия сделается уже б рным и похожим на кипение. Интенсивное выделение тепла быстро может привести жидкость к действительному закипанию сначала у поверхности, а затем и всей.

Выпрямляющее действие такого выпрямителя обязано образовавшейся на# поверхности алюминии его окиси А1г Os, являющейся хорошим диэлектриком в случае, когда к алюминиевой пластине относительно раствора (или свинцовой пластины) приложен-)-,и хорошим проводником, когда на нее дан — . Это явление носит название униполярной (односторон- ндй) проводимости.

Ни переходный слой от свинца к раствору, ии сам раствор не обладают хоть сколько нииудь значительным сопротивлением, так что все напряжение ложится на топчайший слой этого диэлектрика, являющегося необычайно стойким в отношении к пробиванию.

Если же напряжение приложить в том направлении, в каком ток проходит, оказывается, что элемент дает ничтожное сопротивление, приблизитель но в 1(? раз меньшее, чем в нервом случае, когда утечка через диэлектрик все же есть. Эту утечку верно следует отнести за счет,— во-первых, неизбежных примесей в алюминии, дающих контакт металлического алюминия с раствором и, во-вторых некоторой щюводимости самого диэлектрика. Характеристика (рис. 3) иллюстрирует сказанное. Алюминий, окруженный диэлектриком, и раствор, являющийся проводником, омыающий этот диэлектрик с другой стороны, дают в совокупности конденсатор весьма большой емкости, с некоторой утечкой (рис. 4). На основании сказанного можно легко составить схему замощения. Напр., для первого момента получим картину фи-

Рис. 5. Эквивалент, схема выпрямителя.

зического поведения выпрямителя, указанную на рис. 5. ЗдесьBi—сопротивление окиси алюминия направлении пропускания тока; удельная величина его колеблется около 500 ——(будем называть для ем2

такого момента окись алюминия — окисью = проводником). В2 — сопротивление только раствора; оно очень невелико и даже по сравнению с И им можно практически пренебречь. В— сопротивление окиси алюминия для тех моментов, когда она работает диэлектриком (назовем ее тогда окисью = диэлектриком); его величина порядка 5.105 _2^L. С—емкость пла- см2

стины относительно раствора. Вследствие малости В2 схемы замещения для обоих полупериодов примут вид рис. б^Заличину емкости можно установить лишь очень приблизительно: она сильно меняется около средней величины 10000—“L

см2

Теперь становится понятным, почему между точками Ал и Cj рис. 1 наблюдается повышение напряжения. Эти точки каждые полпериода получают заряды, не меняющиеся по знаку, со стороны переменного тока, амплитуда напряжения котррого больше эффективной величины bV2 раза; до эт й последней величины и стремятся зарядиться конденсаторы С Но так как запасаемая ими энергия невелика, то при увеличении постоянного тока от 0 дс теболыпой даже величины, емкостные свойства прибора делаются все менее и менее заметными.

Как видно, на сеть все время включены параллельно 2 конденсатора с утечками, через весьма малые сравнительно с В сопротивления Bt.

Рис. 6. Картина явлений в выпрямителе при положительном напряжения на левом зажиме.

Физическое поведение выпрямителя сильно осложняется химическими процессами в растворе и диалектике, особенно при образовании последнего. Возможное представление о них, судя по характеру формования и работе алюминиевых пластин в различных температурных условиях и при различных пагрузках можно свести к следующему; при чем ход реакций приблизительно известен: параллельно довольно быстрому образованию пленки окиси алюминия идет медленное растворение алюминия в щелочи с последующим образованием гидрата окиси алюминия, частично переходящего в алюминиты. Оба последних продукта находятся в растворе, при чем, если температура растет, две последних реакции ускоряются, и гидрат окиси начинает уже оседать (благодаря значительной концентрации его в растворе) вместе с окисью на поверхности пластин. Получаются как бы прослойки его с окисью. Пленка наслаивается неоднородной, вследствие чего при нагрузке выпрямителя легко разрушается.

По и при условии правильного выполнения всех нижестоящих требований выпрямитель может потерять свои выпрямляющие свойства. Так, практика эксплоатации электролитического выпрямителя показала, что с течением времени, при значительных нагрузках он может дать довольно быстро короткое замыкание. Это можно об‘яснитьтак; положим,заврсмя одного полупериода тока окись алюминия образуется; тогда в следующий полу- период, если выпрямитель нагружен со

Рис. 7. Та же картина в следующий по- лупериод, когда подводимое напряжение переменило свой знак.

стороны постоянного тока, она частично разрушается. Выпрямитель работает в состоянии устойчивого равновесия до тех пор, пока скорость реакции образования окиси превышает реакцию разложения ее. Первая зависит от напряжения на окиси-диэлектрике, вторая от напряжения на окиси-проводнике, при чем для последней достаточно уже нескольких вольт, чтобы реакция разложения приняла опасную величину. Эти несколько вольт получаются при нагрузках близких за наивыгоднейшей (в смысле высшего коэффициента пол. действия) плотностью шА

тока (8-10 ■—я)-


Падение напряжения, таким образо.', равно 0,01 X 500 = 5 вольт (плотность токаХудельн. сопротивл. окиси-провод- пика). Это уже опасная величина и потому, что в этих пределах наступает решительный перевес тепла, образующегося над рассееваемым, и температура подымается выше; это в свою очередь ведет к нарушению равновесия, так как постепенно слой окиси засоряется образующимся в заметном количестве гидратом, оседающим в механической смоси с окисью, качество окиси диэлектрика неудержимо падает, тепло выделяется в еще большем количестве и даже разгрузка выпрямителя со стороны постоянного тока часто не может остановить начавшегося процесса, протекающего в конце очень быстро: раствор вскипает. Алюминиевые пластины остается или заменить или вновь тщательно очистить, а затем формовать.

(Продолжение следует).

/