Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadze¬ nie do' sterowania wielkimi pradami, zwlaszcza impulsowymi.Wynalazek ma zastosowanie w tych dzialach elektrotechniki, które zajmuja sie wytwarzaniem i komutacja wielkich pradów, a w szczególnosci przy konstrukcji generatorów udarów pradowych i napieciowych. Zastosowanie tych ostatnich jest z kolei bardzo róznorodne — od geologii (wytwa¬ rzanie fal sejsmicznych w skorupie ziemskiej), po¬ przez elektronike kwantowa (zasilanie laserów) do fizyki plazmy i kontrolowanej syntezy termoja¬ drowej) urzadzenia do wytwarzania i utrzymania goracej -plazmy).Znany jest sposób sterowania wielkimi pradami, opisany w monografii pt. Technika bolszich im- pulsnych toków i magnitnych polej, Aotomizdat, Moskwa 1960, w którym impulsem napieciowym inicjuje sie samoistne wyladowanie elektryczne w gazie pomiedzy dwoma elektrodami iskiernika lub tyratronu zamykajacego obwód elektryczny.Znany jest tez sposób sterowania wielkimi pra¬ dami, opisany w Journall of Applied Physics z roku 1970, tom 41, str. 3894, w którym obwód pradowy przerywa sie poprzez stopienie elemenstu topikowego.Znane sa urzadzenia do sterowania wielkimi pradami w postaci róznych odmian iskierników opisane na przyklad w wyzej wymienionej mono¬ grafii: „Technika bolszych impulsowych toków 10 15 40 i magnitalnych polej", oraz przyrzady w postaci tyratronów czy tyrystorów.Urzadzenie do sterowania wielkimi pradami ja¬ kim jest tyratron, urzadzenie najbardziej zblizone w swej budowie do wynalazku, posiada umiesz¬ czone w rozrzedzonym gazie trzy elektrony: za¬ rzona katode emitujaca elektrony, anode oraz znajdujaca sie miedzy nimi ujemnie spolaryzowa¬ na siatke. Do siatki przyklada sie dodatni impuls napieciowy, który umozliwia elektronom emitowa¬ nym z katody swobodny ruch w kierunku anody.Elektrony przyspieszone polem elektrycznym" w obszarze anoda — katoda, jonizuja znajdujacy sie tam gaz i powoduja rozwój samoistnego wy¬ ladowania.W znanych sposobach, ze wzgledu na samoistny charakter wyladowania w gazie czy nie poddaja¬ cy sie kontroli proces rozpadu elementu topikowe¬ go, nie ma mozliwosci plynnej regulacji oraz ksztaltowania impulsów pradowych. ' Znane urzadzenie tak jak i znane sposoby nie zapewniaja plynnej regulacji pradu w obwodzie i spelniaja jedynie role elementów kluczacych — to znaczy badz to zalaczaja (iskierniki i tyratro¬ ny) badz tez go rozlaczaja (elementy topikowe).Dla uksztaltowania impulsu pradowego niezbedne jest, jak to wynika z monografii „Technika bol¬ szych toków i impulsnych magnitnych. polej" two¬ rzenie sieci elektrycznych zlozonych z elementów 134 528U4«2* ^czujacych, pojemnosci, induikcyjnosci i opor- losci.Celem wynalazku jest uzyskanie w odbiorniku przeplywu pradu o wymaganej zaleznosci czaso¬ wej. OdbiorraMem takim rrioze byc na * przyklad uzwojenie pola magnetycznego w eksperymentach fizycznych czy tez rezystancja generatora napie¬ ciowego, stosowanego Ao testowania róznego ro¬ dzaju urzadzen elektrycznych. Wymuszajac okre- lony przebieg pradowy iizytskujemy: w pierwszym" przypadku okreslony wymogami eksperymentu przebieg pola magnetycznego, w czasie, a w dru¬ gim przepadku potrzebami testowanego urzadze¬ nia, ksztalt impulsu napieciowego.W sposobie wedlug wynalazku z zastosowaniem elektrod, które sa w obszarze gazowym, dokonuje sie zrniam gestosci gazu pomiedzy dwiema elektro¬ dami Zmiany gestosci ga2u prowadzi sie zmieniajac cisnienie gazu. w (taki sposób, ze . iloczyn. cisnienia gazu i kwadratu sredniej odleglosci miedzy elek- trodaimi podzielony przez mase atomowa gazu jest zawarty w granicach H0-s-^10_< Niutona, kiedy to nastepuje intensywne usuwanie gazu z obszaru tych elektrod.Zmiany gestosci gazu uzyskuje sie kierujac w obszar elektrod strumien gazu, przy czym ko¬ rzystnie elektrody umieszcza sie w prózni a gaz doprowadza sie impulsowo.Warunek na wspomniane usuwanie-gazu z-ob¬ szaru elektrod ma postac: pd» «4—10~4 Niutona " gdzie: p — cisnienie gazu w obszarze elektrod w temperaturze pokojowej, d — odleglosc miedzy elektrodami A — masa atomowa gazu.. Jezeli w przyblizeniu chociazby spelniony jest przedstawiony warunek, to przeplywowi pradu to¬ warzyszy intensywne przemieszczanie zjonizowa- nego igazu w kierunku katody.Stosujac azurowa katode powoduje sie usuwanie zjonizowanego gazu z obszaru miedzyelektrodo- wego, którego obecnosc warunkuje istnienie prze¬ wodnictwa.Jezeli nie zapewni $ie doplywu nowych ilosci gazu, to przewodnosc wyladowania bedzie niemal równoznaczna z calkowitym zerwaniem pradu. Aby otrzymac przeplyw pradu na wymaganym pozio- • mie nieodzowny jest ciagly doplyw nowego gazu do obszaru miedzyclekitrodowego. Doplyw ten okre¬ sla zaleznosc: V(paXmVsek) • JXi0^xi - gdzie: V jest szybkoscia doprowadzenia gazu.W celu uzyskania okreslonych zmian przewod¬ nosci w zakresie pojedynczych mikrosekund, kie¬ dy to szybkosc fali gazowej jest zbyt mala, aby modelowac przeplyw pradu poprzez zmiane doply¬ wu gazu, wykonuje sie elektrody profilowe o zmiennej odleglosci d miedzy nimi i gaz wpro¬ wadzany jest miedzy nie jednorazowo. ii •o si 49 43 80 " W takiej sytuacji charakterystyka czasowa prze* wodnosci wypadkowej okreslac-sie bedzie szyb¬ koscia oprózniania poszczególnych fragmentów ob¬ szaru miedzyelektrodowego. --.--¦-. s Dla poszerzenia zakresu pradowego i posiada¬ nia dodatkowej mozliwosci modelowania przewod¬ nosci . korzystne -gest zastosowanie Stalego lub zmie¬ niajacego sie w czasie zewnetrznego poJa.rAagne- : tycznego. ...... - : .Urzadzenie wedlug wynalazku* zawiera komore i dwie elektrody, katode i anode. Elektrody te sa azurowe i odizolowane sa izolatorem. We wnetrzu " Koimory znajduje sie impulsowe zródlo gazu oraz korzystnie uzwojenie wytwarzajace pole magne¬ tyczne, jak równiez umieszczony w sasiedztwie ka¬ tody uklad pompowy. Elektrody, impulsowe zród¬ lo gazu, uzwojenie oraz uklad pompowy w urza¬ dzeniu wedlug wynalazku posiadaja korzystna sy¬ metrie obwodowa. Elektrody uformowane sa z prostych badz wygietych pretów.Sposób oraz uzradzenie wedlug wynalazku daje mozliwosc plynnej regulacji pradu oraz mozliwosc ksztaltowania impulsu" pradowego zarówno w za¬ kresie czasu, jak i zaniku impulsu pradowego.(Wynalazek jest objasniony na przykladzie wy¬ konania odtworzonym na rysunku, przedstawiaja¬ cym schemat ideowo-blokowy urzadzenia do ste* rowania przeplywem wielkich pradów.¦-* • W komorze -prózniowej -1,- wewnatrz której wy¬ twarzana jest przy pomocy pompy prózniowej 2 wysoka próznia znajduja sie: azurowa katoda 3 i azurowa anoda 4, najkorzystniej tworzace zes¬ pól o osiowej symetrii, "izolowane miedzy soba w obszarze polaczenia z obwodem zewnetrznym przy pomocy konwencjonalnego izolatora 5. Wew¬ natrz komory 1, od strony anody 4 umieszczone jest odpowiednie zródlo gazu 6, moze .to byc na przyklad zawór elektromagnetyczny otwierajacy zbiornik z gazem w zaprogramowany sposób.Wchodzaca w obszar miedzyelektrodowy struga gazu (7) powoduje wyladowania miedzy elektroda¬ mi i przeplyw pradu okreslony wlasnosciami ob¬ wodu zewnetrznego i wlasnosciami wyladowania plazmowego.Wlasnosci wyladowania plazmowego zaleza z ko¬ lei od gestosci i uksztaltowania strugi gazowej 7 oraz od rozmiarów i ksztaltu katody '3 i anody 4.Wielkosci te sa tak dobrane, ze podczas wylado¬ wania elektrony dryfujace w skrzyzowanych pó¬ lach elektrycznym i magnetycznym znaczna czesc drogi przebywaja przesuwajac sie wzdluz katody 3 i anody 4, a jony 8 swobodnie opuszczaja, ob¬ szar wyladowania poprzez powierzchnie azurowej katody 3.W celu poprawienia wlasnosci sterujacych i uzyskania dodatkowej mozliwosci wplywania na przewodnosc wyladowania, korzystne jest przy po¬ mocy centralnie umieszczonego przewodnika 9 za¬ silanego zródla pradu wytworzyc dodatkowe pole magnetyczne prostopadle do linii sil pola elek¬ trycznego istniejacego pomiedzy katoda 3 i ano¬ da 4. Wlasnosci sterujace regulatora trwaja tak dlugo, jak mozliwe jest kontrolowanie cisnienia w obszarze miedzyelektrodowym Cza§ ten okryto-1*4829 ny jest wlasnoscia ukladów pompujacych gaz z komory prózniowej 1.Przy niewielkiej szybkosci pompowania wlas¬ nosci sterujace regulatora ograniczac sie beda do czasu wypelnienia komory gazem. W takich sy- * tuaojach regulator plazmowy bedzie sie nadawal jedynie do sterowania szybkich przebiegów prado¬ wych. Aby umozliwic wlasnosci sterujace przez dluzszy czas, korzystnie jest w bezposrednim sa¬ siedztwie katody Umiescic zespól ;pomp sorpcyjnych *• o duzej wydajnosci 10.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób sterowania wielkimi pradami zwlasz¬ cza impulsowymi z zastosowaniem elektrod, które umieszczone sa w obszarze gazowym, znamienny tym, ze dokonuje sie zmian gestosci gazu pomie¬ dzy dwiema elektrodami, przy czym zmiany ges¬ tosci prowadzi sie zmieniajac cisnienie gazu w ta¬ ki sposób, ze iloczyn cisnienia gazu i kwadraitu ii sredniej odleglosci miedzy elektrodami podzielo¬ ny przez mase atomowa gazu jest zawarty w gra¬ nicach 10-3—10-4 Niutona, w których to warun¬ kach nastepuje intensywne usuwanie gazu z ob¬ szaru tych elektrod. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zmiane gestosci gazu dokonuje sie przez kierowa¬ nie do obszaru elektrod strumienia gazu, przy czym korzystnie elektrody umieszcza sie w próz¬ ni, a gaz doprowadza sie impulsowo. 3. Urzadzenie do sterowania wielkimi pradami, zwlaszcza impulsowymi, z zastosowaniem elektrod umieszczonych w komorze prózniowej, znamienne tym, ze dla zabezpieczenia kontrolowanych amian pradu przeplywajacego miedzy dwiema elektroda¬ mi elektrody w postaci katody (3) i anody (4) sa azurowe, a wewnatrz komory próznowej (1) umieszczone jest impulsowe zródlo gazu (6), a takze korzystnie przewodnik z pradem (9), oraz równiez korzystnie umieszczony w poblizu kato¬ dy i anody zespól pomp sorpcyjnych (10). 0 0 m 9 +! i P (- I "L PL