स्यूडोस्पार्क स्विच: Difference between revisions
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स्यूडोस्पार्क स्विच के लाभों में विपरीत धारा (100% तक), मंद स्पंद, उच्च उच्च जीवनकाल, और लगभग 10<sup>12</sup> [[ एम्पेयर |A/sec]] का उच्च धारा वृद्धि को ले जाने की क्षमता सम्मिलित है। इसके अलावा, चूंकि स्विच करने से पहले कैथोड को गर्म नहीं किया जाता है, [[अतिरिक्त बिजली|अतिरिक्त विद्युत]] थाइरेट्रॉन की तुलना में परिमाण का लगभग एक क्रम कम होता है। हालाँकि, स्यूडोस्पार्क स्विच में निम्न शीर्ष धाराओं पर अवांछित प्लाज्मा घटनाएँ होती हैं। विद्युत धारा शमन, संकर्तन और [[विद्युत प्रतिबाधा|प्रतिबाधा]] अस्थिरता जैसी स्थितियां 2-3 kA से कम धाराओं पर होती हैं जबकि बहुत उच्च शीर्ष धाराओं (20-30 kA) पर धातु वाष्प आर्क में संक्रमण होता है जिससे [[इलेक्ट्रोड]] का क्षरण होता है।<ref name=urban/> | स्यूडोस्पार्क स्विच के लाभों में विपरीत धारा (100% तक), मंद स्पंद, उच्च उच्च जीवनकाल, और लगभग 10<sup>12</sup> [[ एम्पेयर |A/sec]] का उच्च धारा वृद्धि को ले जाने की क्षमता सम्मिलित है। इसके अलावा, चूंकि स्विच करने से पहले कैथोड को गर्म नहीं किया जाता है, [[अतिरिक्त बिजली|अतिरिक्त विद्युत]] थाइरेट्रॉन की तुलना में परिमाण का लगभग एक क्रम कम होता है। हालाँकि, स्यूडोस्पार्क स्विच में निम्न शीर्ष धाराओं पर अवांछित प्लाज्मा घटनाएँ होती हैं। विद्युत धारा शमन, संकर्तन और [[विद्युत प्रतिबाधा|प्रतिबाधा]] अस्थिरता जैसी स्थितियां 2-3 kA से कम धाराओं पर होती हैं जबकि बहुत उच्च शीर्ष धाराओं (20-30 kA) पर धातु वाष्प आर्क में संक्रमण होता है जिससे [[इलेक्ट्रोड]] का क्षरण होता है।<ref name=urban/> | ||
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स्यूडोस्पार्क स्विच के इलेक्ट्रोड (कैथोड और एनोड) में | स्यूडोस्पार्क स्विच के इलेक्ट्रोड (कैथोड और एनोड) में लगभग 3 से 5 मिमी व्यास का केंद्रीय छेद होता है। कैथोड और एनोड के पीछे क्रमशः खोखले कैथोड और खोखले एनोड होते हैं। इलेक्ट्रोड विसंवाहक द्वारा अलग किए जाते हैं। इलेक्ट्रोड के बीच निम्न दाब (50 Pa से कम) "कार्यकारी गैस" (प्रायः [[हाइड्रोजन]]) निहित होता है।<ref name="urban"/> | ||
जबकि | जबकि स्यूडोस्पार्क स्विच प्रायः निर्माण में काफी सरल होता है, उच्च जीवन काल के लिए स्विच को इंजीनियरिंग करना अधिक कठिन होता है। जीवनकाल का विस्तार करने का एक तरीका धारा को वितरित करने के लिए एक मल्टीचैनल स्यूडोस्पार्क स्विच बनाना है और इसके परिणामस्वरूप क्षरण कम हो जाता है। एक और तरीका है केवल कैथोड पदार्थों का उपयोग करना जो अपरदन के लिए अधिक प्रतिरोधी है।<ref name="urban"/> | ||
विशिष्ट इलेक्ट्रोड | विशिष्ट इलेक्ट्रोड पदार्थों में तांबा, [[निकल|निकिल]], [[टंगस्टन]]/[[ रेनीयाम |रेनियम]], [[मोलिब्डेनम|मॉलिब्डेनम]], [[टैंटलम|टैन्टेलम]] और सिरेमिक पदार्थ सम्मिलित हैं। हालांकि, टैन्टेलम का उपयोग हाइड्रोजन के साथ नहीं किया जा सकता क्योंकि रासायनिक क्षरण से जीवनकाल पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है।<ref name=prucker/> धातुओं में से, टंगस्टन और मॉलिब्डेनम का प्रायः उपयोग किया जाता है, हालांकि मॉलिब्डेनम इलेक्ट्रोड पुनः प्रज्वलन व्यवहार के साथ स्थितियों को दिखाते हैं।<ref name="urban"/> इलेक्ट्रोड पदार्थ की तुलना करने वाले कई पेपर दावा करते हैं कि टंगस्टन परीक्षण किए गए धातु इलेक्ट्रोड में सबसे उपयुक्त है।<ref name="prucker"/> कुछ सिरेमिक पदार्थ जैसे [[ सिलिकन कार्बाइड |सिलिकॉन कार्बाइड]] और [[बोरान कार्बाइड|बोरॉन कार्बाइड]] कुछ स्थितियों में टंगस्टन की तुलना में कम क्षरण दर के साथ-साथ उत्कृष्ट इलेक्ट्रोड पदार्थ भी सिद्ध हुए हैं।<ref name=weisser/><ref name=schwandner/> | ||
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स्यूडोस्पार्क डिस्चार्ज में वोल्टेज लगाने से पहले इलेक्ट्रोड के बीच ब्रेकडाउन शुरू हो जाता है। गैस तब दबाव, दूरी और वोल्टेज के कार्य के रूप में टूट जाती है। एक [[इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन]] तब इलेक्ट्रोड के मध्य क्षेत्रों तक सीमित एक सजातीय निर्वहन [[प्लाज्मा (भौतिकी)]] का उत्पादन करता है।<ref name="urban"/> | स्यूडोस्पार्क डिस्चार्ज में वोल्टेज लगाने से पहले इलेक्ट्रोड के बीच ब्रेकडाउन शुरू हो जाता है। गैस तब दबाव, दूरी और वोल्टेज के कार्य के रूप में टूट जाती है। एक [[इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन]] तब इलेक्ट्रोड के मध्य क्षेत्रों तक सीमित एक सजातीय निर्वहन [[प्लाज्मा (भौतिकी)]] का उत्पादन करता है।<ref name="urban"/> | ||
Revision as of 18:12, 4 May 2023
स्यूडोस्पार्क उच्च गति स्विचिंग में सक्षम गैस से भरी ट्यूब को स्विच करता है। स्यूडोस्पार्क स्विच कार्यात्मक रूप से प्रवर्तित स्पार्क अंतराल के समान हैं।
स्यूडोस्पार्क स्विच के लाभों में विपरीत धारा (100% तक), मंद स्पंद, उच्च उच्च जीवनकाल, और लगभग 1012 A/sec का उच्च धारा वृद्धि को ले जाने की क्षमता सम्मिलित है। इसके अलावा, चूंकि स्विच करने से पहले कैथोड को गर्म नहीं किया जाता है, अतिरिक्त विद्युत थाइरेट्रॉन की तुलना में परिमाण का लगभग एक क्रम कम होता है। हालाँकि, स्यूडोस्पार्क स्विच में निम्न शीर्ष धाराओं पर अवांछित प्लाज्मा घटनाएँ होती हैं। विद्युत धारा शमन, संकर्तन और प्रतिबाधा अस्थिरता जैसी स्थितियां 2-3 kA से कम धाराओं पर होती हैं जबकि बहुत उच्च शीर्ष धाराओं (20-30 kA) पर धातु वाष्प आर्क में संक्रमण होता है जिससे इलेक्ट्रोड का क्षरण होता है।[1]
निर्माण
स्यूडोस्पार्क स्विच के इलेक्ट्रोड (कैथोड और एनोड) में लगभग 3 से 5 मिमी व्यास का केंद्रीय छेद होता है। कैथोड और एनोड के पीछे क्रमशः खोखले कैथोड और खोखले एनोड होते हैं। इलेक्ट्रोड विसंवाहक द्वारा अलग किए जाते हैं। इलेक्ट्रोड के बीच निम्न दाब (50 Pa से कम) "कार्यकारी गैस" (प्रायः हाइड्रोजन) निहित होता है।[1]
जबकि स्यूडोस्पार्क स्विच प्रायः निर्माण में काफी सरल होता है, उच्च जीवन काल के लिए स्विच को इंजीनियरिंग करना अधिक कठिन होता है। जीवनकाल का विस्तार करने का एक तरीका धारा को वितरित करने के लिए एक मल्टीचैनल स्यूडोस्पार्क स्विच बनाना है और इसके परिणामस्वरूप क्षरण कम हो जाता है। एक और तरीका है केवल कैथोड पदार्थों का उपयोग करना जो अपरदन के लिए अधिक प्रतिरोधी है।[1]
विशिष्ट इलेक्ट्रोड पदार्थों में तांबा, निकिल, टंगस्टन/रेनियम, मॉलिब्डेनम, टैन्टेलम और सिरेमिक पदार्थ सम्मिलित हैं। हालांकि, टैन्टेलम का उपयोग हाइड्रोजन के साथ नहीं किया जा सकता क्योंकि रासायनिक क्षरण से जीवनकाल पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है।[2] धातुओं में से, टंगस्टन और मॉलिब्डेनम का प्रायः उपयोग किया जाता है, हालांकि मॉलिब्डेनम इलेक्ट्रोड पुनः प्रज्वलन व्यवहार के साथ स्थितियों को दिखाते हैं।[1] इलेक्ट्रोड पदार्थ की तुलना करने वाले कई पेपर दावा करते हैं कि टंगस्टन परीक्षण किए गए धातु इलेक्ट्रोड में सबसे उपयुक्त है।[2] कुछ सिरेमिक पदार्थ जैसे सिलिकॉन कार्बाइड और बोरॉन कार्बाइड कुछ स्थितियों में टंगस्टन की तुलना में कम क्षरण दर के साथ-साथ उत्कृष्ट इलेक्ट्रोड पदार्थ भी सिद्ध हुए हैं।[3][4]
स्यूडोस्पार्क डिस्चार्ज
स्यूडोस्पार्क डिस्चार्ज में वोल्टेज लगाने से पहले इलेक्ट्रोड के बीच ब्रेकडाउन शुरू हो जाता है। गैस तब दबाव, दूरी और वोल्टेज के कार्य के रूप में टूट जाती है। एक इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन तब इलेक्ट्रोड के मध्य क्षेत्रों तक सीमित एक सजातीय निर्वहन प्लाज्मा (भौतिकी) का उत्पादन करता है।[1]
उपरोक्त आकृति में, स्यूडोस्पार्क डिस्चार्ज के विभिन्न चरणों को देखा जा सकता है। स्टेज (I) ट्रिगरिंग या लो करंट फेज है। दोनों चरण (II), खोखले कैथोड चरण, और चरण (III), बोरहोल चरण में निर्वहन, कई सौ एम्पीयर की धाराओं को ले जाने में सक्षम हैं। बोरहोल चरण से उच्च वर्तमान चरण (IV) में संक्रमण बहुत तेज है, स्विच प्रतिबाधा में अचानक उछाल की विशेषता है। अंतिम चरण (V) केवल कई 10 kA की धाराओं के लिए होता है और यह अवांछित है क्योंकि इसके परिणामस्वरूप उच्च क्षरण दर होती है।[1]
यह भी देखें
- इग्निट्रॉन
- क्रिट्रॉन
- आईजीबीटी
- थाइरेट्रॉन
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Urban, Jurgen; Frank, Klaus (2002). "Cold cathode thyratron development for pulsed power applications". Conference Record of the Twenty-Fifth International Power Modulator Symposium, 2002 and 2002 High-Voltage Workshop. Power Modulator Symposium, and High-Voltage Workshop. pp. 217–220. doi:10.1109/MODSYM.2002.1189455. ISBN 978-0-7803-7540-6. ISSN 1076-8467.
- ↑ 2.0 2.1 Prucker, U. (1998). "Electrode erosion of high-current pseudospark switches". Proceedings ISDEIV. XVIIIth International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, 1998. XVIIIth International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, 1998. Vol. 1. pp. 398–401. doi:10.1109/DEIV.1998.740653. ISBN 978-0-7803-3953-8.
- ↑ Weisser, Wolfgang; Frank, Klaus (2001). "Silicon carbide as electrode material of a pseudospark switch". IEEE Transactions on Plasma Science. 29 (3): 524–528. Bibcode:2001ITPS...29..524W. doi:10.1109/27.928951.
- ↑ Schwandner, A.; Christiansen, J.; Frank, K.; Hoffmann, D.H.H.; Prucker, U. (1996). "Investigations of carbide electrodes in high-current pseudospark switches". Proceedings XVIIth International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, ISDEIV 1996. XVIIth International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, ISDEIV 1996. Vol. 2. pp. 1014–1017. doi:10.1109/DEIV.1996.545519. ISBN 978-0-7803-2906-5.
अग्रिम पठन
- Christiansen, J.; Schultheiss, C. (1979). "Production of high current particle beams by low pressure spark discharges". Zeitschrift für Physik A. 290 (1): 35–41. Bibcode:1979ZPhyA.290...35C. doi:10.1007/bf01408477.
- Bochkov, V. (2009). "SN-series pseudospark switches operating completely without permanent heating – new prospects of application". Acta Physica Polonica A. 115 (6): 980–982. doi:10.12693/APhysPolA.115.980.
- Bochkov, V. (2009). "Prospective Pulsed Power Applications Of Pseudospark Switches". Proc. 17th IEEE International Pulsed Power Conference. 1: 255–259.
बाहरी संबंध
- Lapointe (ed.). "Theory, construction, and use of pseudospark switches" (personal website).
