Movement of unipolar arcs in magnetic field

Abstract

In this paper we present the results of experimental investigation of the unipolar arc movement in a magnetic field, and a model and results of numerical simulation of the unipolar arc ignition process. We have found that on the ignition stage the unipolar arc is very sensitive to the plasma parameters and may be extinguished due to small variation of the plasma density and electron temperature. The arc behavior is determined mainly by the electron energy and plasma density. The essential current surges are possible due to the plasma – wall capacitance.

В данной работе представлены результаты экспериментального исследования движения униполярной дуги в магнитном поле, а также модель и результаты численного моделирования процесса зажигания униполярной дуги. Мы обнаружили, что на стадии зажигания униполярная дуга очень чувствительна к параметрам плазмы и может погаснуть из-за небольшого изменения плотности плазмы и температуры электронов. Поведение дуги определяется в основном энергией электронов и плотностью плазмы. Существенные броски тока возможны за счет плазменно-стеночной емкости.

У цій роботі представлені результати експериментального дослідження руху уніполярної дуги в магнітному полі, а також модель і результати чисельного моделювання процесу запалювання уніполярної дуги. Ми виявили, що на стадії запалювання уніполярна дуга дуже чутлива до параметрів плазми і може згаснути через малу варіацію щільності плазми та температури електронів. Поведінка дуги визначається в основному енергією електронів і густиною плазми. Істотні стрибки струму можливі за рахунок ємності плазма – стінка.