где б — вектор плотности тока проводимости (рис. 1.2); (15 — вектор элемента (15 поверхности 5 (перпендикулярный ей), через которую проходят частицы, несущие заряд ц. За условное положительное направление тока проводимости / в проводящей среде, как известно, принято направление, противоположное направлению движения свободных электронов. Вследствие этого в столбе дуги движение свободных электронов под действием сил электрического поля и условное положительное направление тока проводимости / противоположны.

Между векторами плотности тока б и напряженности электрического поля Е в данной точке межэлектродного промежутка существует зависимость, которая представляет собой закон Ома, записанный в дифференциальной форме:

(1.2)

где у — удельная проводимость среды. Для линейных изотропных

сред у постоянна во всех точках электрического поля, и векторы б

и Е совпадают по направлению. Если между изделием и электродом

среда анизотропная и у^сопв!, то б, у и Е — тензорные величины [7].

Плотность тока в столбе дуги практически вычислить затруднительно, так как для этого необходимо учитывать большое число взаимо-зависящих физико-химических факторов. Напряженность электрического поля в столбе дуги Ест невысока — порядка 10—35 В/см. Это объясняется высокой проводимостью столба дуги". Измерить длину столба дуги при сварке, плавящимся электродом практически невозможно. Часть дуги погружена в кратер ванны, длина дуги непрерывно изменяется вследствие переноса капель через разрядный промежуток, и понятие «длина» дуги — чисто условное. В при электродных областях протекают процессы, трудно исследуемые не только теоретически, но и экспериментально. Напряженности электрического поля Ек и Еа в приэлектрод-ных областях вследствие появления там при горении дуги пространственных (объемных) зарядов значительно больше, чем в столбе дуги, и могут достигать значений порядка (1—2) -106 В/см.

Распределение потенциалов по длине дуги. На рис. 1.3 приведен график, отражающий качественную картину распределения потенциалов по длине дуги, горящей в воздухе при ручной дуговой сварке.

Величины потенциалов для построения графика определяются экспериментальным путем (существуют разработанные методы экспериментального определения потенциалов, например метод зонди-

Рис. 1.2. Взаимное расположение вектора (1в и вектора плотности тока проводимости б