13.Классификация электрических токов в газе….

В нормальном состоянии газ является диэлектриком, так как состоит из нейтральных атомов и молекул. В связи с этим для появления эл. тока необходимо:

создать заряженные частицы и приложить разность потенциалов между электродами.

В этом принципиальное отличие эл.тока в газе от тока в металлах, п/п, диэлектриках.

1. можно создать термоэл. эмиссию

2. использовать облучение

Способы создания первичных заряженных частиц путем внешнего воздействия называют внешним ионизатором.

Е сли разность потенциалов низкая, новых заряженных частиц создаваться не будет, ток прекратится. Ток, существующий под действием внешнего ионизатора, называется несамостоятельным. Если условие для движения и ускорения заряженных частиц обеспечивает неупругие столкновения с ионизацией, и эта ионизация компенсирует потери заряженных частиц на электродах в объеме и на органических стенках, то такой разряд называется самостоятельным (заряженные частицы создаются за счет неупругих столкновений). Чтобы заряд стал самостоятельным необходимо определенное напряжение поля между электродами. Переход от несамостоятельного к самостоятельному – эл.пробой газа.

Развитие токопроводящего канала между электродами зависит от давления газа и от расстояния между электродами.

Условная граница модели пробоя ~250мм.рт.ст.Две модели:

1.Таунсенда <200 мм.рт.ст.

2.Стриммерная >200 мм.рт.ст.

Модель Таунсенда основана на формировании токопроводящего канала электронными лавинами. Для количественной оценки ионизационных процессов. Таунсенд ввел три основных коэф. α,β,γ.

α – число пар зарядов, создаваемых электроном на одном сантиметре пути от катода к аноду.

β - число пар зарядов, создаваемых ионом на одном сантиметре пути от катода к аноду.

γ – коэф. вторичной эмиссии.

Образуемая электронная лавина переходит на анод.

Формы развития пробоя:

1.α,β=0,γ получим однополярный предпробойный ток.

2. α,β,γ двуполярный двух типов лавин, электронной и ионной, движущихся в различном направлении.

Стриммерная модель создана для высоких давлений. При высоком давлении время развития пробоя не зависит от материала катода и анода.

Модель Таунсенда работает когда ионизация осуществляется электронами и α>>β, предпробойный ток называют однополярным.

Первая лавина создается n₀ исходными электронами, после прохождения первой лавины на анод будет пападать n₀e^αδ электронов.

Число созданных ионов после прохождения первой лавины:

Число вторичных электронов будет: N= γN^l.

В образовании второй лавины будет:

После прохождения второй лавины n²= n₁e^αδ , вторая лавина будет создавать ионы:

В образовании второй лавины будет:

На стадии третьей лавины ток стабилизируется(думал Таунсенд)

n²= n³ =n⁴(кол-во эл-ов должно быть одинаковым).

n²= n³ =n⁴=n₁ e^αδ

n₁=n₂=n₃=n₀+γn₁(e^αδ-1)

В ыразим n₁:

Если поле неоднородно, альфа зависит от координаты. Граничное условие пробоя:

К огда начинается пробой ток резко возрастает.

14. Пробой газа при высоком давлении. Закономерности формирования токопроводящего канала.

При высоком давлении пробой газа описывается модельно лавинно-стримерного перехода

Хар-ные черты:

1) При высоком давлении t(мин) развития пробоя резко возрастает

2) Развитие тока не зависит от материала электрода при начале формирования самостоятельного разряда => φ- коэффициент вторичной эмиссии можно не учитывать, т.к. втор. Эм. Не определяет процесс формирования нарастания тока.

При высоком давлении, концентрация электрона в головной части лавины возрастает так , что возрастает ионизация становится зависимым от диф-ии эл. и их взаимоотношения мехду собой.

Увеличение лав. (R) зависит от взаимодействия расталкивающейся части. Лавинное нарастание прив. к формированию 2-х объемных зарядов: «+» (u->K) «-» (ē->A)

n₀=n₁(e^aб-1)

В этих областях напр-ть поля (Е) увеличивается , а между V-ми зарядами Е направлена против-но относительно внеш.ЭП => здесь Е менее

Форм-я стример: фронт ионизации, распространяется в усиленном поле.

Исх. лавина при развитии форм-я в 2 фронте лон-ми. или в α-котодный. Их развитие отл. др. от др.

При анодном стримере (Ас):

Электр. поле является достаточно однократным

(оно+ко всему усилено V-м зарядом)=> фронт ионизации распр-я ускоренно:

движ. электрона в усиленном поле.

За фронтом «-« заряды ЭП ослаблено=> увеличивается вероятность рекомбинации движ.-ся ē с u => формируются кванты излучателя, и они могут ионизировать газ в пространстве между К и «+» V-м зарядом.

Эти фотоē- источники вторичных ē-ных лавин, кот. развиваются снова в усиленном поле u ,входящих в «+» пространство зарядом.

Катодный стример (Кс):

Это вторичные лавины, кот. обеспечивают движение «+» прост. зар.- К.Поэтому ЭП увеличивается.

Кс имеет зигзагообразную форму.

Как только Кс и Ас замыкаются - получается ионизованный канн.газа.

Ас- линейный

Кс – разветвлен