Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Электрический разряд




Электрический разряд - это сложный процесс образования проводящего канала, когда приложенное электрическое поле достигает критического значения [6, 7]. В результате разряда образуются различные виды плазмы. Любой разряд начинается с образования электронной лавины. Электронная лавина- это процесс увеличения числа первичных электронов за счет ионизации.

Рассмотрим плоскую щель с расстоянием между электродами d, к которым приложено напряжение V. Напряженность электрического поля в промежутке будет . Можно представить, что возле катода образовался один электрон. Этот электрон начинает двигаться к аноду, ионизируя на своем пути газ, т.е. производя вторичные электроны, образуя лавину. Лавина развивается во времени и пространстве, потому что вторичные электроны также начинают двигаться к аноду.

остоят в основном из плазмы. а во всех масштабах. звезды ванных и нейтральных частиц. ов, происходящих в разряде, с целью осуще

Рисунок 1. - Электронная лавина

Процесс ионизации удобно описать не коэффициентом ионизации, а коэффициентом ионизации Таундсена α, который показывает количество произведенных электронов, на единицу длины [8]

(1.1)

где ne- первоначальная плотность электронов, или

(1.2)

Коэффициент ионизации Таундсена связан с коэффициентом ионизации следующим образом.

(1.3)

где υi- частота ионизации по отношению к одному электрону;

υd- скорость дрейфа электрона;

μе- подвижность электрона;

Ki( )- коэффициент ионизации.

Принимая во внимание, что лавина начинает двигаться при комнатной температуре и подвижность электрона обратно пропорциональна давлению, удобно записать α, как , которое зависит от величины .

Согласно определению α, каждый первичный электрон генерирует в зазоре положительных ионов. Возможны потери электронов за счет рекомбинации и присоединения к электроотрицательным молекулам, таким как кислород. На данном этапе мы пренебрегаем этими потерями. Все положительные ионы, рожденные в зазоре, движутся к катоду и создают на нем γ· вторичных электронов, где γ- коэффициент ионно-электронной эмиссии, зависящий от материала катода, состояния поверхности, типа газа. Типичные значения γ в электрических разрядах 0, 01- 0,1. В этот же коэффициент γ входит вторичная эмиссия электронов за счет фотонов и метастабильных атомов и молекул. Чтобы ток в зазоре был самоподдерживающимся, необходимо, чтобы γ· ≥1, потому что ионы, возникшие в лавине должны сгенерировать хотя бы один электрон на катоде, чтобы возникла следующая лавина. Теперь условие возникновения разряда можно записать так

γ· =1, (1.4)

Рассчитаем критическую величину электрического поля для возникновения разряда. Исходя из выражений (1.3, 1.4) можно записать

(1.5)

где р- давление.

Параметры А и В даны в таблице 1.1.

Объединив (1.4) и (1.5) получаем формулу для расчета электрического поля.

(1.6)

Таблица 1.1 – Параметры А и В

Газ А (см-1·Тор-1) В (V·см-1·Тор-1)
Воздух
СО2
Н2
Не
N2

 

; ;

, где

, основание натурального логарифма.

В результате, при наложении критического значения электрического поля между металлическими электродами возникает проводящий канал, через который проходит большой ток, потому что критическое напряжение достаточно высокое, а сопротивление канала низкое. В результате происходит сильный нагрев газа, что является нежелательным во многих плазмохимических процессах.

Рисунок 2 - Механизм образования стримера

 

Для исключения этого искрового разряда разработан механизм барьерного разряда.







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 240. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.006 сек.) русская версия | украинская версия