Теория - газовый разряд
Cтраница 1
Теории газового разряда, основанные на представлении об ионизации газа, ведут свое начало от классических работ Дж. Томсона и от работ его ученика Таунсенда. [1]
 |
Зависимость вероятности ионизации от энергии электрона. [2] |
Важное значение в теории газового разряда имеет коэффициент ударной ионизации электрона а, который представляет собой число ионизации, осуществленных электроном на единичном пути при движении его вдоль силовых линий электрического поля. Коэффициент а равен произведению числа столкновений на единичном пути электрона с молекулами газа и вероятности того, что столкновение закончится ионизацией. Максимальная вероятность ионизации Лиане наступает при энергии электрона W, в несколько раз большей энергии ионизации. [3]
 |
Зависимость вероятности ионизации электронным ударом р от энергии электрона. [4] |
Основное значение в теории газового разряда имеет коэффициент ударной ионизации электронами а, который представляет собой число ионизации, осуществляемых электроном на единичном пути вдоль силовых линий электрического поля. [5]
В первом разделе подробно изложены основные вопросы теории газового разряда при высоких давлениях и результаты экспериментального определения электрической прочности газового промежутка. В последующих главах рассматриваются наиболее важные изоляционные конструкции, применяемые в электрических системах, и их основные характеристики. [6]
В период 1938 - 1940 годов получила оформление еще одна теория газового разряда, а именно - теория стримеров, выдвинутая школой американского физика Леба и позволившая объяснить ряд явлений в искровом и коронном разрядах. [7]
 |
Тушение флуоресценции паров Hg в присутствии различных газов в зависимости от парциального давления последних. [8] |
Теория газового разряда учитывает возможность ионизации атомов газа при столкновении их с ионами. Установлено, что при тех небольших скоростях, которыми в большинстве случаев обладают положительные ионы в газовых разрядах, ионизующая их способность по отношению к молекулам того же газа, которому принадлежат ионы, очень мала. С другой стороны, очень быстро движущиеся а-частицы производят сильную ионизацию того газа, через который они проходят. [9]
С целью исследования природы шаровой молнии и четочной молнии и создания репрезентативной модели явления в середине 50 - х годов нашего века были предприняты достаточно детальные эксперименты. На-уэр [1288, 1289] воспроизвел большинство ранних экспериментов, а результаты проанализировал на основе теории плазмы и теории газового разряда Кроме того, в этих работах с большим успехом были использованы новые методики. По мнению Науэра, аналогия между некоторыми типами разрядов и известными свойствами шаровой молнии не выдерживает критического анализа. Он пришел к заключению, что хотя можно в лаборатории произвести газоразрядные явления, при которых свечение обладает некоторым сходством с шаровой молнией, однако ни разу не был воспроизведен одиночный независимый светящийся объект, имеющий все характеристики шаровой молнии. [10]
При тлеющем, а также при несамостоятельном лавинном электрическом разряде происходит эмиссия электронов с катода под действием ударяющихся о катод положительных ионов. В теории газового разряда пользуются коэффициентом поверхностной ионизации f, определяемым как отношение числа вылетающих из катода вторичных электронов к числу ударяющихся о катод положительных лонов ( см. далее § 60 гл. Однако, чтобы получить значение коэффициента вторичной эмиссии электронов при ударах о катод положительных ионов, нельзя просто приравнивать этот коэффициент коэффициенту f, а надо еще учитывать фотоэффект с катода под действием коротковолновых излучений, возникающих в разряде, и в известной мере также действие метастабильных атомов. Полученные при исследовании лавинных тлеющих разрядов значения отношения электронного тока с катода к току положительных ионов на катод относятся к суммарному коэффициенту - у. Для измерения истинного коэффициента вторичной эмиссии электронов под действием положительных ионов-назовем его f0 - необходимо пользоваться пучками положительных ионов, созданных в вакууме при помощи специальных анодов, содержащих соли щелочноземельных металлов. [11]
Кинетические температуры отдельных подсистем, вообще говоря, могут отличаться друг от друга. Однако даже если они совпадают, это не значит, что система в целом является термодинамически равновесной. В теории газового разряда такие системы иногда называют изотермическими, однако этот термин кажется неудачным, так как кинетическая температура может меняться от точки к точке. [12]
Оба этих предельных случая представляют собой абстракцию, удобную для практических расчетов и для теоретического решения задачи, но отражающую реальную действительность лишь с большим или меньшим приближением. В газовом разряде имеется ряд случаев и областей разряда, где это приближение достаточно не только для практических целей, но и для понимания основных закономерностей наблюдаемых явлений. Так, например, катодные части тлеющего разряда могут рассматриваться в первом приближении как относящиеся к первому из вышеуказанных случаев. Явления в плазме газового разряда хорошо расшифровываются с точки зрения второго случая. Однако при уточнении теории газового разряда необходимо считаться одновременно и с направленным и с беспорядочным движением электронов. Понятно также, что ряд переходных областей и режимов разряда не находит удовлетворительной трактовки при отнесении их ни к первому, ни ко второму случаю. Поэтому, говоря о характере движения электронов в газе, необходимо иметь в виду и третий случай. [13]
Нельзя признать строгой указаннуй выше возможность теоретически учесть влияние паров металла ( через понижение эффективного потенциала ионизации) и температуры газа ( через изменение его плотности) на восстанавливающуюся прочность, исходя из решения уравнения Пуассона, полученного Слепяном, так как в этом случае нарушаются исходные условия. Кроме того, при градиентах напряжения порядка 105 - 106 в / см, принимаемых при этих расчетах в качестве критических, оказывается существенной также доля тока, обусловленная положительными ионами, которые нельзя рассматривать как неподвижные. Здесь будет наблюдаться уже динамический процесс, а не статическое состояние, к которому относится уравнение Пуассона. Величина этого градиента в зависимости от условий может быть различной; она может быть рассчитана, например, на основе теории газового разряда, разработанной Таунсендом. [14]
Слепяном, так как в этом случае нарушаются исходные условия. Кроме того, при градиентах напряжения порядка 105 - 10е В / см, принимаемых при этих расчетах в качестве критических, оказывается существенной также доля тока, обусловленная положительными ионами, которые нельзя рассматривать как неподвижные. Здесь будет наблюдаться уже динамический процесс, а не статическое состояние, к которому относится уравнение Пуассона. Этот градиент в зависимости от условий может быть различным; он может быть рассчитан, например, па основе теории газового разряда, разработанной Таунсендом. [15]
Страницы: 1