Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Сидельковская Ф.П. "Химия N-вннилпирролидона и его полимеров" ()

Райт П. "Полиуретановые эластомеры" (Высокомолекулярная химия)

Сеидов Н.М. "Новые синтетические каучуки на основе этилена и олефинов" (Высокомолекулярная химия)

Поляков А.В "Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза" (Высокомолекулярная химия)

Попова Л.А. "Производство карбамидного утеплителя заливочного типа" (Высокомолекулярная химия)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Физическая химия -> Велихов Е.П. -> "Физические явления в газоразрядной плазме" -> 5

Физические явления в газоразрядной плазме - Велихов Е.П.

Велихов Е.П., Ковалёв А.С., Рахимов А.Т. Физические явления в газоразрядной плазме — М.: Наука, 1987. — 160 c.
Скачать (прямая ссылка): fizyavleniyavgazovoyplazme1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 55 >> Следующая


L

Ubt=I E (X) dx.

о •

Заметим теперь, что критерий пробоя Таунсенда (1.9) определяет в явном виде напряжение пробоя газового промежутка только в том случае, когда электрическое поле образующихся на стадии развития пробоя в объеме газа электронов и ионов мало по сравнению с начальным однородным электрическим полем Eu=LfbJL. При этом собственным электрическим полем плазмы, помещенной во внешнее электрическое поле, можно пренебречь, если характерный размер области, занимаемой плазмой, меньше

И дебаевского радиуса rD. Применительно к рассматриваемому случаю это означает, что размер межэлектродного промежутка должен быть меньше дебаевского радиуса газоразрядной плазмы:

L < (<є>/4ллве2)1/3 = rD. (1.10)

Здесь (є) — средняя энергия, приобретаемая электронами в электрическом поле,

В случае выполнения условия (1.10) критерий Таунсенда (1.9) определяет явный вид напряжения пробоя:

Yi ехр [a (UbJL) L] = 1 4- Yi- (Ml)

Отсюда видно, что значение напряжения пробоя определяется произведением первого ионизационного коэффициента Таунсенда на длину межэлектродного промежутка и довольно слабо (логарифмически) зависит от коэффициента вторичной эмиссии электронов. Значение первого ионизационного коэффициента Таунсенда по его определению можно найти из выражения

<х>

а _= ^L j / (є) a, (s) (e/m)1/a de, (1.12)

' /

где /(є)— функция распределения электронов по энергиям, Oi (є) — сечение ионизации атомов или молекул газа электронами, / — потенциал ионизации нейтральных частиц. Как мы уже отмечали, в случае, когда функция распределения электронов по энергиям локальна, сама функция /(є) и дрейфовая скорость электронов Ve определяются отношением EIN и зависят только от рода газа, заполняющего межэлектродный промежуток. Отсюда, с учетом того, что a!N^? (EIN), вытекает закон подобия Пашена, согласно которому напряжение пробоя определяется произведением плотности нейтральных частиц на длину разрядного промежутка. Зависимость W(ElN) и, следовательно, величина Ubr(NL) экспериментально получены для многих газов. Чаще всего для широкой области значений параметра ElN зависимость W(ElN) хорошо аппроксимируется выражением

W (EjN) = А ехр (~BNIE),

где А и В — эмпирические константы. На рис. 1.1 приведены типичные кривые Пашена для ряда газов. Видно, что для каждого рода газа напряжение пробоя понижается

13 с увеличением NL, достигает минимума при некотором значении (NL)min, а затем возрастает.

В заключение заметим, что если в составе нейтрального газа есть электроотрицательные атомы или молекулы, то электрону, прилипая к ним и образуя отрицательные ионы, могут исчезать из объема плазмы. Введем понятие частоты прилипания электронов: va — величина, обратно пропорциональная характерному времени, за которое электрон прилипает к какой-либо электроотрицательной молекуле.

Рис. 1.1. Зависимость напряжения пробоя от параметра pL (кривые Пашена) для различных газов

Тогда условия пробоя таких газов, естественно, изменяются таким образом, что во всех вышеприведенных выражениях величину V1- необходимо заменить на разность Vi—va.

§ 1.2. Пространственно однородный

стримерный пробой

Как указывалось выше, критерий пробоя Таунсенда в виде (1.11) и закон подобия Пашена являются очень упрощенными. Основное предположение, допущенное при выводе этих утверждений, заключалось в ограничении Плотности вторичных электронов, возникающих на стадии развития пробоя. Естественно, что с ростом параметра.pL это условие нарушится (р — давление газа). Опыт показывает, что критерий пробоя в виде (1.11) применим лишь при не слишком высоких значениях /JL-=ClO1—Ю2 Тор-см.

В случае, когда электрическое поле образующихся в газе на стадии развития пробоя электронов и ионов становится сравнимым с приложенным электрическим полем, из уравнения (1.9) уже нельзя определить напряжение

U1B

Ю~' 2 4 6 8 10!

to1 г 4б8юг *бвю}

14 пробоя, так как распределение электрического поля в межэлектродном промежутке само зависит от плотности газоразрядного тока. В этом случае рассмотрение процесса зажигания газового разряда требует совместного анализа уравнений переноса электронов и ионов и уравнений электродинамики. Пробой газа, развивающийся в этих условиях, носит название стримерного.

Примечательно, что характер развития стримерного пробоя, в отличие от таунсендовского, существенным образом определяется числом первичных электронов, присутствующих в межэлектродном промежутке к моменту приложения электрического поля. Это обстоятельство, естественно, обусловлено тем, что число первичных электронов определяет тот момент времени в развитии пробоя, когда увеличивающаяся концентрация заряженных частиц исказит первоначально однородное электрическое поле в межэлектродном промежутке. Одним из интересных вопросов является вопрос о том, каким образом число первичных электронов, т. е. предварительная ионизация газового промежутка, влияет на пространственную однородность плазмы, создающуюся на стадии стримерного пробоя*).

Будем считать, что каждый из начальных электронов, содержащихся в газовом промежутке, приобретая энергию в приложенном электрическом поле, инициирует развитие электронной лавины. Очевидным условием пространственной однородности плазмы в направлении, перпендикулярном направлению электрического поля, является перекрытие соседних электронных лавин за счет диффузии электронов поперек электрического поля; причем перекрытие развивающихся электронных лавин должно произойти по крайней мере к тому моменту времени, когда собственное электрическое поле отдельной лавины сравняется с приложенным электрическим полем, т. е. к моменту перехода развивающейся лавины в отдельный стример-. В этом случае возмущение приложенного электрического поля растущим пространственным зарядом будет однородным в направлении, перпендикулярном направлению поля, и не должно обострять развитие пробоя, проходящего в виде одиночного стримера.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 55 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама