Разряд с осцилляцией электронов в магнитном поле и его инициирование, страница 9

Первое обстоятельство, которое выявилось в ходе проведения экспериментов, это то, что в исследованном диапазоне давлений и магнитных полей имеется довольно существенная разница между напряжением зажигания и напряжением горения разряда как по абсолютной, так и по относительной величине, и с уменьшением индукции магнитного поля эта разница возрастает (см. рис. 4.10). Значения напряжения горения приведенные на этом рисунке измерены при токе разряда 1 А. При увеличении тока напряжение горения несколько возрастало, но тем не менее разница по-прежнему была довольно значительна. Наблюдаемая ситуация

Рис. 4.10. Зависимости напряжения горения (1) и зажигания (2) от магнитной индукции при р=0.25 Па

Рис.4.11. Зависимости времени запаздывания от магнитной индукции. р (Па): 1 - 0.12; 2,3 - 0.28, U_a (кВ): 1,3 - 1.4; 2 - 1.1.

отличается от той, которая имела место в экспериментах [19-21],  когда зажигание разряда проводилось при существенно более низких давлениях и было получено, что напряжения горения и зажигания разряда близки друг к другу. Отмеченное различие в результатах экспериментов объясняется тем, что в условиях этих экспериментов реализация сильноточной формы разряда невозможна и после зажигания возникала высоковольтная форма разряда, для которой характерно наличие отрицательного пространственного заряда, но при малых разрядных токах этот объемный заряд невелик и он слабо искажает внешнее электрическое поле. В таких условиях, как уже отмечалось выше, движение и размножение частиц как при зажигании, так и при горении разряда происходит примерно в одинаковых условиях, что и обуславливает близость напряжений зажигания и горения разряда. Что же касается наших экспериментов, в которых после зажигания возникала сильноточная форма разряда, то в этом случае внешнее поле существенно искажается, оно вытесняется из области возникающей плазмы и сосредотачивается в катодном слое. Казалось бы можно было получить напряжение горения близкое к напряжению зажигания в том случае, когда размеры плазменной области малы, но такие состояния, как было показано в предыдущей главе, являются неустойчивыми и не реализуются в эксперименте. Существенная разница в распределении электрического поля и приводит, по - видимому, к различию в уровне напряжений. Судя по полученным результатам более выгодной для ионизации является ситуация, реализуемая при горении разряда, когда электрическое поле сосредоточено в прикатодной области и электроны быстро набирают энергию в катодном падении.

На рис.4.11 приведены зависимости времени запаздывания от индукции магнитного поля, снятые при различных давлениях и амплитудах импульсов напряжения. Как видно из рисунка, с уменьшением давления и амплитуды импульса время запаздывания возрастает. Возрастает также и минимальное значение индукции магнитного поля B_m, ниже которого зажигание разряда при использовании данного источника питания становится невозможным. Вблизи B_m время запаздывание максимально, а с увеличением B происходит его резкое уменьшение. Однако дальнейшее поведение величины tявляется существенно различным при разных давлениях. Если при повышенных давлениях с увеличением В запаздывание продолжает уменьшаться и падает практически до нуля (резкий рост тока и спад напряжения начинались уже на фронте импульса), то при пониженных давлениях первоначальный спад времени запаздывания сменяется по мере увеличения B растущим участком. Например при давлении аргона 0.12 Па (см. кривую 1 на   рис.4.11) время запаздывания уменьшалось до значения ~ 25 мкс, и после небольшой полочки  t_dрезко возрастало и при В  больше некоторого В₁ зажигание разряда при использовании вышеописанного источника питания становилось невозможным.

Зависимости порогового напряжения зажигания от индукции магнитного поля, полученные при различных давлениях, приведены на рис.4.12. Качественный вид полученных кривых тот же, что и у зависимостей t_d(B). При повышенных давлениях