Несамостоятельная проводимость воздуха. Экспериментальная установка. Решение уравнения для стационарных токов в двух предельных случаях. Развитие разряда в резко-неоднородных полях, страница 8

В резко-неоднородном поле размеры области, занятой разрядом, могут быть меньше длины промежутка, и она располагается вблизи электрода с малым радиусом закругления. Такой разряд называется коронным разрядом. Если он ограничен только лавинной стадией, то это - лавинная корона, если переходит в стримерную стадию, то это - стримерная корона. Космическое излучение не единственный источник свободных электронов в воздухе. Помимо этого сСвободные электроны могут образоваться на поверхности электродов под действием, например, термоэлектронной эмиссии, – это когда быстрые электроны, обладающие высокой кинетической энергией преодолевают притяжение ионов, образующих кристаллическую решетку металла и инжектируются в объём. При подаче на электрод высокого отрицательного высоко напряжения электрон способен самостоятельно инжектироваться, в межэлектродный промежуток, т.к. (высокая напряжённость поля понижает потенциальный барьер выхода электрона из металла, увеличивая, тем самым, термоэлектронную эмиссию). Это явление носит название автоэлектронной эмиссии. Также электрон может быть «выбит» с поверхности электрода ионом. Кроме этого электрон может покинуть электрод в результате фото ионизациифотоионизации или взаимодействия с возбуждённым атомом.

Свободный электрон разгоняется в электрическом поле. В том случае если он перед столкновением успевает набрать энергию достаточную для ионизации нейтральной частицы, (называемую энергией ионизации), то при столкновении происходит рассеяние с ионизацией. После ионизации в объёме присутствуют уже два электрона и положительный ион. Теперь в объёме находится два свободных электрона, для которых процесс повторяется. Данный процесс носит название электронной лавины. В однородном электрическом поле происходит экспоненциальный рост плотности свободных электронов n  =  n₀∙ e^αadd. Коэффициент a называется коэффициентом ударной ионизации. Для примера в воздухе при нормальных условиях a  =  18  cм^-1 при напряжённости поля 30  кВ/см в. Если процесс образования лавин проходит в сильно неоднородном поле, спадающем от электрода в жидкость, то по мере продвижения лавины в объем, она может затухнуть. Поэтому процессы ионизации газа носят локальный характер.

Хотя в газе и присутствует внутренний источник ионизации, но

Нна ранней стадии лавинного пробоя, хотя в газе и присутствует внутренний источник ионизации, переход к самостоятельной форме разряда не происходит, поскольку для образования лавины необходим первичный электрон, образуемый внешним источником. Для перехода к самостоятельной форме разряда необходимо образование вторичных электронов. В электронной лавине, как отмечалось выше, помимо кроме электронов также образуются также положительные ионы, которые двигаются к катоду и способны выбить из него электрон, необходимый для образования новой лавины. В случае если ионы, образовавшиеся из одной лавины, выбивают, в среднем, более одного электрона из катода начинается многолавинный процесс, и тогда наступает фаза самостоятельного разряда.

 

Литература

1.  Процессы ионизации воздуха космическим излучением.

1.  Ток насыщения

 

 

 

Оглавление

Несамостоятельная проводимость воздуха. 1

Экспериментальная установка. 3

Решение уравнения для стационарных токов в двух предельных случаях. 7

Тип электрического поля. 10

Развитие разряда в резко-неоднородных полях. 11

Несамостоятельная проводимость воздуха. 1

Экспериментальная установка: 3