Определение плотности ионного тока при ионной очистки

Глава № 18

1. Определить плотность ионного  тока при ионной очистки . Если известны размеры очищаемой поверхности а = 80 мм , b = 30 мм , давление газа 2 МПа, при температуре 35 ⁰С , номинальная плотность  30 А/м², F_S  = 0,5.

Решение:

;

/

            ;

где a, d - размер очищаемой поверхности, м;

n/n₀ - отношение концентраций атомов газа и атомов основного вещества в поверхностном слое;

j - плотность ионного тока, A/м²;

q - заряд ионов, Кл;

Р - давление газа, Па;

m = 1,6 ·10^-25 – масса молекулы, кг;

К = 1,38·10^-23 – постоянная Больцмана, Дж/К;

F – плотность потока малекул газа, м^-2·с^-1;

 мм²

 м^-2·с^-1

= А/м²

2. За какое время t заряд пролетит это расстояние, без начальной скорости? Поверхностная плотность заряда на обкладках плоского воздушного конденсатора σ = 0,3 мкКл/м².площадь обкладок S = 100 см², емкость конденсатора С = 10 ПФ

3. При электронно-ионном процессе определить напряженность электрического поля, вдоль радиуса системы коаксиальных электродов, в точке Х (0,05 м) от центра, если известно, что начальная напряженность короны для цилиндрического коронирующего электрода 6 кВ, давление 10 ⁶ Па, температура воздуха 293 К, радиус цилиндра 0,1 м, напряжение между электродам 1 кВ.

4. Найти разность потенциалов между пластинами конденсатора, если масса пузыря 0,01 г, а расстояние между пластинами 5 см. Мыльный пузырь с зарядом 222 нКл находится в равновесии в поле плоского горизонтально распложенного конденсатора.

5. Найти напряжённость E поля плазмы, если известно, что масса электрона m_e = 9,11·10 ^-31 кг, электропроводность плазмы  = 10 ⁸ Кл/см, концентрация электронов в плазме n _e = 10 ⁹ 1/г , заряд электрона  = 1,6 · 10 ^-19 Кл, направленная скорость электрона  = 10 ⁶ м/с , плазменная частота  = 19 c ^-1 , сила тока в плазме I = 10 kA.

6. Определить концентрацию n и подвижность µ зарядов ацетата индия, если его удельное сопротивление , постоянная Холла . Проводимость осуществляется зарядами одного знака.

7. Найти потенциал φ₀ на поверхности шара, при переносе точечного заряда q = 10 нКл, на расстоянии l = 10 см. Радиус шара R = 4см.

8. На какое расстояние h сместится электрон за время пролета конденсатора? В плоский конденсатор влетает электрон со скоростью ύ₀ = 2×10⁶ м/с, направленный параллельно обкладкам конденсатора, расстояние между обкладками конденсатора d = 2см, длина конденсатора l = 5см, разность потенциала между обкладками U = 2 В.

9. При известных длине обкладке конденсатора а = 0,1м, ширине обкладке конденсатора b = 0,05м, радиус частицы R = 2∙10^-3, относительной диэлектрической проницаемости ε = 5,6 Ф/м, абсолютной диэлектрической проницаемости ε₀ = 8,85∙10^-12 Ф/м, заряде частицы φ = 0,02 В, найти число частиц которые контактировали с заряженным телом.

10. Определить величину заряда, проходящего через поперечное сечение детали площадью 1 мм² в течении 5 с, если плотность тока равномерно возрастает от 0 до 100 А/см².

11. Определите силу тока, который течёт по проводнику, если его плотность , масса электронов, проходящих через поперечное сечение этого проводника , площадь проводника  , масса одного электрона , заряд электрона .

12. Определить угол между направлениями распространения соседних типов колебаний θ, если известно, что целое число g = 5, постоянная Планка h = 6,6 · 10^-34 Дж · с, скорость света с = 3 · 10⁸ м · с^-1, энергия фотона Е = 0,6 показатель преломления среды n = 2.

13. Определить силу взаимодействия заряженной частицы с каплей в электриче­ском поле F_k, силу индукции между зарядом на капле и индуцированным зарядом на частице, силу связи между зарядом на частице и индуцированным зарядом на капле и силу взаимодействия между униполярно заряженными частицами , если из­вестно:  - заряд частицы, - заряд капли, электриче­ская постоянная -,  - относительная диэлектрическая проницае­мость среды,  расстояние между ними,  и  диаметры частицы и капли соответственно,  концентрация униполярно заряжен­ных частиц.