Если источником напряжения служит конденсатор, он разряжается и на этом все заканчивается. Если источник способен длительно генерировать напряжение, в промежутке зажигается стационарный разряд, обычно тлеющий или темный (таунсендовский), когда источник очень слабый. Если источник обладает достаточной мощностью, может зажечься дуговой разряд. В этом случае ионизованный газ уже не заполняет всего объема между электродами. Ионизованное состояние сохраняется только в канале дуги, которому, как мы говорили, в известной мере подобен шнур искрового разряда. Шнурование, т. е. стягивание плазмы в тонкий канал, по которому только и идет ток, при определенных условиях наблюдается и в тлеющем разряде — это называется контракцией. Контрагированный тлеющий разряд имеет общие черты с дуговым, но не тождествен ему. Впрочем, к нашей проблеме это имеет косвенное отношение. Мы упоминаем об этом только затем, чтобы подчеркнуть, что не всякий плазменный шнур есть свидетельство искрового разряда.
Таунсендовский механизм, положенный в основу количественной теории, позволил правильно описать многие важные свойства электрического разряда в газах низкого давления [1.5 — 1.7]. В частности, было установлено, что разряду свойственны определенные законы подобия. Так, пробивное напряжение зависит от длины промежутка d и давления газа р не по отдельности, а от их произведения pd. Это оказалось справедливым для медленно меняющихся напряжений при pd < 200 Тор см, когда в полной мере справедлив таунсендовский механизм. Для больших значений pd теория дает отклонения от эксперимента, которые приобретают характер фатальных, когда pd> 1000 Тор см. При атмосферном давлении уже в промежутке длиннее 1 см лавинная теория встречает реальные трудности. Главная из них связана с временем формирования пробоя. Размножение лавин — процесс медленный. Для последовательного ионизационного нарастания нужно время на многократные пробеги лавин по промежутку. Лавина движется со скоростью дрейфа электронов и прежде, чем она хотя бы один раз пересечет промежуток, пробой по лавинной теории наступить не может. В действительности, при больших pd все происходит много быстрее, особенно в длинных промежутках с резко неоднородным полем, где расхождения между теорией и экспериментом исчисляются порядками величин.
Лавинная теория не может объяснить еще одного достоверного и принципиального экспериментального факта — способности искрового разряда продвигаться в той части разрядного промежутка с рез- ко неоднородным полем, где напряженность очень низка и явно не достаточна для ионизации. К началу 30-х годов стала ясной острая потребность в новой теории, ориентированной на явление искрового разряда.
1.4. Стримерный механизм
Основы новой теории, призванной объяснить явление искрового или, как тогда говорили, стримерного пробоя, заложены в работах Леба, Мика, Ретера примерно в 40-х годах. Теория базируется на представлении о «прорастании» между электродами тонкого ионизованного канала — стримера (от английского stream— поток), который прокладывает себе путь по положительно заряженному следу первой мощной лавины. В стример втягивается множество вторичных лавин. Лавины появляются вблизи следа первичной лавины от электронов, рожденных под действием фотонов, которые испускаются возбужденными атомами при прохождении первичной и вторичных лавин. Канал стримера возникает в зоне сильного внешнего поля у электрода с малым радиусом кривизны. Благодаря достаточно высокой проводимости ионизованного газа в канале потенциал точки старта как бы переносится на головку стримера и электрическое поле там локально усиливается. В результате стример может распространяться в слабом внешнем поле разрядного промежутка. В ходе последующих исследований было получено множество результатов, экспериментальных и теоретических, вскрыты детали, существенно изменившие многие первоначальные оценки и даже фундаментальные представления, но идейные основы теории оказались незыблемыми. Мы имеем в виду положение о плазменном канале, который прорастает благодаря ионизации газа перед своей заряженной головкой под действием создаваемого головкой собственного сильного поля.
Не обошлось и без крайностей, когда вследствие успехов появившейся стримерной теории безосновательно умалялось значение таунсендовского механизма. При не очень больших значениях pd и малых перенапряжениях (при pd < 200 Тор см — заведомо) действует именно он, и это — непреложный факт. Но при больших pd > 103 Тор см и при больших перенапряжениях, не говоря уже о промежутках очень большой длины, действует стримерно-лидерный механизм пробоя, и это — также непреложный факт.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.