【正文】 擊電離） 撞擊粒子的能量＞被撞粒子的電離能 發(fā)生碰撞電離的條件： eE xmv ?221 電子或離子在電場作用下加速所獲得的動能（ ）與質(zhì)點電荷量 (e)、電場強度（ ）以及碰撞前的行程 ( )有關(guān)．即 221 mv Ex碰撞電離的條件： eEx ≥ iW ?EUeEW ii ?x ≥ 即為了造成碰撞電離， 質(zhì)點在碰撞前必須經(jīng)過 的最小距離 ? 碰撞電離的形成與電場強度和平均自由行程的大小有關(guān) ? 增大氣體中的場強將使 x值減少 。 平均自由行程： 眾多質(zhì)點自由行程的平均值。我們把均勻電場中氣隙的擊穿場強 Eb稱為氣體的電氣強度。 – 空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電氣強度為 30kV/cm。 ? 氣體中 電子 和 離子 的自由行程是它們和 氣體分子發(fā)生碰撞時的行程 ? 氣體分子密度越大 ， 其中質(zhì)點的平均自由行程越小 。 ? 提高外加電壓將使碰撞電離的概率和強度增大 ?撞擊質(zhì)點可能是電子，正、負(fù)離子，中性分子或原子 ?氣體放電中，碰撞電離主要是 電子和氣體分子碰撞 而引起的 ，離子碰撞電離率比電子小得多 ?電子體積小，自由行程比離子的大，獲得的動能大 ?電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于分子或原子 11氣體放電過程中產(chǎn)生帶電質(zhì)點最重要的方式是什么，為什么？ P49 ? 答 : 碰撞電離是氣體放電過程中產(chǎn)生帶電質(zhì)點最重要的方式。 逸出功 ：使電子從金屬表面逸出需要的能量。 ? 復(fù)合時把電離時吸取的電離能通過 光輻射 （ 光子 ） 形式放出 ， 這種光輻射在一定條件下又可能成為導(dǎo)致 光電離的因素 ? 復(fù)合過程要 阻礙放電 的發(fā)展 ， 但在一定條件下又可因復(fù)合時的光輻射 加劇放電 的發(fā)展 。 但氣體放電都有從 電子碰撞電離 開始發(fā)展到電子崩 的階段。 ? 在較高氣壓 （ 例如大氣壓強 ） 下 ， 減小外回路中的阻抗 ，則電流增大 ， 電流增大到一定值后 ， 放電通道收細(xì) ， 不再擴散于間隙中的整個空間 ， 且越來越明亮 ， 說明通道的電導(dǎo)越來越大 ? 特點： ? 壓力增大 1個大氣壓以上 ? 電弧通道和電極的溫度都很高 ， 電流密度極大 ， 弧道電阻小 ， 電路具有短路的特征 電弧視頻鏈接 火花放電： 大氣壓或高氣壓下的一種氣體放電形式，因發(fā)電通道似火花而得名 ? 在較高氣壓 （ 例如大氣壓強 ） 下 ， 擊穿后總是形成收細(xì)的發(fā)光放電通道 ，而不再擴散于間隙中的整個空間 。 00 ?I只有電子崩的過程（ α過程）發(fā)電不能自持 （ 3） 影響碰撞電離系數(shù) α 的因素 — 氣體的壓強、溫度、場強、電極材料、表面狀態(tài) ? 目的：求碰撞電離系數(shù) α → 碰撞引起的電離概率 → 自由行程的分布規(guī)律 （ 具有統(tǒng)計性規(guī)律 ） ? 為了便于分析 ， 做以下簡化假定： ? 電子能量＞氣體電離能 ， 每次碰撞都產(chǎn)生電離 ? 每次碰撞后 ， 不論是否發(fā)生電離 ， 電子都失去全部動能 。 ?1?設(shè)在 x=0處有 n0個電子沿電力線方向運動，行經(jīng) x距離時還剩下 n個電子未發(fā)生過碰撞 ，再經(jīng)過 dx距離，從未發(fā)生碰撞過的電子數(shù)又將 減少 dn個 ，則在到這一距離中發(fā)生碰撞的電子數(shù)應(yīng)為 ?dxndn ??由上式積分得： ?/0 xenn ??? x=λ時 ， e1=， 即電子的的自由行程 大于 λ的概率為 % ? x=3λ時 ， e3=， 即電子的的自由行程 大于 3λ的概率為 5% ? x=5λ時 ， e5=， 即電子的的自由行程 大于 5λ的概率為 % ?/0 xenn ??說明了自由行程的分布規(guī)律 ?xenn ??0電子逆場強方向行進(jìn)距離x而從未遭遇碰撞的概率 電子實際自由行程 ≥x的概率 即為了造成碰撞電離， 質(zhì)點在碰撞前必須經(jīng)過 的最小距離 碰撞引起電離的概率 電子如欲產(chǎn)生碰撞電離，必須滿足 eEx ≥ iW ?EUeEW ii ?x ≥ EUx ieenn ?? ?? ??0根據(jù)碰撞電離系數(shù) α 的定義，即可得出： EU ie ?????1pT??當(dāng)氣溫 不變時， TApp11 ???EBPEA P UEUA peA peeii ??????? ??? 1A、 B是兩個與氣體種類有關(guān)的常數(shù)。 隨著電壓升高 ， 發(fā)光層擴大 ， 放電電流也逐漸增大 ? 發(fā)生電暈放電時 ， 氣體間隙的大部分尚未喪失絕緣性能 ，放電電流很小 ， 間隙仍能耐受電壓的作用 (a) start corona (b) middle corona (c) strong corona 刷狀放電 ? 電場極不均勻情況下 ， 如電壓繼續(xù)升高 ， 從電暈電極伸展出許多較明亮的細(xì)放電通道 ， 稱為刷狀放電 ? 電壓再升高 ， 根據(jù)電源功率而轉(zhuǎn)入火花放電或電弧放電 ， 最后整個間隙被擊穿 ? 如電場稍不均勻 ， 則可能不出現(xiàn)刷狀放電 ， 而由電暈放電直接轉(zhuǎn)入擊穿 一把錘子敲擊釘子的時候產(chǎn)生的電暈放電 瞬間 ?總結(jié)：氣體放電的不同形式 氣體壓力、電極形狀、電場強度有關(guān) 輝光放電 電弧放電 火花放電 壓力小 真空中 放電電流密度小，放電區(qū)域占放電管電極間整個空間 壓力增大 1個大氣壓以上 放電電流密度大，溫度高，亮而細(xì)長放電弧道，弧道電阻小，似短路 放電回路阻抗大，放電時斷時續(xù) 外電路阻抗大，壓降大，間隙多次被擊穿 電暈放電 刷狀放電 極不均勻電場環(huán)境中 空氣間隙電場極不均勻，在電極附近強電場處出現(xiàn)的局部