史永勝4氣體放電基礎(編輯修改稿)
2025-06-08 23:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0 ???（ 1） （ 2） 氣體放電物理基礎 如極間距離為 d， 則到達陽極的電子數(shù) 0 dn n e??相應的電子流密度為 0 dj j e??從陽極發(fā)射的 n0個電子，在到達陽極過程中，因 α 作用在空間新產(chǎn)生的電子數(shù)為 na n0 ＝ 。 這些也是新產(chǎn)生的正離子數(shù)。如果忽略正離子在空間的碰撞電離作用 (?＝0)， 就有 個正離子轟擊陰極，它們將在陰極上新產(chǎn)生 個電子。 )1(0 ?den ?)1(0 ?den ?)1(0 ?den ??（ 3） （ 4） 氣體放電物理基礎 假定 n0是外界電離源，它的大小不隨時間變化。把它看成第一周期從陰極發(fā)射的電子。到了第二周期陰極單位時間、單位面積發(fā)射的它于數(shù)等于 。 令 依次類推，可以寫出第三、第四、 …… 周期、陰極單位時間、單位面積發(fā)射的電子數(shù)以及到達陽極的電子數(shù)。經(jīng)過無限周期以后，到達陽極的電子數(shù)為 其極限值為 )1(00 ?? denn ??)1(0 ?? den ???)1( 320 ??????????? ???? da enn)1(1100????? ddda eenenn?????（ 5） （ 6） 氣體放電物理基礎 電子繁流過程中，陰極發(fā)出的電子數(shù)和到達陽極的電子數(shù) 氣體放電物理基礎 相應的電子流密度為 )1(10??? dda eejj???相應的極間電壓為自持放電的擊穿電壓或著火電壓。 當分母為零，分子也趨于零時， ja仍可以為有限值。這表明，當外界電離源去除，即使初始電流 j0＝ 0， 放電仍然繼續(xù)進行，這就形成了自持放電。因此放電著火 (或稱擊穿 )的條件為 1)1( ??de ??（ 7） （ 8） 氣體放電物理基礎 定量分析 ?與場強 和氣壓 P關系時的近似假設： (1)電場較強，電子在氣體中以定向運動為主，忽略亂向熱運動； (2)電子和氣體原子每次磁撞后，沿電場方向的初速度為零； (3)電子在一個自由程中從電場獲得能量 E＝ e??e，只要e??e ?eUi， 則電離幾率為 1；如果 e??e＜ eUi， 電離幾率為零。 ?? 根據(jù)假設 (1)和 ?的定義， ?系數(shù)應等于電子在 1cm路程中與氣體原子的平均碰撞次數(shù)和電離幾率的乘積，即 電離幾率?? e?? 1 （ 9） 氣體放電物理基礎 確 根據(jù)假設 (2)和 (3)，當電子在一個自由程中獲得的能量 e??e等于或大于原子電離能 eUi時，就一定產(chǎn)生電離碰撞。即當電子在兩次碰撞間的自由程滿足 ??iiU?可產(chǎn)生電離碰撞。因此自由程大于 Ui/?的幾率，就是電離幾率。根據(jù)自由程分布規(guī)律，立即可得 )ex p (eiU????電離幾率（ 10） （ 11） 氣體放電物理基礎 將式 (11)代入式 (9)，得 )ex p (1eieU???? ??令 ， P為氣體壓強。又令 B=AUi。 代入式（ 12）得 APe??1（ 12） )ex p ( ?? BPAP ??或 )()e x p( PfPBAP ??? ???（ 13） 氣體放電物理基礎 幾種氣體的巴邢曲線 Vf(V)1 10101102102103104Pd ( 1 . 3 3 P a . m )N e A r ( 0 . 1 % )NeArH 2Hg空氣( P d ) m i nV f min帕邢 (Paschen)定律 在氣體種類、電極材料等條件不變時，著火電壓 Ub不僅單獨和壓強 P或極間距離 d有關，而且和 Pd的乘積有關 Ub=f（ Pd） （ 14） Ub與 Pd的函數(shù)關系的推導： 根據(jù)著火條件 ， ?系數(shù)必須滿足 1)1( ??de????? 1ln1 ??d（ 15） 氣體放電物理基礎 據(jù)式 (13) )ex p ( ?? BPAP ?? （ 16） 從式 (15)和 (16)相等，可得 )e x p (1ln1bUB P dAPd ?????上式兩邊取對數(shù) bUB P dPdA ??? ln)1ln1ln (??整理后得 ])1ln (ln [)ln (?? ???ApdB p dU b（ 17） 氣體放電物理基礎 )11ln ( i n ??? ABU bApd)11ln ()( m i n ???因而 令 常數(shù)??? ])11ln (ln [?AC)(ln PdfCPdB P dU b ??? （ 18） 從 ，可得最低著火點： 0)( ?PdddUb（ 19） （ 20） 氣體放電物理基礎 帕邢定律的物理意義： 電子從陰極到陽極全部路程 d內(nèi)，所產(chǎn)生的總碰撞次數(shù)為 PddNed ?? ?而電子在一個平均自由程中從電場獲得的能量為 PddUeeEee1??? ???因電子碰撞電離幾率 ?E?1/Pd， 因此無論改變壓強P或極間距離
醫(yī)療健康相關推薦
鄂ICP備17016276號-1