青大高電壓ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-04 18:03本頁(yè)面
【正文】 出現(xiàn)自持放電 ， ? 棒極遠(yuǎn)處場(chǎng)強(qiáng)小 ， 自持放電局限在棒極附近 ， 不能擴(kuò)展 ? 離子復(fù)合時(shí)輻射出光子 ， 有均勻穩(wěn)定的發(fā)光層籠罩電極 ? 電壓提高 ? 電極距離不大：電暈放電 → 整個(gè)氣隙的火花擊穿 ? 電極距離大：電暈放電 → 刷形放電 ， 氣隙的不完全擊穿 ? 電壓再提高 ? 刷形放電增長(zhǎng)到對(duì)面電極 → 火花擊穿 ? 當(dāng)電源功率總夠大時(shí)：火花擊穿 → 電弧放電 解釋氣隙的擊穿過(guò)程的放電理論 均勻電場(chǎng)氣隙擊穿 湯遜理論 流柱理論 不均勻電場(chǎng)大氣壓下氣隙擊穿 短氣隙 長(zhǎng)氣隙擊穿的三個(gè)階段 雷云放電的三個(gè)階段 電暈放電 （ 2） 電子崩的形成 ?外界電離因子在陰極附近產(chǎn)生了一個(gè) 初始電子 ，如果空間 電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大 ，該電子在向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)引起碰撞電離，產(chǎn)生一個(gè)新的電子 ，初始電子和新電子繼續(xù)向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)， 又會(huì)引起新的碰撞電離，產(chǎn)生更多電子。 ?電子將按照 幾何級(jí)數(shù) 不斷增多，類似雪崩似地發(fā)展，這種急劇增大的空間 電子流 被稱為 電子崩 圖 1－ 4 電子崩的示意圖 視頻鏈接 帶電粒子在電子崩中的分布： ? 電子崩 65 ?電子崩外形： 好似球頭的錐體 ， 空間電荷分布極不均勻 例如 ， 正常大氣條件下 ， 若 E＝ 30kV／ cm， 計(jì)算得隨著電子崩向陽(yáng)極推進(jìn) ， 崩頭中的電子數(shù) x / cm n 9 27 81 245 735 2208 6634 19930 59874 引入：電子 碰撞電離系數(shù) α 電子崩中電子數(shù)目增長(zhǎng)過(guò)程分析： 定義：一個(gè)電子沿著電場(chǎng)方向行經(jīng) 1cm長(zhǎng)度，平均發(fā)生的碰撞電離次數(shù)。 設(shè)每次碰撞電離只能產(chǎn)生一個(gè)電子和一個(gè)正離子，則 α就是一個(gè)電子在單位長(zhǎng)度行程內(nèi)新電離出的電子數(shù)或正離子數(shù)。 α與氣體的種類、相對(duì)密度和電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)。 danxn到達(dá) 處，電子數(shù)增加到 nx ， dx這 個(gè)電子在 的距離中又 產(chǎn)生 個(gè)新電子，則有： ndxdnndxdn ???axenn0?n0 ?? x a d xenn 00?設(shè)：初始電子數(shù)為 n0 dnn ?均勻電場(chǎng)中氣隙中各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同， α 值不隨 x而變化， 抵達(dá)陽(yáng)極的電子數(shù)： da enn?0?∴ 途中新增加的 電子數(shù) ： )1(0000 ?????? ? dda ennennnn ??在強(qiáng)電場(chǎng)中出現(xiàn)電子崩的過(guò)程也稱 α過(guò)程 在整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的 正離子數(shù) 為： )1(0 ?den ?? 一個(gè) 初始電子走過(guò) x距離后 ， 由本身碰撞電離產(chǎn)生的電子數(shù)是： ? 計(jì)及新產(chǎn)生的子也參加電離過(guò)程，則電子數(shù)增加到： ? 若 αx=10 ，則總電子數(shù)： axe ??axeax結(jié)論：由于碰撞電離引起電子崩過(guò)程，導(dǎo)致氣隙中電子數(shù)迅速增加。 抵達(dá)陽(yáng)極的電子數(shù)應(yīng)為： da enn?0?將上式的等號(hào)兩側(cè)乘以電子的電荷 ，即得電流關(guān)系式： eqdeII ?0?式中， eqnI 00 ?是外電離因素引起的 初始電流 雖然電子崩電流按指數(shù)規(guī)律隨極間距離 d而增大，但這時(shí)放電還不能自持，因?yàn)橐坏┏ネ饨珉婋x因子 (令 )，即 變?yōu)榱恪? 00 ?I只有電子崩的過(guò)程（ α過(guò)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(qiáng)、溫度、場(chǎng)強(qiáng)、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(jì)性規(guī)律 ） ? 為了便于分析 ， 做以下簡(jiǎn)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(dòng)能 。以 0的速度從新開始行程 ? 電子總是沿著電場(chǎng)方向前進(jìn) ， 不考慮碰撞引起的曲折軌跡 若電子的平均自由行程為 ，則在 1cm長(zhǎng)度內(nèi)一個(gè)電子的平均碰撞次數(shù)為 。 ?1?設(shè)在 x=0處有 n0個(gè)電子沿電力線方向運(yùn)動(dòng)，行經(jīng) x距離時(shí)還剩下 n個(gè)電子未發(fā)生過(guò)碰撞 ，再經(jīng)過(guò) dx距離，從未發(fā)生碰撞過(guò)的電子數(shù)又將 減少 dn個(gè) ，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(shí) ， e1=， 即電子的的自由行程 大于 λ的概率為 % ? x=3λ時(shí) ， e3=， 即電子的的自由行程 大于 3λ的概率為 5% ? x=5λ時(shí) ， e5=， 即電子的的自由行程 大于 5λ的概率為 % ?/0 xenn ??說(shuō)明了自由行程的分布規(guī)律 ?xenn ??0電子逆場(chǎng)強(qiáng)方向行進(jìn)距離x而從未遭遇碰撞的概率 電子實(shí)際自由行程 ≥x的概率 即為了造成碰撞電離， 質(zhì)點(diǎn)在碰撞前必須經(jīng)過(guò) 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(shí)， TApp11 ???EBPEA P UEUA peA peeii ??????? ??? 1A、 B是兩個(gè)與氣體種類有關(guān)的常數(shù)。 由上式不難看出： ?電場(chǎng)強(qiáng)度 E增大時(shí)， α 急劇增大 。 ? p很大或很小時(shí)， α 都比較小。 Thank You
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1