吳廣寧高電壓11西南交大電氣-文庫吧資料
2025-01-05 08:23本頁面
【正文】 常見的卻是不均勻電場。但對不均勻電場還要區(qū)分兩種不同的情況，即 稍不均勻電場和 極不均勻電場 。 min,bU mi n,bb Uu ?? ?mind? bu VU b 325mi n, ?此極小值出現(xiàn)在 cm時，即 的極小值不是出現(xiàn)在常壓下，而是出現(xiàn)在 低氣壓 ，即空氣相對密度很小的情況下。 ? ?pdfub ?bupdbud pdbu圖 17 實驗求得的均勻場不同氣體間隙 曲線 不同氣體，其巴申曲線上的最低擊穿電壓 ，以及使 的 值 各不相同。 d?返回 巴申定律與適用范圍 早在湯遜理論出現(xiàn)之前，巴申 (Paschen)就于1889年從大量的實驗中總結(jié)出了擊穿電壓 與 的關(guān)系曲線，稱為巴申定律，即 bupd )( pdfUb ? (123) 巴申定律 圖 17給出了空氣間隙的 與 的關(guān)系曲線。 d? ?/d?d 過大時，氣壓高，或距離大，這時氣體擊穿的很多實驗現(xiàn)象無法全部在湯遜理論范圍內(nèi)給以解釋： 放電外形 ； 放電時間 ； 擊穿電壓 ； 陰極材料 。 過小或過大，放電機理將出現(xiàn)變化，湯遜理論就不再適用了。 ?de?? de?de?? de?自持放電條件 為 1)1( ??de ?? ：一個正離子撞擊到陰極表面時產(chǎn)生出來的二次電子數(shù) ? ：電子碰撞電離系數(shù) ?：兩極板距離 d 此條件物理概念十分清楚，即一個電子在自己進(jìn)入陽極后可以由 及 過程在陰極上又產(chǎn)生一個新的替身，從而無需外電離因素放電即可繼續(xù)進(jìn)行下去。因在對 系數(shù)進(jìn)行討論時已假設(shè)每次電離撞出一個正離子，故電極空間共有（ － 1）個正離子。 為此引入系數(shù)。 pdpdpd（ 1） 過程與自持放電條件 ? 由于陰極材料的 表面逸出功比氣體分子的電離能小很多，因而正離子碰撞陰極較易使陰極釋放出電子。 實驗現(xiàn)象表明，二次電子的產(chǎn)生機制與氣壓和氣隙長度的乘積（ ）有關(guān)。 e?e??湯遜理論 前述已知，只有電子崩過程是不會發(fā)生自持放電的。 ?p (116) 所以，在高氣壓和高真空下，氣隙不易發(fā)生放電現(xiàn)象，具有較高的電氣強度。 EBpA pe ???由上式不難看出： ?電場強度 E增大時， 急劇增大 。 設(shè)在處有個電子沿電力線方向運動，行經(jīng)距離時還剩下個電子未發(fā)生過碰撞，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 ?? 由第一節(jié)公式，實際自由行程長度等于或大于 xi的 概率為 ，所以也就是碰撞電離的概率。 根據(jù)碰撞電離系數(shù) 的定義，可得： ?分離變量并積分之，可得： ?? x dxenn 00?(17) (18) 對于均勻電場來說，氣隙中各點的電場強度相同， 值不隨 x而變化，所以上式可寫成： ?xenn ?0?(19) xn dnd ??抵達(dá)陽極的電子數(shù)應(yīng)為： da enn?0?(110) )1(00 ?????da ennnn? 將式 (18)的等號兩側(cè)乘以電子的電荷 ，即得電流關(guān)系式： eq途中新增加的電子數(shù)或正離子數(shù)應(yīng)為： (111) deII ?0?式 (112)中， eqnI 00 ?(112) 式 (112) 表明：雖然電子崩電流按指數(shù)規(guī)律隨極間距離 d而增大，但這時放電還不能自持，因為一旦除去外界電離因子 (令 )，即 變?yōu)榱恪? 如圖 15為平板電極氣隙，板內(nèi)電場均勻，設(shè)外界電離因子每秒鐘使陰極表面發(fā)射出來的初始電子數(shù)為 n0。 為了分析碰撞電離和電子崩引起的電流，引入： 電子 碰撞電離系數(shù) 。 0U0U（ 2） 電子崩的形成 外界電離因子在陰極附近產(chǎn)生了一個 初始電子 ，如果空間電場強度足夠大，該電子在向陽極運動時就會引起碰撞電離，產(chǎn)生一個 新的電子 ，初始電子和新電子繼續(xù)向陽極運動， 又會引起新的碰撞電離，產(chǎn)生更多電子。電壓達(dá)到 后，電流劇增，且此時間隙中電離過程只靠外施電壓已能維持，不再需要外電離因素了。 圖 1－ 3 氣體間隙中電流與外施電壓的關(guān)系 0U（ 3）在 IU曲線的 BC段： 雖然電流增長很快，但電流值仍很小，一般在 微安級 ，且此時氣體中的電流仍要靠外電離因素來維持，一旦去除外電離因素，氣隙電流將消失。電壓繼續(xù)升高至 時，電流急劇上升，說明放電過程又進(jìn)入了一個新的階段。 放電的電子崩階段 由圖 13可見， （ 1）在 IU曲線的 OA段： 氣隙電流隨外施電壓的提高而增大，這是因為帶電質(zhì)點向電極 運動的速度加快導(dǎo)致復(fù)合率減小 。 （ 1）非自持放電和自持放電的不同特點 宇宙射線和放射性物質(zhì)的射線會使氣體發(fā)生微弱的電離而產(chǎn)生少量帶電質(zhì)點；另一方面、負(fù)帶電質(zhì)點又在不斷復(fù)合，使氣體空間存在一定濃
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