课件：气体放电理论一.ppt

* 对于均匀电场，? 不随空间位置而变 相应的电子电流增长规律为 令x＝d，得进入阳极的电子电流，此即外回路中的电流 * 质点的平均自由行程 ?：一个质点在与气体分子相邻两次碰撞之间自由地通过的平均行程 电子在其自由行程内从外电场获得动能 ，能量除决定于电场强度外，还和其自由行程有关 * 气体中电子和离子的自由行程是它们和气体分子发生碰撞时的行程 电子的平均自由行程要比分子和离子的大得多 气体分子密度越大，其中质点的平均自由行程越小。对于同一种气体，其分子密度和该气体的密度成正比 * 2、?过程 ? 电离系数 正离子在间隙中造成的空间电离过程不可能具有显著的作用 正离子向阴极移动，依靠它所具有的动能及位能，在撞击阴极时能引起表面电离，使阴极释放出自由电子来 ? 表示折算到每个碰撞阴极表面的正离子，阴极金属平均释放出的自由电子数 * 从阴极飞出n0个电子，到达阳极后，电子数将增加为 正离子数 正离子到达阴极，从阴极电离出的电子数 * 3、自持放电条件 设 n0＝1 放电有非自持转入自持的条件为 在均匀电场中，这也就是间隙击穿的条件，上式具有 清楚的物理意义 * 当自持放电条件得到满足时，就会形成图解中闭环部分所示的循环不息的状态，放电就能自己维持下去 * 4、击穿电压、巴申定律 根据自持放电条件推导击穿电压 ，先推导? 的计算式 设电子在均匀电场中行经距离x而未发生碰撞，则此时电子从电场获得的能量为eEx，电子如要能够引起碰撞电离，必须满足条件 只有那些自由行程超过xi＝Ui／E的电子，才能与分子发生碰撞电离 若电子的平均自由行程为?，自由行程大于xi的概率为 * 在lcm长度内，一个电子的平均碰撞次数为l／? 其中 是电子自由行程超过xi 而发生的碰撞 ，即电离碰撞次数 气体温度不变时，1／? ＝Ap，并令AUi＝B，可得 * 将? 的计算式代入自持放电条件 击穿电压Ub 温度不变时，均匀电场中气体的击穿电压Ub是气体压力和电极间距离的乘积pd的函数 * 巴申（Paschen）定律 击穿电压与pd的规律在碰撞电离学说提出之前，就已从实验中总结出来了 * 实际上的系数A及B和温度有关。系数A和绝对温度成反比 比值p／T和气体密度成正比 式中p以兆帕计，T以绝对温度表示 巴申定律更普遍的形式 * 5、汤逊放电理论的适用范围 电力工程上经常接触到的是气压较高的情况（从一个大气压到数十个大气压），间隙距离通常也很大 两者间的主要差异可概述如下 1. 放电外形 均匀连续，如辉光放电 分枝的明细通道 2. 放电时间 火花放电时间的计算值比实测值要大得多 3. 击穿电压 汤逊自持放电条件求得的击穿电压和实验值有很大出入 4. 阴极材料的影响 实测得到的击穿电压和阴极材料无关 后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用 资料仅供参考，实际情况实际分析 * * * 气体放电理论（一） * * * 气体放电 在电场作用下，气隙中带电粒子的形成和运动过程 气隙中带电粒子是如何形成的？ 气隙中的导电通道是如何形成的？ 气隙中导电通道形成后是如何维持持续放电的？ * 2.1 气体中带电质点的产生和消失 气体中带电质点的产生 （一）气体分子的电离可由下列因素引起： （1）电子或正离子与气体分子的碰撞电离 （2）各种光辐射（光电离） （3）高温下气体中的热能（热电离） （4）负离子的形成 （二） 金属（阴极）的表面电离 * 碰撞电离 气体放电中，碰撞电离主要是电子和气体分子碰撞而引起的 在电场作用下，电子被加速而获得动能。当电子的动能满足如下条件时，将引起碰掩电离 me——电子的质量； ve ——电子的速度； Wi——气体分子的电离能。 碰撞电离的形成与电场强度和平均自由行程的大小有关 * 光电离 光辐射引起的气体分子的电离过程称为光电离 自然界、人为照射、气体放电过程 当气体分子受到光辐射作用时，如光子能量满足下面条件，将引起光电离，分解成电子和正离子 光辐射能够引起光电离的临界波长（即最大波长）为 对所有气体来说，在可见光（400?750nm）的作用下