高電壓隨筆1.湯遜巴申
拿破侖波那帕脫
來自專欄高電壓復習小記
復習高電壓的隨筆,寫給自己看的,不喜勿噴~但歡迎讀者補充指正
首先是氣體放電的基本理論。
帶電質點的產生:碰撞電離。帶電質點在電場中獲得動能,碰撞氣體分子,使之電離。
并不是所有碰撞都能引發電離。因此引入平均自由程的概念。平均自由程越大,積累動能就越多,越容易電離。T大p小平均自由程大。電子是引起碰撞電離的主要帶電質點,常溫常壓空氣中電子平均自由程在10-7m量級。
除碰撞電離外,還有光電離(到達地表的普通陽光遠不足以引起光電離)、熱電離(本質上仍是碰撞電離和光電離,只不過其能量來源不是電場,而是氣體分子本身的熱能。但常溫下遠不足以熱電離)
給陰極注入能量可發射電子。陰極表面電離比氣體電離更容易。
帶電質點的消失:復合(復合放光子引發新電離。帶電質點濃度高處通常既是強烈電離區又是強烈復合區)、擴散、流入電極、形成負離子(電子+氣體分子,負離子阻礙放電)
低氣壓均勻場湯遜理論與巴申定律
電壓達到一定程度后,取消外電離因素,放電可繼續,是為自持放電。
電子碰撞電離系數a:沿電場方向走1cm發生的碰撞電離次數。I=I0exp(ad)(I0為由外電離因素引起的飽和光電流,I為外電路電流)場強對a影響很大。
陰極表面電離系數r:折算到每個碰撞陰極的正離子在陰極釋放出的自由電子數
I=I0exp(ad)/(1-rexp(ad))
自持放電條件:
r(exp(ad)-1)=1
或rexp(ad)=1
巴申定律:均勻場Ub-pd曲線