汤生放电理论与气体击穿VIP专享

1 第五章、汤生放电理论与气体的击穿 前面介绍了气体放电中带电粒子的产生与消失的机理，这是气体放电中的两个重要过程。本章将以上述理论为基础，讨论气体放电。 气体放电的分类： 从维持放电是否必须有外界电离剂分类： ① 自持放电---外界电离剂存在与否都能正常放电； ② 非自持放电---只有外界电离剂存在情况下才能正常放电。 按放电是否随时间变化可分为：稳态放电和非稳态放电。直流激励下的放电为稳态放电，交流或脉冲激励的放电为非稳态放电。 在所有的气体放电中，直流放电是最简单，也是最基本的放电形式，所以本章中主要以直流放电为例来介绍气体放电理论。 § 5 .1 直流气体放电的伏-安特性及被激导电 一、气体放电的伏-安特性 伏-安特性是气体放电的宏观参数，通过气体放电的伏-安特性曲线可以对气体放电过程有一初步认识。 测量气体放电伏—安特性曲线的实验装置如图 5.1。气体放电管中两电极的间距为50cm，电极极板为面积为10cm2 的两平行平面圆形铜极板。充以133Pa(1Torr)Ne 气，电源为电压可调的直流电源 Ea。通过测量放电管上的电压 V1 和可变电阻器 R 上的电压 V2 及对应 R 的阻值，就可得到放电电流I=V2/R。 改变 Ea 和 R 的大小，分别测量出 V1 和 V2，就可得到放电管的V-A 特性曲线。由上述装置所得到的V-A 特性曲线见图 5.2。 C 50cm A - 10cm2 + - + V1 Ea R - + V2 图5.1 测量伏—安特性曲线的实验装置 Ua(V) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 800 被激导电及 自持暗 过渡 准 反常 非自持放电区 放电区 区 辉光 辉光 过渡区 600 Ub B C 放电 正常辉光放电区 放电 400 D 区 区 紫外线 E F 弧光 200 照射 H 放电G 0 10-20 10-16 10-12 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 I(A) 图 5.2 伏—安特性曲线 2 从V-A 特性曲线看可以分为八个区域。 ① 非自持放电区AB 段：此段也可以被称为被激导电区，特点是放电管电压 Ua 从0 逐渐增高，而放电电流极小（10-18A，微小电流来源于源气体中带有密度很小的带电粒子），几乎没有形成放电。当用紫外线照射放电气体和阴极时，放电电流可以上升到 10-16~ 10-12A 量级(紫外线照射气体会引起放电气体的电离，增大气体中的带电粒子浓度；紫外线照射阴极会引起阴极的光电效应，发射光电子；总体效应是增大放电电流)； ② 自持暗放电区BC 段：当放电管电压达到 Ub（击...