22气体放电机理.pptx

2.2 2.2 气体放电机理气体放电机理v汤逊(Townsend)放电理论v流注放电理论2.2.电子崩的形成电子崩的形成外界因素引起3.3.自持放电与非自持放电自持放电与非自持放电v非自持放电非自持放电 必须借助外界因素才能使放电发展必须借助外界因素才能使放电发展的气体放电。的气体放电。v自持放电自持放电 当外界因素撤销后，仍能够仅在当外界因素撤销后，仍能够仅在电场作用下自我维持的气体放电。电场作用下自我维持的气体放电。一、汤逊放电理论一、汤逊放电理论1.均匀电场中气体间隙的伏安特性汤逊理论中的三个系数汤逊理论中的三个系数 v系数：一个电子经过1cm，由碰撞电离产生的自由电子数v系数：一个正离子经过1cm，由碰撞电离产生的自由电子数v系数：一个正离子撞击阴极，逸出的自由电子数xnoxdxn+-S初始条件：x=0，n=n0电子崩到达阳极(x=S)：一个电子崩到达阳极，新产生的正离子数：新产生的正离子数撞击阴极表面产生的自由电子数：自持放电的条件自持放电的条件v物理意义：一个初始电子至少有产生了一个新的自由电子，使放电得以发展。4.4.汤逊理论放电过程汤逊理论放电过程5.5.巴申定律（巴申定律（P Paschen Law(）均匀电场中空气的巴申曲线均匀电场中空气的巴申曲线均匀电场中空气的巴申曲线均匀电场中空气的巴申曲线巴申定律的物理解释与应用巴申定律的物理解释与应用v假设气隙距离不变：当气体密度增加时，电子平均自由行程缩短，电子不易积聚动能，碰撞电离减弱；气体密度过小时，电子与气体分子发生碰撞电离的概率减小，气体不易击穿。v假设气体密度不变：当气隙间距加大，必须提高电压才能获得足够的场强；当间距过小时，电子走完全程发生碰撞的次数减少，需要增加电压才能击穿。巴申定律的实际应用巴申定律的实际应用v提高气压，采用压缩气体提高气体的击穿电压；v采用高真空，提高电极间的击穿电压，如真空断路器。6.6.汤逊放电理论的要点汤逊放电理论的要点v气隙电离的主要因素是：电子的碰撞电离气隙电离的主要因素是：电子的碰撞电离（过程）过程）及正离子的阴极表面电离及正离子的阴极表面电离（过程过程)v气隙击穿的必要条件是：气隙击穿的必要条件是：自持放电自持放电v适用范围：短间隙、低气压适用范围：短间隙、低气压 PS 200mmHg cm放电外观：放电充满整个空间放电外观：放电充满整个空间一、流注放电理论一、流注放电理论v气体放电流注理论以实验为气体放电流注理论以实验为基础基础，它考虑了高气压、长，它考虑了高气压、长气隙情况下不容忽视的若干气隙情况下不容忽视的若干因素对气体放电的影响，主因素对气体放电的影响，主要有以下两方面：要有以下两方面：v空间电荷对原有电场的空间电荷对原有电场的影响影响 v空间光电离的作用空间光电离的作用1.空间电荷引起电场畸变2.空间光电离3.流注的形成与气体击穿4.流注理论的气体放电过程电子崩电子崩流注流注主放电主放电5.流注理论的要点v强调了空间电荷畸变电场的作用；强调了空间电荷畸变电场的作用；v电离因素除电子的空间碰撞电离外还电离因素除电子的空间碰撞电离外还考滤空间光电离（光子、短波光射线考滤空间光电离（光子、短波光射线引起）引起）v自持放电条件是流注形成自持放电条件是流注形成v适用条件：适用条件：d d 0.26cm0.26cm的气隙的气隙,正常正常大气压下的放电大气压下的放电 小结小结v均匀电场的两大放电理论：汤逊理论、均匀电场的两大放电理论：汤逊理论、流注理论流注理论v两个理论的适用范围与区别两个理论的适用范围与区别v自持放电与非自持放电的概念自持放电与非自持放电的概念v巴申定律的内容及其现实指导意义巴申定律的内容及其现实指导意义