一、汤逊理论
1.非自恃放电与自持放电
OA:电压 电流
AB:稳定,外电离因素产里的带电质点分部落入电极,少隙和电流密度小,绝缘状态。
BC:新的电离——电子碰撞电离。
非自恃放电:外施电压小于Uo,间隙电流极小,取消外电离因素,电流消失。
自恃放电:Uo以后的放电,Uo后气体强烈电离,且电离过程可只靠电场作用自行维恃,不再需要光照等外电离因素。
C分界点,Uo击穿电压。
2.电子崩及电子电离系数
外电离因素使明极出现一个自由电子(光电效应),电场作用加建——碰撞电离——正离子;两自由电子,新的碰撞电离。
电子数20,21,22……2n雪崩增加。
电子崩:因碰撞电离使自由电子数不断增加的想象。
电子崩过程——a过程,a碰撞电离系数
定义:一个电子沿电场方向行径1cm长度,平均发生的碰撞电离次数。曲路电流 I=Ioe2d I1=Ioe2d1 I2=Ioe2d2 I2-I1取对
图1-5单对数坐标,I-d直线,斜率
每次碰撞产生一个新电子,则a为单位行程内新电高出的电子数。
非自恃放电电流变化规律用电子碰撞电离过程解释。
分析a假设:
① 电子动能小于气体电离能,碰撞的产生电离。
② 电子动能大于气体电离能,碰撞产生电离。
③ 每次碰撞,不论是否造成电离,电子都失去全部动能,从0开始重新加速,两次碰撞间电子沿电场方风吹草动直线运动。
1cm内,140平均碰撞次数 ,行程x≥xi发生电离,碰撞电离条件≥Wi 即
自由行程分布服从统计规律,关于xi概率,或记为
则电离系数
自由行程 ,空气相对密度
Po.To标准参考大气条件下的气体压力和气体分子温度则A常数的单变量函数
又
因此:令常数
得
反映每次碰撞平均产生的电子数,电离概率
反映电子在平均自由行程上由电场获得的能量
过程——正离子引起电离
3.过程与自恃放电条件
过程:电极空间的碰撞电离
过程:正离子及光子在阴极表面激发出电子,引起阴极表面电离
阴极材料逸出功比气体分子电离能小得多,正负离子复合,分子由激励态跃迁回常态,产生光子,引起阴级表面电离
:折算到每个碰撞阴极的正离子中在阴极释出的自由电子数。光电离阴极产生一个电子过程 阳极电子数,每次电离撞出一个正离子,电极空间正离子,这些正离子到达阴极表面,撞出电子,电子在电极空间碰撞产生,更多正离子循环。
阴极发射一个电子,阳极表面进入z个电子
级数收敛为
单位时间内阴极表面单位面积有个起始电子逸出,稳态后,单位时间进入阳极单位面积电子数
回路中电流
过程使电流的增长指数规律还快
d 小电场弱时,过程忽略不计
I、d实验曲线决定
或不可能
实际上意味间隙被击穿,由外回路决定,不依赖外地离因素,由电压自动维持。
自持放电条件或
物理解释:一个电子自己进入阳极后,、过程,在阴极上产生一个新的替身,天需外电离因素可继结下去。
与材料逸出功相关
而且放电显然与电极材料及表面状态有关。
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